CN102850150A - 三元组份的粉粒多孔硝酸铵炸药及其制造方法和使用方法 - Google Patents

三元组份的粉粒多孔硝酸铵炸药及其制造方法和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药,所述的第一组份由90～98.5份硝酸铵晶体、0～0.3份脂肪胺和1.5～10份膨胀珍珠岩组成；所述硝酸铵晶体主要存在于膨胀珍珠岩颗粒内部，少部分吸附于膨胀珍珠岩外表面。所述第一组份的堆积密度为0.62～0.88g/cm3；所述的第二组份为干燥木粉；所述的第三组份为油相；所述的三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药是将92份第一组份、3～4份第二组份与4份第三组份均匀混合而成。本发明具有工艺更简单，硝酸铵的损耗低，设备成本投入低，密度系列化，不具有雷管感度，爆炸性能优良，既适合于工厂化生产又适合爆破现场混制，可满足不同爆破工程需要，炸药生产成本低廉等优点。

Description

三元组份的粉粒多孔硝酸铵炸药及其制造方法和使用方法
技术领域
 本发明涉及一种民用炸药及其制备方法，特别是一种三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药及其制造方法和使用方法。
背景技术
多元混合炸药爆炸机理表明硝酸铵颗粒中存在的一定数量的微气孔或孔隙能够对硝酸铵颗粒起到敏化作用，使硝酸铵的爆炸感度及其他爆炸性能提高。
基于以上理论，早期国外学者利用表面活性剂和造粒技术研究并制备出了多孔粒状硝酸铵。该硝酸铵呈颗粒状，具有多孔性结构，可与有机燃料直接混合制成多孔粒状铵油炸药。因为多孔粒状硝酸铵的特殊结构使得多孔粒状硝铵炸药的制备具有生产工艺简单，成本低廉，安全性好且不具有雷管感度，能够现场混制的优点。
但上述多孔粒状硝铵炸药仍然存在一些明显的缺陷如下：
（1）多孔粒状铵油炸药的堆积密度偏低（堆积密度为0.75～0.85g/cm3），爆炸性能不理想（爆速为：2500～3200g/cm3），主要原因是多孔粒状硝酸铵的密度偏低（堆积密度为0.75～0.85g/cm3）；
（2）无法制得更低密度和高密度多孔粒状铵油炸药，这是因为按照现有技术无法制造低密度和高密度多孔粒状硝酸铵；
（3）多孔粒状铵油炸药生产成本相对较高，主要原因是多孔粒状铵油炸药的配方中价格昂贵的燃料油所占比例较大，不含有价格低廉的木粉；
（4）多孔粒状铵油炸药的生产工艺虽然简单，但多孔粒状硝酸铵的生产工艺较复杂，生产过程损耗较大（制造多孔粒状硝酸铵的过程中损耗的硝酸铵约为1%），且生产设备、生产设施投资巨大，要投资上百万或上千万的资金购买造粒设备或建造数十米高的造粒塔。
综上所述：目前急需生产成本更低成本低、装药密度合适（能够与爆破介质匹配）、加工耗能低、产品性能好且不具有雷管感度，能够适应工厂化生产和现场混制的硝铵炸药。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种粉粒状多孔硝酸铵炸药及其制备方法。
本发明通过以下方法和技术实现上述目的：
本发明涉及一种三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药及其制造方法和使用方法。所述的三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药的制备方法的制备步骤如下：
所述的三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药的制备方法分别是制备第一组份、第二组份和第三组份。
第一组份：
（1）90～98.5份硝酸铵加入水中，加热至105℃～160℃，形成浓度为85%～97%硝酸铵溶液；
（2）将1.5～10份膨胀珍珠岩加入步骤（1.1）制备的硝酸铵溶液中，并持续搅拌形成悬浊液；
（3）将步骤（1.2）制备的悬浊液送至搅拌式真空结晶机内，搅拌式真空结晶机内在真空度-0.085Mpa，搅拌速度为每分钟60转的工作状态下进行搅拌结晶，得到具有孔隙结构的粉粒状多孔硝酸铵，所述的膨化珍珠岩内部吸附有硝酸铵；
（4）搅拌式真空结晶机将粉粒状多孔硝酸铵干燥至水份含量小于0.3%；
（5）将粉粒状多孔硝酸铵中水份含量干燥至小于0.3%之后向其中加小于0.3份的脂肪胺，并继续搅拌3～10分钟使脂肪胺包覆粉粒状多孔硝酸铵。
第二组分：将木粉干燥至水分含量小于0.3%。
第三组份：将固态油相加热熔化并保持在95℃以上备用，或者直接使用液态机油或柴油。
所述的三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药,包括可独立储存的第一组份、第二组份和第三组份，在生产过程中，可根据产品使用的需要，将第一组份、第二组份和第三组份在生产工厂固定生产线或爆破施工现场移动式混装车上混合，本发明所述的第一组份、第二组份和第三组份混合后不具有雷管感度，产品在生产、储存和运输过程中具有较高的安全性。
所述的第一组份由90～98.5份硝酸铵晶体、0～0.3份脂肪胺和1.5～10份膨胀珍珠岩组成。因为本发明的膨胀珍珠岩是直接加入到硝酸铵溶液中，然后对混合有膨胀珍珠岩的硝酸铵溶液进行结晶，所以膨化珍珠岩内部吸附有硝酸铵晶体。所述的硝酸铵晶体为具有孔隙结构的粉粒状多孔硝酸铵。所述第一组份的堆积密度为0.62～0.88g/cm3。
所述的三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药的使用方法，其特征在于所述的使用步骤如下：
（1）将92份0～85℃的第一组份、3～4份第二组份和4份第三组份均匀搅拌混合后装入药卷或炮孔；
（2）取用大于50克的乳化炸药作为起爆药，或取用一发起爆具；
（3）然后将步骤（2）中的起爆药或起爆具安置于步骤（1）中的药卷或炮孔中；
（4）起爆药或起爆具中装入雷管，通过引爆雷管产生如下联锁反应：雷管引爆步骤（2）中的起爆药或起爆具，起爆药或起爆具引爆步骤（1）药卷或炮孔中的粉粒状多孔硝酸铵炸药。
 
本发明的有益效果是：
（1）该方法使得硝酸铵结晶、干燥、成粉和成粒过程一步完成，与现有多孔粒状硝酸铵制备方法相比工艺更简单，省去了单独的干燥过程，降低了能耗，减少了硝酸铵的损耗；
（2）可利用现有粉状结晶硝酸的生产设备即搅拌式真空结晶机，无需投入大量资金购置造粒设备和建设大型造粒塔；
（3）制备的粉粒状多孔硝酸铵可直接与木粉、油相材料混制出粉粒状多孔硝酸铵炸药，该炸药不具有雷管感度，爆炸性能更加优良，其爆速为3401～2089m/s；
（4）用粉粒状多孔硝酸铵制备粉粒状多孔硝铵炸药可采用热料混合和冷料混合，即粉粒状多孔硝铵炸药既适合于工厂化生产又适合施工现场混制；
（5）通过调整膨胀珍珠岩的加入量后可制备出不同堆积密度的粉粒状多孔硝酸铵和相应的不同堆积密度的粉粒状多孔硝铵炸药，堆积密度为0.62～0.88g/cm3，可满足不同爆破工程需要；
（6）用粉粒状多孔硝酸铵制备粉粒状多孔硝铵炸药中含有价格低廉的木粉，降低了炸药生产成本。
 
附图说明
图1为本发明的第一组分加工工艺流程图；
图2为本发明的产品及使用流程图。
 
具体实施例
实施例一：向搅拌式真空结晶机中泵入100份浓度为94%，温度为130℃的硝酸铵水溶液，加入1.5份膨胀珍珠岩。开启搅拌式真空结晶机的真空泵抽真空，持续搅拌结晶干燥15分钟，真空度-0.085Mpa，搅拌速度为每分钟60转，然后加入0.2份的脂肪胺，制得粉粒状多孔硝酸铵。将92份85℃的粉粒状多孔硝酸铵、4份干燥木粉和4份柴油混合制成粉粒状多孔硝铵炸药。将制成的粉粒状多孔硝铵炸药装入直径为50mm药卷。
用50克2号岩石乳化炸药起爆，在50克2号岩石乳化炸药中植入雷管后安置到炸药卷中。通过雷管进行引爆。
实施例二：本实施例与实施例一的生产工艺和使用方法基本相同，其区别在于向搅拌式真空结晶机中泵入100份浓度为97%，温度为160℃的硝酸铵水溶液，加入2.0份膨胀珍珠岩。开启搅拌式真空结晶机的真空泵抽真空，持续搅拌结晶干燥15分钟，真空度-0.085Mpa，搅拌速度为每分钟60转，然后加入0.15份的脂肪胺，制得粉粒状多孔硝酸铵。将92份80℃的粉粒状多孔硝酸铵、4份干燥木粉和4份柴油混合制成粉粒状多孔硝铵炸药。
实施例三：本实施例与实施例一的生产工艺和使用方法基本相同，其区别在于向搅拌式真空结晶机中泵入100份浓度为85%，温度为105℃的硝酸铵水溶液，加入2.5份膨胀珍珠岩。开启搅拌式真空结晶机的真空泵抽真空，持续搅拌结晶干燥25分钟，真空度-0.075Mpa，搅拌速度为每分钟60转，然后加入0.1份的脂肪胺，制得粉粒状多孔硝酸铵。将92份60℃的粉粒状多孔硝酸铵、4份干燥木粉和4份柴油混合制成粉粒状多孔硝铵炸药。
实施例四：本实施例与实施例一的生产工艺和使用方法基本相同，其区别在于向搅拌式真空结晶机中泵入100份浓度为92%，温度为120℃的硝酸铵水溶液，加入3.0份膨胀珍珠岩。开启搅拌式真空结晶机的真空泵抽真空，持续搅拌结晶干燥10分钟，真空度-0.090Mpa，搅拌速度为每分钟60转，然后加入0.1份的脂肪胺，制得粉粒状多孔硝酸铵。将92份70℃的粉粒状多孔硝酸铵、4份干燥木粉和4份柴油混合制成粉粒状多孔硝铵炸药。
实施例五：本实施例与实施例一的生产工艺和使用方法基本相同，其区别在于向搅拌式真空结晶机中泵入100份浓度为92%，温度为120℃的硝酸铵水溶液，加入4份膨胀珍珠岩。开启搅拌式真空结晶机的真空泵抽真空，持续搅拌结晶干燥10分钟，真空度-0.090Mpa，搅拌速度为每分钟60转，然后加入0.1份的脂肪胺，制得粉粒状多孔硝酸铵。将92份70℃的粉粒状多孔硝酸铵、3份干燥木粉和4份柴油混合制成粉粒状多孔硝铵炸药。
实施例六：本实施例与实施例一的生产工艺和使用方法基本相同，其区别在于向搅拌式真空结晶机中泵入100份浓度为92%，温度为120℃的硝酸铵水溶液，加入6份膨胀珍珠岩。开启搅拌式真空结晶机的真空泵抽真空，真空度-0.085Mpa，持续搅拌结晶干燥10分钟，搅拌速度为每分钟60转，然后加入0.2份的脂肪胺，制得粉粒状多孔硝酸铵。将92份65℃的粉粒状多孔硝酸铵、3份干燥木粉和4份机油混合制成粉粒状多孔硝铵炸药。
实施例七：本实施例与实施例一的生产工艺和使用方法基本相同，其区别在于向搅拌式真空结晶机中泵入100份浓度为92%，温度为120℃的硝酸铵水溶液加入10份膨胀珍珠岩。开启搅拌式真空结晶机的真空泵抽真空，真空度-0.090Mpa，持续搅拌，搅拌速度为每分钟60转，结晶干燥12分钟后，加入0.2份脂肪胺，制得粉粒状多孔硝酸铵；将92份65℃的粉粒状多孔硝酸铵、3份干燥木粉和4份机油混合制成粉粒状多孔硝铵炸药。
实施例八：本实施例与实施例一的生产工艺和使用方法基本相同，其区别在于向搅拌式真空结晶机中泵入100份浓度为92%，温度为120℃的硝酸铵水溶液加入 2.5份膨胀珍珠岩。开启搅拌式真空结晶机的真空泵抽真空，持续搅拌，搅拌速度为每分钟60转，结晶干燥12分钟后，加入0.1份脂肪胺，制得粉粒状多孔硝酸铵；将粉粒状多孔硝酸铵冷却至常温后，将92份常温的粉粒状多孔硝酸铵、4份干燥木粉和4份机油混合制成粉粒状多孔硝铵炸药。
实施例九：本实施例与实施例一的生产工艺和使用方法基本相同，其区别在于向搅拌式真空结晶机中泵入100份浓度为92%，温度为120℃的硝酸铵水溶液加入 2.5份膨胀珍珠岩。开启搅拌式真空结晶机的真空泵抽真空，真空度-0.090Mpa，持续搅拌，搅拌速度为每分钟60转，结晶干燥12分钟后，加入0.3份脂肪胺，制得粉粒状多孔硝酸铵；将粉粒状多孔硝酸铵冷却至常温后，将92份常温的粉粒状多孔硝酸铵、4份干燥木粉和4份机油混合制成粉粒状多孔硝铵炸药。
以上实例所制得的粉粒状多孔硝铵炸药的性能检测情况如下表：
粉粒状多孔硝铵炸药的性能检测表
Figure 201210332750X100002DEST_PATH_IMAGE002
注：以上爆速检测均采用直径为50mm药卷，用50克2号岩石乳化炸药起爆，按照GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法进行。

Claims (6)

1.一种三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药的制备方法，其特征在于所述的制备步骤如下：
第一组份：
（1.1）90～98.5份硝酸铵加入水中，加热至105℃～160℃，形成浓度为85%～97%硝酸铵溶液；
（1.2）将1.5～10份膨胀珍珠岩加入步骤（1.1）制备的硝酸铵溶液中，并持续搅拌形成悬浊液；
（1.3）将步骤（1.2）制备的悬浊液送至搅拌式真空结晶机内，在真空度-0.085Mpa，搅拌速度为每分钟60转的工作状态下进行搅拌结晶，得到具有孔隙结构的粉粒状多孔硝酸铵，所述的膨化珍珠岩内部吸附有硝酸铵；
（1.4）搅拌式真空结晶机将粉粒状多孔硝酸铵干燥至水份含量小于0.3%。
2. 根据权利1所述的三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药的制备方法，其特征在于步骤（1.4）将水份含量干燥至小于0.3%之后向粉粒状多孔硝酸铵中加小于0.3份的脂肪胺，并继续搅拌3～10分钟使脂肪胺包覆粉粒状多孔硝酸铵。
3. 根据权利要求1或2所述的三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药,包括可独立储存的第一组份、第二组份和第三组份，其特征在于
所述的第一组份由90～98.5份硝酸铵晶体、0～0.3份脂肪胺和1.5～10份膨胀珍珠岩组成；所述的膨化珍珠岩内部吸附有硝酸铵晶体；所述的硝酸铵晶体为具有孔隙结构的粉粒状多孔硝酸铵；所述第一组份的堆积密度为0.62～0.88g/cm3；
所述的第二组份为干燥木粉；
所述的第三组份为油相；
所述的三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药由92份第一组份、3～4份第二组份与4份第三组份均匀混合而成。
4.根据权利要求3所述的三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药,其特征在于所述的第一组份、第二组份和第三组份在0～85℃时进行混合。
5.根据权利要求3所述的三元组份的粉粒状多孔硝酸铵炸药,其特征在于油相为柴油、机油、石蜡、复合蜡或机油、石蜡、复合蜡的混合物。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的三元组份的粉粒多孔硝酸铵炸药的使用方法，其特征在于所述的使用步骤如下：
（6.1）将92份0～85℃的第一组份、3～4份第二组份和4份第三组份均匀搅拌混合后装入药卷或炮孔；
（6.2）取用大于50克的乳化炸药作为起爆药，或取用一发起爆具；
（6.3）然后将步骤（6.2）中的起爆药或起爆具安置于步骤（6.1）中的药卷或炮孔中；
（6.4）将起爆药或起爆具中装入雷管,通过引爆雷管产生如下联锁反应：雷管引爆步骤（6.2）中的起爆药或起爆具，步骤（6.2）中的起爆药或起爆具引爆步骤（6.1）药卷或炮孔中的粉粒状多孔硝酸铵炸药。
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