一种含废药粉状乳化炸药的生产方法
技术领域
本发明属于工业炸药的制备技术领域,具体涉及一种粉状乳化炸药的生产方法。
背景技术
粉状乳化炸药是20世纪80年代开始发展起来的一种新型粉状工业炸药,它是以较低含水量的氧化剂溶液或熔融的氧化剂微细液滴为分散相,特定的碳质燃料与乳化剂组成的油相溶液为连续相,在一定的工艺条件下通过强力剪切形成油包水型乳胶基质,然后通过喷雾制粉、旋转闪蒸或冷却固化后粉碎等方法制成的一种粉状硝铵炸药。由于它兼有粉状硝铵炸药和乳化炸药的优点,且炸药组分中不含猛炸药,无需气泡敏化,爆炸性能优良,做功能力高,使用方便和贮存性能稳定等优点,在我国得到很快的发展。从目前生产方法上看,与胶状乳化炸药相同的是,粉状乳化炸药在生产工艺前段上利用乳化炸药乳化分散的方法,使氧化剂和可燃剂在液体状态进行混合,形成相对高度分散状态。不同的是,在生产工艺后段上它利用气流干燥、旋转闪蒸等技术,使水从乳化胶粒氧化剂溶液中尽可能多的脱除,形成了粉状乳化炸药。粉状乳化炸药在配方中水相组分具有较小的含水量,油相上采用松香和地蜡,造成了水、油相溶解、熔化温度高,因而乳化温度也偏高现象,且生产工艺复杂。由于存在着上述原因,与胶状乳化炸药相比,其生产危险性高,因此目前针对粉状乳化炸药废药研究也相对较少。目前在粉状乳化炸药生产方面,粉状乳化炸药废药用于该生产技术的国内也有研究论文,所采用的技术途径为:在容器中加入一定量的水,将粉状乳化炸药废药放入容器中,加热搅拌使粉状乳化炸药废药溶化破乳,使水、油相分离,然后将水、油相分开。之后检测水相中各组分的质量分数,再将该水相材料用于粉状乳化炸药的生产,即可制成粉状乳化炸药。现有粉状乳化炸药废药用于粉状乳化炸药生产方法存在着:在粉状乳化炸药生产时,只使用了粉状乳化炸药废药水相材料,而将油相材料废弃不用,不仅浪费了原材料,还可能对环境造成了污染,并且生产工艺相对复杂。中国专利201110407229.3公开了“利用废药制备乳化炸药的方法”,该发明是针对目前胶状乳化炸药废药生产利用技术提出的。
发明内容
为了解决粉状乳化炸药废药的回收利用和在利用中存在的原料浪费、污染环境等问题,本发明通过技术改进,提供一种含废药粉状乳化炸药的生产方法。
含废药粉状乳化炸药生产的具体操作步骤如下:
一种含废药粉状乳化炸药的生产方法,所用原料和重量百分比如下:
硝酸铵 7.5%~45.0%
硝酸钠 0.0%~4.5%
硝酸钙 0.0%~3.0%
尿素 0.0%~1.0%
粉状乳化炸药废药 50.0%~90.0%
水 0.3%~2.5%
乳化剂 0.2%~1.5%
油相 0.3%~2.5%;
所述粉状乳化炸药废药是指出现吸湿、破乳、析晶现象,并且失去雷管感度和爆轰能力的岩石型粉状乳化炸药。
所述乳化剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
所述油相为石蜡、地蜡和松香,其比例为1∶1~1.5∶1~1.5。
含废药的粉状乳化炸药生产操作步骤如下:
将粉状乳化炸药水相组分加热溶解,将粉状乳化炸药废药分成3等份,分3次缓慢加入到水相中溶解、分散形成水相液;将乳化剂及油相熔化制成复合油相;在搅拌状态下将水相液加入到复合油相中,经乳化后制得粉状乳化炸药基质。
一种含废药粉状乳化炸药生产的具体操作步骤和工艺条件如下:
第一步:水相液制备
依次将权利要求1配方中的水、硝酸钠、硝酸钙、尿素和硝酸铵投入到容器中,并边加热边搅拌,待完全溶解,将粉状乳化炸药废药分成3等份,第一次加入第1份粉状乳化炸药废药,待完全溶解,再加入第2份粉状乳化炸药废药,待完全溶解,加入第3份粉状乳化炸药废药,温度升至115℃~125℃使其充分溶解,制得水相液;
第二步:复合油相制备
依次将上述配方中的油相、乳化剂投入到容器中,边加热边搅拌,温度升至115℃~125℃使其充分熔化,制得复合油相;
第三步:乳化
在搅拌状态下将水相液加入到复合油相中进行乳化,乳化线速度<10m/s,制得粉状乳化炸药基质;
第四步:制粉
将粉状乳化炸药基质冷却固化,破碎,过20目标准筛,制得粉状乳化炸药。
本发明的有益技术效果体现在以下方面:
1.生产工艺简单。本发明生产工艺不需要将粉状乳化炸药废药的水、油相分离,而是利用水相溶液将粉状乳化炸药废药溶解、分散,使粉状乳化炸药水相、粉状乳化炸药废药水相和油相混合在一起形成水相液;将乳化剂及油相熔化制成复合油相;在搅拌状态下将水相液加入到复合油相中,经乳化后制得粉状乳化炸药基质;粉状乳化炸药基质经加工后即可制得粉状乳化炸药;操作简单易行,有利于实际生产应用;
2.解决废药的处理问题。本发明粉状乳化炸药废药使用率达50%以上,解决了炸药废药处理问题。且粉状乳化炸药废药能全部使用,没有造成原材料的浪费,减少了对环境的污染,节约了炸药生产成本;
3.炸药配方接近零氧平衡。在炸药整体配方中,粉状乳化炸药废药作为炸药主要材料,其氧平衡按零氧平衡计算,其它原材料按比例同时增加,炸药配方接近零氧平衡,产品爆炸性能良好;
4.生产工艺安全。本发明是将粉状乳化炸药废药加入到水相中,利用水相溶液对其进行分散溶解、加热。水相呈现液体状态,粉状乳化炸药废药在搅拌状态下容易随液体流动,便于加热,升温,消除了安全隐患,操作方便,生产工艺安全。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步地描述。
实施例1:
含废药的粉状乳化炸药生产所用的原料如下:
硝酸铵 405.0g(40.5%)
硝酸钠 40.0g(4.0%)
尿素 10.0g(1.0%)
水 15.0g(1.5%)
粉状乳化炸药废药 500.0g(50.0%)
乳化剂 9.0g(0.9%)
油相 21.0g(2.1%)。
所述粉状乳化炸药废药是指出现吸湿、破乳、析晶现象,并且失去雷管感度和爆轰能力的岩石型粉状乳化炸药。
所述乳化剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
所述油相为石蜡、地蜡和松香按1∶1.2∶1比例混合均匀组成。
含废药粉状乳化炸药生产的具体操作步骤如下:
第一步:将上述配方中的水、硝酸钠、尿素和硝酸铵在边加热边搅拌条件下依次投入容器中,使其溶解成液体状态,将粉状乳化炸药废药分成3等份,第一次加入第1份粉状乳化炸药废药,待完全溶解,再加入第2份粉状乳化炸药废药,待完全溶解,加入第3份粉状乳化炸药废药,温度118℃~124℃使其充分溶解,制得水相液;
第二步:将上述配方中的油相和乳化剂投入到容器中,边加热边搅拌,温度至115~122℃使其充分熔化,制得复合油相;
第三步:在搅拌状态下将水相液加入到复合油相中乳化,乳化线速度<10m/s,制得粉状乳化炸药基质;
第四步:将粉状乳化炸药基质冷却固化破碎,过20目标准筛,制得具有爆轰感度的粉状乳化炸药;
第五步:将具有爆轰感度的粉状乳化炸药装入到φ32mm纸筒中即得炸药成品。
实施例2:
含废药的粉状乳化炸药生产所用的原料如下:
硝酸铵 318.0g(31.8%)
硝酸钠 24.0g(2.4%)
硝酸钙 18.0g(1.8%)
尿素 4.0g(0.4%)
水 12.0g(1.2%)
粉状乳化炸药废药 600.0g(60.0%)
乳化剂 7.6g(0.76%)
油相 16.4g(1.64%)
所述粉状乳化炸药废药同实施例1。
所述乳化剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
所述油相为石蜡、地蜡和松香按1∶1∶1.1比例混合均匀组成。
含废药的粉状乳化炸药生产方法具体操作步骤同实施例1。
实施例3:
含废药的粉状乳化炸药生产所用的原料如下:
硝酸铵 233.0g(23.3%)
硝酸钠 13.0g(1.3%)
硝酸钙 23.0g(2.3%)
尿素 3.0g(0.3%)
水 10g(1.0%)
粉状乳化炸药废药 700.0g(70.0%)
乳化剂 5.4g(0.54%)
油相 12.6g(1.26%)
所述粉状乳化炸药废药同实施例1。
所述乳化剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
所述油相为石蜡、地蜡和松香按1∶1∶1.2比例混合均匀组成。
含废药的粉状乳化炸药生产方法具体操作步骤同实施例1。
实施例4:
含废药的粉状乳化炸药生产所用的原料如下:
硝酸铵 167.0g(16.7%)
硝酸钠 4.0g(0.4%)
硝酸钙 10.0g(1.0%)
水 7.0g(0.7%)
粉状乳化炸药废药 800.0g(80.0%)
乳化剂 4.0g(0.4%)
油相 8.0g(0.8%)
所述粉状乳化炸药废药同实施例1。
所述乳化剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
所述油相为石蜡、地蜡和松香按1∶1.2∶1.2比例混合均匀组成。
含废药的粉状乳化炸药生产方法具体操作步骤同实施例1。
实施例5:
含废药的粉状乳化炸药生产所用的原料如下:
硝酸铵 80.0g(8.0%)
硝酸钙 8.0g(0.8%)
尿素 2.0g(0.2%)
水 4.0g(0.4%)
粉状乳化炸药废药 900.0g(90.0%)
乳化剂 2.2g(0.22%)
油相 3.8g(0.38%)
所述粉状乳化炸药废药同实施例1。
所述乳化剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。
所述油相为石蜡、地蜡和松香按1∶1.5∶1.5比例混合均匀组成。
含废药的粉状乳化炸药生产方法具体操作步骤同实施例1。
对以上实施例1-5制得的粉状乳化炸药成品进行了爆炸性能测试:殉爆距离:≥4cm;爆速:≥3.8×103m/s;猛度:≥14mm。