CN103172477B - 一种乳化炸药及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乳化炸药，其组成成分及重量份数如下：硝酸铵70~80；硝酸钠5~6；水10~15；复合蜡3~4；机油0.3~0.8；复合乳化剂1~1.7；高分子乳化剂0.5~1；玻璃微珠：上述各物质的总质量的1.2~1.7%；其中，复合乳化剂为司盘80与T152乳化剂的混合物，司盘80：T152的质量比为6：4。本发明乳化炸药的各项指标均符合国家的相关规定，性能达三项国际标准，殉爆距离达5，提高了炸药的性能质量，爆炸效果理想。而且，该炸药配方中加入了高分子乳化剂，提高了乳化炸药的储存期，从半年提高至一年，降低了炸药的储存成本。同时，配方中使用了复合蜡、机油，价格低廉，来源广泛，降低了生产成本。<!--1-->

Description

一种乳化炸药及其制备方法

技术领域

本发明属于工业炸药领域，尤其是一种乳化炸药及其制备方法。

背景技术

乳化炸药，是20世纪60年代末发展起来的新型抗水工业炸药，也是一类含水硝铵类炸药。因其具有优良的爆炸性能、抗水性能，原料来源广，工艺较简单，生产与使用安全性好，生产成本较低，环境污染小，以及爆破炮烟浓度低等一系列优点，而得到各国工业炸药界的重视并竞相研究，发展之快前所未有，在工程爆破中得到了广泛的应用。

乳化炸药，泛指一类用乳化技术制备的油包水乳胶型抗水工业炸药。以氧化剂水溶液的微细液滴为分散相，悬浮在含有分散气泡或空心玻璃微球或其它多孔性材料的似油类物质构成的连续介质中，形成一种油包水型的特殊乳化体系。

乳化炸药的主要成分包括：形成连续相的油相材料、形成分散相的氧化剂水溶液、油包水型乳化剂、密度调整剂。

目前，现有的乳化炸药国家标准规定的储存期为6个月，如果储存的乳化炸药没有按时售出，超过6个月的储存期，会影响炸药的质量，从而影响企业的经济效益。同时，由于部分乳化炸药的运输时间会较长，运输至目的地之后，可能已经超过该炸药6个月的储存期，导致乳化炸药性能下降，不能满足客户的要求，给企业及客户都带来了不利的影响。

通过检索，发现如下几篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：

1、一种乳化炸药（CN101774869A），本发明是由下列原材料配制而成：无机氧化剂盐74％，水19.7％，矿物油4.5％，乳化剂1.5％，敏化剂0.15％，稳定剂0.15％，本发明具有制造成本低，安全系数高等特点。

2、一种乳化炸药的制备工艺（CN101823926A），公开了一种乳化炸药的制备工艺，属于炸药制备领域，该乳化炸药制备工艺过程中使用松本微球F和水的混合物作为敏化剂。本发明的乳化炸药的制备工艺，具有工艺过程简单，加工效率高，生产成本低的特点，通过该工艺制备的乳化炸药，具有爆炸效果理想，储存成本低的特点。

3、一种粉状乳化炸药（CN102464519A），涉及一种粉状乳化炸药。它由下列原料制成(重量％)：硝酸铵75～85、辅助氧化剂5～10、有机油相材料2～6、乳化剂0.7～1.3、助溶剂1～3、消焰剂1～11、水1～5，其中有机油相材料以现有技术中的减压蜡膏、石油蜡、蜡下油、聚合物等作为基础原料，再辅以磷脂添加剂，在140～180℃和0.1％～1.0％氧化催化剂的条件下，通入空气反应2～10小时而得。本发明提高了粉状乳化炸药的爆炸性能、抗水性、防潮性和抗结块性及储存稳定性，同时降低了乳化剂用量。可在任何环境下进行工业化生产，彻底消除了TNT对人体和环境的危害。

通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能好、保持期长而且制备方法简单的一种新型胶状乳化炸药及其制备方法。

本发明实现目的的技术方案是：

一种乳化炸药，其组成成分及重量份数如下：

其中，复合乳化剂为司盘80与T152乳化剂的混合物，司盘80：T152的质量比为6：4。

而且，其组成成分及重量份数如下：

其中，复合乳化剂为司盘80与T152乳化剂的混合物，司盘80：T152的质量比为6：4。

如上所述的乳化炸药的制备方法，步骤如下：

⑴水相配制：

取硝酸铵，粉碎至块度不大于35mm后，加入60℃以上的水，在水中加入硝酸铵的过程中均匀地加入硝酸钠，边加料边加热搅拌，升温至100-120℃时停止加热，保温温度在冬季控制在108℃±2℃，夏季控制在105℃±2℃，密度为1.421-1.430g/cm³，即得水相，待用；

⑵油相配制：

①称量各物料投料量，备用；

⑵将复合蜡熔化，油相熔化温度不超过100℃，加料之后加热升温，温度要求控制在90℃-100℃，等物料全部熔化后，搅拌条件下加入机油，加入复合乳化剂、高分子乳化剂，加料完毕后搅拌10-15min，保温10-15min后，油相材料与乳化剂要混合均匀、无可见不熔物，密度为0.75-0.85g/cm³，即得油相，保温温度为90-100℃，待用；

⑶乳化：

①通过乳化器，将水相和油相进行乳化，乳化条件为：乳化转速不大于1500rpm、转子线速度不大于15m/s，待混合料为透明褐色、粘稠并富有弹性，温度为100-120℃，1.32-1.40为g/cm³时，即得乳化基质；

②微珠上料：将乳化基质进行冷却，将乳化基质由100-120℃冷却至55-65℃，向冷却后的乳化基质中加入玻璃微珠进行捏合，捏合的条件为：捏合机的转数为45-65转/min，混合均匀，捏合机出口药的药温要求为45-52摄氏度，捏合机出口药外观为白色膏状，密度为1.00~1.30g/cm³，即得，即得乳化炸药成品。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明乳化炸药的各项指标均符合国家的相关规定，性能达三项国际标准，殉爆距离达5，大大提高了炸药的性能质量，爆炸效果理想。而且，该炸药配方中加入了高分子乳化剂，提高了乳化炸药的储存期，从半年提高至一年，降低了炸药的储存成本。同时，配方中使用了复合蜡、机油，价格低廉，来源广泛，降低了生产成本。

2、本发明乳化炸药的制备方法中使用的原料来源易得，来源广泛，该方法中采用了全自动连续化操作，节约了人力、物力，而且改善了现场作业环境，减少了设备配置，简化了生产工艺，提高了加工效率，提高了行业本质安全性，节约了能源。

附图说明

图1为本发明制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本发明中所使用的化学试剂，如无特殊说明，均为市售产品；本发明中所使用的化学方法，如无特殊说明，均为常规方法。

本发明中所使用的化学试剂的原料的型号及生产厂家如下：

硝酸铵：天脊煤化工集团有限公司（山西省潞城市）；硝酸钠：石家庄凤山化工公司；乳化剂：永济宏远化工有限公司；机油：北京金鸿岭化工经销中心，32号；复合蜡：广东新华粤股份有限公司特种蜡厂（广东茂名），2号炸药专用复合蜡；玻璃微珠：东莞市玻特贸易有限公司。

本发明中所使用的机械设备的相关信息见表1：

表1本发明制备方法使用的主要设备及工装器具明细表

实施例1

一种乳化炸药，其组成成分及重量份数如下：

⑴水相配方：

原材料名称	硝酸铵（%）	硝酸钠（%）	水（%）
				配比	73	5	15

⑵油相配方：

其中，复合乳化剂为司盘80与T152乳化剂的混合物，司盘80：T152的质量比为6：4。

⑶玻璃微珠：玻璃微珠的加入量为水相配方、油相配方的总质量的1.2%-1.7%。

如上所述的乳化炸药的制备方法的步骤如下：

1、水相配制：

取外观为白色粉状或粒状结晶、水分为1.0%以下的硝酸铵，粉碎至块度不大于35mm后，加入60℃以上的水，取外观为白色或淡黄色结晶的硝酸钠，在水中加入硝酸铵的过程中均匀地加入硝酸钠，边加料边加热搅拌，升温至100-120℃时停止加热，保温温度控制在技术要求范围内（冬季控制在108℃±2℃，夏季控制在105℃±2℃），水相溶液待用；

2、油相配制：

⑴按工艺配方准确计算并称量（精准至0.1kg）各物料投料量，备用。

⑵将外观为黄色或深棕黄色的2号专用复合蜡加入熔化槽中熔化，油相熔化温度不超过100℃，加料之后开启油相熔化槽的蒸汽阀门加热升温，温度要求控制在90℃-100℃，观察物料熔化情况，等物料全部熔化后，搅拌条件下加入机油，加入复合乳化剂（琥珀色至棕色粘稠油状物，棕褐色透明液体）、高分子乳化剂，加料完毕后搅拌10-15min，保温10-15min后，油相材料与乳化剂要混合均匀、无可见不熔物，即可使用。应保证在加入乳化剂1h后立即使用。若配制的油相第二天使用，应第二天加入乳化剂。油相保温温度：90℃~100℃。

3、乳化：

⑴将保温温度为100-120℃的水相（岩石型，密度1.421-1.430g/cm³）和保温温度为90-100℃的油相（岩石型，密度0.75-0.85g/cm³）通过乳化器进行乳化，乳化条件为：乳化转速不大于1500rpm、转子线速度不大于15m/s，待混合料为透明褐色、粘稠并富有弹性，温度为100-120℃，1.32-1.40为g/cm³时，即得乳化基质；

⑵微珠上料：将乳化基质进行冷却，将乳化基质由100-120℃冷却至55-65℃，向冷却后的乳化基质中加入玻璃微珠进行捏合，捏合的条件为：捏合机的转数为45-65转/min，混合均匀，捏合机出口药的药温要求为45-52摄氏度，捏合机出口药外观为白色膏状，密度为1.00~1.30g/cm³，即得合格的捏合机出口药。

1.3基质泵压力：不大于0.5MPa。

4、包装：将合格的捏合机出口药进行包装、入库，即得乳化炸药成品。

实施例2

一种乳化炸药，其组成成分及重量份数如下：

⑴水相配方：

原材料名称	硝酸铵（%）	硝酸钠（%）	水（%）
				配比	77	5.8	11

⑵油相配方：

⑶玻璃微珠：玻璃微珠的加入量为水相配方、油相配方的总质量的1.2%-1.7%。

如上所述的乳化炸药的制备方法的步骤同实施例1。

实施例3

一种乳化炸药，其组成成分及重量份数如下：

⑴水相配方：

原材料名称	硝酸铵（%）	硝酸钠（%）	水（%）
				配比	78	6	10

⑵油相配方：

⑶玻璃微珠：玻璃微珠的加入量为水相配方、油相配方的总质量的1.2%-1.7%。

如上所述的乳化炸药的制备方法的步骤同实施例1。

实施例4

一种乳化炸药，其特征在于：其组成成分及重量份数如下：

其中，复合乳化剂为司盘80与T152乳化剂的混合物，司盘80：T152的质量比为6：4。

如上所述的乳化炸药的制备方法的步骤如下：

一、水相配制

1、技术要求

1.1硝酸铵、硝酸钠技术要求见表2：

表2硝酸铵、硝酸钠技术要求表

1.2水相投料温度不低于60℃。

1.3水相温度范围：2^#岩石100℃—120℃。

1.4水相溶液内无肉眼可见不溶物。

2、操作方法

2.1操作前准备

2.1.1按照工艺配方准确计算各物料的加入量。

2.1.2确认水相罐的放料阀和排污阀关闭，确认螺旋输送机末端出料口挡板方向在正确位置。

2.1.3向水相罐中加入一定量的水（按工艺配方而定），搅拌加热，升温至60℃以上。

2.1.4开启螺旋输送机、破碎机试运行，确认正常后，准备上料。

2.2水相配制

2.2.1开机顺序为：螺旋输送机---破碎机；停机时顺序相反。

2.2.2打开硝酸铵和硝酸钠外包装袋，清除附在表面的塑料膜。

2.2.3用木锤打碎硝酸铵和硝酸钠，使块度小于35mm。用铝锹把打碎的硝酸铵和硝酸钠推入破碎机入料口进行粉碎，通过螺旋输送机加料。重复操作直至固体物料加完。

2.3水相配制过程中边加料边加热搅拌，升温至100-120℃时停止加热，保温温度控制在技术要求范围内（冬季控制在108℃±2℃，夏季控制在105℃±2℃）。

2.4记录水相总重量及每罐水相物料的投入量、时间、原材料厂家、批号等情况，并与工艺配方要求进行对比，确保配料准确无误。

2.5生产完毕，切断电源，清扫卫生，做好日志记录。

二、油相配制

1、技术要求

1.1油相熔化温度不超过：100℃。

1.2油相保温温度：90℃~100℃。

1.3油相材料与乳化剂要混合均匀、无可见不熔物。

1.4油相材料见表3：

表3油相材料表

2、操作方法

2.1按工艺配方准确计算并称量（精准至0.1kg）各物料投料量，备用。

2.2确认油相罐的放料阀和排污阀关闭。

2.3将复合油相材料、乳化剂等称量好（工艺配方配比）放于一旁。

2.4将一次投料量的专用复合蜡加入熔化槽中熔化，加料之后开启油相熔化槽的蒸汽阀门加热升温，温度要求控制在90℃-100℃，观察物料熔化情况，等物料全部熔化后，确认油相送料管路开关（向1号、2号油相罐加料开关）呈开启状态再开启送料泵加入油相罐。待使用中的油相罐剩余40-50min物料时向另一罐加入乳化剂，加料完毕后搅拌10-15min，保温10-15min后使用。应保证在加入乳化剂1h后立即使用。若配制的油相第二天使用，应第二天加入乳化剂。

2.5油相配制过程必须在监控范围之内。

三、乳化

1、技术要求

1.1水相、油相技术要求见表4。

表4不同品种乳化炸药水、油相技术指标

1.2乳化基质和捏合机出口药的技术要求见表5。

表5基质、捏合机出口药技术指标

1.3基质泵压力：不大于0.5MPa。

2、操作方法

2.1开机前准备

2.1.1开机前对水相罐、油相罐加热保温至工艺要求（水相保温温度冬季控制在108℃±2℃，夏季控制在105℃±2℃，油相保温温度90-100℃），待用。

2.1.2正式开机前，对水相、油相管路通蒸汽或热水进行保温。

2.1.3检查水相、油相过滤器过滤网完好，并将过滤器盖子拧紧，将水相泵排污阀、初乳机排污阀拧紧。

2.1.4准备好水相、油相和乳化基质的接料容器。

2.1.5开车前分别点动空试水相输送泵、油相输送泵、乳胶输送泵、乳化器、冷却机、钢带、捏合机和上药皮带，并检查确认正常。

2.1.6调试微珠加料机至正常工作状态（设备运转正常，无不能开机、设备显示异常等情况）。

2.2开车生产

2.2.1打开手动油相放料阀和水相放料阀，将初乳机出口管路移至排污位置，依次启动油相放料阀、油相泵、乳化机。

2.2.2待乳化机出口有油相流出并确认油相流量稳定、正常（油相实际流量与设定流量一致，例如，产能2吨每小时，成品需要水相1.876吨，油相0.124吨，质量流量kg/min，水相流量是31.27kg/min）后，然后首先开启水相放料阀，再开启水相输送泵。

乳化机的应符合以下要求：

A胶状乳化炸药乳化器

机械搅拌连续式胶状乳化炸药乳化器的主要技术参数应符合以下要求：

a）工作转速不大于1500rpm；b）转子线速度不大于15m/s；

c）产能与装机功率之比不小于300kg/kW；

d）转子与定子（无定子的以容器内壁计）径向间隙不小于2.5mm，转子的轴向间隙不小于3.0mm；

e）物料出口直径不小于50mm；

f）有防止轴承碎裂引起主轴径向和轴向位移的技术措施；有防止物料进入轴承和机械密封的技术措施；

B输送乳化基质或乳化炸药的螺杆泵主要技术参数

输送乳化基质或乳化炸药的螺杆泵的主要技术参数应符合以下要求：

a）定子材质:

——应选用耐油、耐温型，宜采用非金属软性材料；

——定子的耐温性应高于被输送物料20℃以上。

b）螺杆的工作转速不宜超过150r/min；宜有超压自动泄爆装置。

c）转动部件不应有进入危险物料的可能。

C其他

乳化炸药乳化器主要技术参数与国家民爆行业行政主管部门最新公布的专用生产设备目录编录要求有差别的，以最新要求为准。

2.2.3乳化基质外观正常（透明褐色，粘稠并富有弹性，温度为100-120摄氏度，密度1.32-1.40g/cm³），进行冷却（冷却作用：将乳化基质由100-120℃冷却至55-65℃）。

四、微珠上料

1、技术要求

1.1玻璃微珠外观：白色粉末状。

1.2玻璃微珠不可燃。

2、操作方法

2.1准备足够的玻璃微珠待用。

2.2开车加料前调试上料机是否正常。

2.3检查敏化间微珠上料机料仓情况，开启相应的上料阀门。

2.4将微珠上料吸管插入玻璃微珠箱中，开启输送泵按钮上料。

2.5操作人员随时注意上料情况，（经常观察料仓中的料位）发现料仓少料应及时补充，确保生产正常进行。

2.6操作过程中如果发现微珠结块，应将其捏碎并仔细过筛。

2.7随时观察定量螺旋运转情况。

2.2.8待正常基质（冷却后）到钢带末端进入捏合机之前，开启混合器、捏合机，开启微珠加料开关。

加微珠混合，混合条件是：捏合机的转数为45-65转/min，混合均匀，捏合机出口药的药温要求为45-52摄氏度，捏合机出口药外观为白色膏状，密度为1.00~1.30g/cm³，即为合格的捏合机出口药。

开启捏合机出药口的输药皮带，将敏化合格（捏合机出口药外观、温度、密度符合要求）的药加到喂料泵的料斗内，配合装药二道平台装药人员合理调整喂料泵料斗内药量（喂料泵料斗内药量为料斗体积的1/3以上时），进行包装、入库。

注意事项：在生产过程中要严格监控水相的温度（100-120℃）、油相的温度（90-100℃）、水相密度（1.421-1.430℃）、油相密度（0.75-0.85℃）、水、油相流量稳定，以及乳化基质外观、温度、密度（透明褐色，粘稠并富有弹性，100-120℃，1.32-1.40g/cm³）和捏合机出口药的外观、温度、密度（白色膏状，45-52℃，1.0-1.30g/cm³）等在工艺要求范围内。每半小时测试捏合机出口药的温度、密度。

本发明乳化炸药的检测结果：

本发明乳化炸药的相关检测结果见表6-8，从表中可以看出本发明乳化炸药的各项性能检测结果均符合国家的相关规定，并且该乳化炸药的储存期也得到了大大的提高。

表6本发明乳化炸药的性能检测结果

表7本发明乳化炸药的储存期检测数据

表8本发明乳化炸药的储存期检测数据

Claims (2)

1.一种乳化炸药，其特征在于：其组成成分及重量份数如下：

其中，复合乳化剂为司盘80与T152乳化剂的混合物，司盘80：T152的质量比为6：4；

所述的乳化炸药的制备方法，步骤如下：

⑴水相配制：

取硝酸铵，粉碎至块度不大于35mm，加入60℃以上的水，在水中加入硝酸铵的过程中，均匀地加入硝酸钠，边加料边加热搅拌，升温至100-120℃时停止加热，保温温度在冬季控制在108℃±2℃，夏季控制在105℃±2℃，密度为1.421-1.430g/cm³，即得水相，待用；

⑵油相配制：

①称量各物料投料量，备用；

②将复合蜡熔化，油相熔化温度不超过100℃，加料之后加热升温，温度要求控制在90℃-100℃，等物料全部熔化后，搅拌条件下加入机油，混匀后，加入复合乳化剂、高分子乳化剂，加料完毕后搅拌10-15min，保温10-15min后，油相材料与乳化剂要混合均匀、无可见不熔物，密度为0.75-0.85g/cm³，即得油相，保温温度为90-100℃，待用；

⑶乳化：

①通过乳化器，将水相和油相进行乳化，乳化条件为：乳化转速不大于1500rpm、转子线速度不大于15m/s，待混合料为透明褐色、粘稠并富有弹性，温度为100-120℃，密度为1.32-1.40g/cm³时，即得乳化基质；

②微珠上料：将乳化基质进行冷却，将乳化基质由100-120℃冷却至50-60℃，向冷却后的乳化基质中加入玻璃微珠进行捏合，捏合的条件为：捏合机的转数为45-65转/min，混合均匀，捏合机出口药的药温要求为45-52摄氏度，捏合机出口药外观为白色膏状，密度为1.00～1.30g/cm³，即得乳化炸药成品。

2.根据权利要求1所述的乳化炸药，其特征在于：其组成成分及重量份数如下：

其中，复合乳化剂为司盘80与T152乳化剂的混合物，司盘80：T152的质量比为6：4。