CN103724143A - 一种岩石粉状民用乳化炸药及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩石粉状民用乳化炸药，由下列重量份的原料制成：硝酸铵：74-83%，硝酸钙：3.5-4%，油相：3.2-3.5%，复合乳化剂：3-3.5%，尿素：2%，复合消焰剂：5-8%，多孔粒状硝酸铵：0.5-3%，氢化钛：1-2%，混合稀土：0.3%；该乳化炸药的生产工艺为制备水相、油相、乳化、向乳化基质中添加成分、负压干燥制粉、向粉末中添加成分混合后，制得岩石粉状乳化炸药。本发明乳化炸药的成分和生产工艺可以提高乳化炸药的爆轰性能，降低有毒气体的含量，生产出高性能安全型污染小的岩石粉状乳化炸药。

Description

一种岩石粉状民用乳化炸药及其生产工艺

技术领域

本发明属于炸药制备技术领域，涉及一种岩石粉状民用乳化炸药及其生产工艺。

背景技术

煤矿许用炸药是我国工业炸药重要组成部分，它是根据工业炸药使用条件分类，专门供适用于有可燃气和煤尘爆炸危险的煤矿井下所使用的炸药。

粉状乳化炸药，简称PEE，是近年来发展起来的一种新型粉粒状(抗水型)含水工业炸药，它是以较低含水量的氧化剂(以硝酸铵为主)溶液或熔融的氧化剂的微细液滴为分散相，特定的碳质燃料与乳化剂组成的油相溶液为连续相，在一定工艺条件下通过强力剪切形成油包水型乳胶体，这种乳胶体通过喷雾制粉方法制成的一种粉状硝铵类乳化炸药。喷雾制粉生产的粉状乳化炸药虽具有较高的爆炸性能和良好的抗水性，但在生产过程为控制含水量，则采用超过130℃，甚至高达150℃的高温，并且增加溶解压力的方式来增加硝酸铵的溶解度，且喷雾制粉能耗大，成本高。

现阶段的粉状乳化炸药虽然具有优异的做功能力，其猛度甚至高于TNT，并且具有一定的抗水性，但水下爆炸实验表明，它的爆炸冲击波峰值、冲量、能量等指标依然略显不足。这说明乳化炸药在输出能量方面略显不足，需要在这方面做出改进，另一方面，乳化炸药在制粉和爆炸过程中会产生有毒物质，这一不足也不容忽视。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种岩石粉状民用乳化炸药及其生产工艺，可以提高乳化炸药的爆轰性能，降低有毒气体的含量，生产出高性能安全型污染小的岩石粉状乳化炸药。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种岩石粉状民用乳化炸药及其生产工艺：

一种岩石粉状民用乳化炸药，由下列重量份的原料制成：

硝酸铵：74-83%，硝酸钙：3.5-4%，油相：3.2-3.5%，复合乳化剂：3-3.5%，尿素：2%，复合消焰剂：5-8%，多孔粒状硝酸铵：0.5-3%，氢化钛：1-2%，混合稀土：0.3%，以上各组分之和为100%；

油相为液状石蜡、凡士林、十八烷胺醋酸盐、氯化石蜡组成，按重量份液状石蜡为0.8，凡士林为0.6-0.8，十八烷胺醋酸盐为0.7-0.9，氯化石蜡为1-1.2；

复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，按重量份失水山梨糖醇单油酸酯为2.5-2.6，大豆卵磷脂为0.5-0.9；

复合消焰剂由氟化铝钠和氯化铵组成，按重量份氟化铝钠为4-7，氯化铵为1；

混合稀土为镧、铈、镨粉末，其中铈占混合稀土总重量的55%，镧占混合稀土总重量的27%，镨占混合稀土总重量的18%。

一种岩石粉状民用乳化炸药的生产工艺，包括如下步骤：

第一步：将上述配方中的硝酸铵、硝酸钙、尿素、复合消焰剂和水依次投入带夹层和搅拌装置的水相溶解罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为108℃-113℃，停机保温20分钟，制得水相；

第二步：将上述配方中的油相和复合乳化剂投入带夹层和搅拌装置的油相熔化罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为87℃-93℃，停机保温25分钟，制得油相；

第三步：将水相和油相分别送入小型乳化器中乳化，制得乳化炸药基质，并将乳化炸药基质冷却至温度为40℃-50℃；乳化器中搅拌齿转速：850转/分钟；乳化时间：5分钟；

第四步：将冷却的乳化炸药基质按上述配方依次加入混合稀土和氢化钛，搅拌20分钟，搅拌温度为40℃-45℃，搅拌后放置5小时；

第五步：进行负压干燥制粉，将粉末冷却至室温后，与多孔粒状硝酸铵经混药器混合均匀，形成岩石粉状乳化炸药。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述氢化钛为纯度92-94%的粉末，粒度在15-20μm。

本发明的有益效果是：

本发明的成分中添加氢化钛，氢化钛属于储氢材料，在一定条件下会释放出氢。氢具有较高的能量密度：同液态碳氢燃料相比，是其三倍；而且它同氧气作用时，唯一产物是水，不产生任何污染，可以降低乳化炸药对环境产生的污染；氢化钛对乳化炸药基质起到一定的发泡效果。同时，乳化基质内的氢气泡和氢化钛颗粒形成一个个“热点”，增加了乳化炸药基质的起爆感度，起到敏化剂作用。并且加入氢化钛的乳化炸药基质被起爆后，输出能量中包含了乳化炸药基质和氢化钛共同释放的能量。采用氢化钛可以再节约成本的同时提升炸药的爆轰性能。

本发明的成分中添加了混合稀土，稀土具有有较高的活性，具有良好的催化作用，具有精良的光电磁等物理特性,能与其他质料组成性能各异、品种繁多的新型质料，并大幅度提高其他产品的质量和性能。对本发明的乳化炸弹不但具有敏化效果，还具有提高爆轰性能的效果。

本发明的消焰剂中添加了氟化铝钠，氟化铝钠相比氯化钠和氯化钾具有更好的消焰效果，并且有较好的吸热效果。

本发明采用负压干燥制粉，采用负压脱水干燥可降低含水量，提高干燥制粉质量，并且可以减少耗能和成本。本发明在负压干燥后，向粉末中混合了多孔粒状硝酸铵，可以改善粉状乳化炸药的堆积密度，且生产工艺简单。

具体实施方式

    实施例1

本实施例提供的一种岩石粉状民用乳化炸药，由下列重量份的原料制成：

硝酸铵：78.5%，硝酸钙：4%，油相：3.5%，复合乳化剂：3.3%，尿素：2%，复合消焰剂：5%，多孔粒状硝酸铵：1.4%，氢化钛：2%，混合稀土：0.3%；

油相为液状石蜡、凡士林、十八烷胺醋酸盐、氯化石蜡组成，按重量份液状石蜡为0.8，凡士林为0.8，十八烷胺醋酸盐为0.9，氯化石蜡为1；

复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，按重量份失水山梨糖醇单油酸酯为2.5，大豆卵磷脂为0.8；

复合消焰剂由氟化铝钠和氯化铵组成，按重量份氟化铝钠为4，氯化铵为1；

混合稀土为镧、铈、镨粉末，其中铈占混合稀土总重量的55%，镧占混合稀土总重量的27%，镨占混合稀土总重量的18%；

氢化钛为纯度94%的粉末，粒度在18μm。

该乳化炸药的生产工艺，包括如下步骤：

第一步：将上述配方中的硝酸铵、硝酸钙、尿素、复合消焰剂和水依次投入带夹层和搅拌装置的水相溶解罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为111℃，停机保温20分钟，制得水相；

第二步：将上述配方中的油相和复合乳化剂投入带夹层和搅拌装置的油相熔化罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为93℃，停机保温25分钟，制得油相；

第三步：将水相和油相分别送入小型乳化器中乳化，制得乳化炸药基质，并将乳化炸药基质冷却至温度为40℃；乳化器中搅拌齿转速：850转/分钟；乳化时间：5分钟；

第四步：将冷却的乳化炸药基质按上述配方依次加入混合稀土和氢化钛，搅拌20分钟，搅拌温度为45℃，搅拌后放置5小时；

第五步：进行负压干燥制粉，将粉末冷却至室温后，与多孔粒状硝酸铵经混药器混合均匀，形成岩石粉状乳化炸药。

    实施例2

本实施例提供的一种岩石粉状民用乳化炸药，由下列重量份的原料制成：

硝酸铵：75.6%，硝酸钙：3.8%，油相：3.3%，复合乳化剂：3.5%，尿素：2%，复合消焰剂：8%，多孔粒状硝酸铵：2%，氢化钛：1.5%，混合稀土：0.3%；

油相为液状石蜡、凡士林、十八烷胺醋酸盐、氯化石蜡组成，按重量份液状石蜡为0.8，凡士林为0.6，十八烷胺醋酸盐为0.7，氯化石蜡为1.2；

复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，按重量份失水山梨糖醇单油酸酯为2.6，大豆卵磷脂为0.9；

复合消焰剂由氟化铝钠和氯化铵组成，按重量份氟化铝钠为7，氯化铵为1；

混合稀土为镧、铈、镨粉末，其中铈占混合稀土总重量的55%，镧占混合稀土总重量的27%，镨占混合稀土总重量的18%；

氢化钛为纯度93%的粉末，粒度在15μm。

该乳化炸药的生产工艺，包括如下步骤：

第一步：将上述配方中的硝酸铵、硝酸钙、尿素、复合消焰剂和水依次投入带夹层和搅拌装置的水相溶解罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为108℃，停机保温20分钟，制得水相；

第二步：将上述配方中的油相和复合乳化剂投入带夹层和搅拌装置的油相熔化罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为89℃，停机保温25分钟，制得油相；

第三步：将水相和油相分别送入小型乳化器中乳化，制得乳化炸药基质，并将乳化炸药基质冷却至温度为50℃；乳化器中搅拌齿转速：850转/分钟；乳化时间：5分钟；

第四步：将冷却的乳化炸药基质按上述配方依次加入混合稀土和氢化钛，搅拌20分钟，搅拌温度为40℃，搅拌后放置5小时；

第五步：进行负压干燥制粉，将粉末冷却至室温后，与多孔粒状硝酸铵经混药器混合均匀，形成岩石粉状乳化炸药。

    实施例3

本实施例提供的一种岩石粉状民用乳化炸药，由下列重量份的原料制成：

硝酸铵：77.5%，硝酸钙：3.5%，油相：3.2%，复合乳化剂：3%，尿素：2%，复合消焰剂：7%，多孔粒状硝酸铵：1.5%，氢化钛：2%，混合稀土：0.3%；

油相为液状石蜡、凡士林、十八烷胺醋酸盐、氯化石蜡组成，按重量份液状石蜡为0.8，凡士林为0.7，十八烷胺醋酸盐为0.7，氯化石蜡为1；

复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，按重量份失水山梨糖醇单油酸酯为2.5，大豆卵磷脂为0.5；

复合消焰剂由氟化铝钠和氯化铵组成，按重量份氟化铝钠为6，氯化铵为1；

混合稀土为镧、铈、镨粉末，其中铈占混合稀土总重量的55%，镧占混合稀土总重量的27%，镨占混合稀土总重量的18%；

氢化钛为纯度92%的粉末，粒度在20μm。

该乳化炸药的生产工艺，包括如下步骤：

第一步：将上述配方中的硝酸铵、硝酸钙、尿素、复合消焰剂和水依次投入带夹层和搅拌装置的水相溶解罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为113℃，停机保温20分钟，制得水相；

第二步：将上述配方中的油相和复合乳化剂投入带夹层和搅拌装置的油相熔化罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为87℃，停机保温25分钟，制得油相；

第三步：将水相和油相分别送入小型乳化器中乳化，制得乳化炸药基质，并将乳化炸药基质冷却至温度为44℃；乳化器中搅拌齿转速：850转/分钟；乳化时间：5分钟；

第四步：将冷却的乳化炸药基质按上述配方依次加入混合稀土和氢化钛，搅拌20分钟，搅拌温度为42℃，搅拌后放置5小时；

第五步：进行负压干燥制粉，将粉末冷却至室温后，与多孔粒状硝酸铵经混药器混合均匀，形成岩石粉状乳化炸药。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种岩石粉状民用乳化炸药，其特征在于：由下列重量份的原料制成：

硝酸铵：74-83%，硝酸钙：3.5-4%，油相：3.2-3.5%，复合乳化剂：3-3.5%，尿素：2%，复合消焰剂：5-8%，多孔粒状硝酸铵：0.5-3%，氢化钛：1-2%，混合稀土：0.3%，以上各组分之和为100%；

所述油相为液状石蜡、凡士林、十八烷胺醋酸盐、氯化石蜡组成，按重量份液状石蜡为0.8，凡士林为0.6-0.8，十八烷胺醋酸盐为0.7-0.9，氯化石蜡为1-1.2；

所述复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，按重量份失水山梨糖醇单油酸酯为2.5-2.6，大豆卵磷脂为0.5-0.9；

所述复合消焰剂由氟化铝钠和氯化铵组成，按重量份氟化铝钠为4-7，氯化铵为1；

所述混合稀土为镧、铈、镨粉末，其中铈占混合稀土总重量的55%，镧占混合稀土总重量的27%，镨占混合稀土总重量的18%。

2.根据权利要求1中所述的岩石粉状民用乳化炸药，其特征在于：所述氢化钛为纯度92-94%的粉末，粒度在15-20μm。

3.根据权利要求1中所述的岩石粉状民用乳化炸药的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：将上述配方中的硝酸铵、硝酸钙、尿素、复合消焰剂和水依次投入带夹层和搅拌装置的水相溶解罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为108℃-113℃，停机保温20分钟，制得水相；

第二步：将上述配方中的油相和复合乳化剂投入带夹层和搅拌装置的油相熔化罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为87℃-93℃，停机保温25分钟，制得油相；

第三步：将水相和油相分别送入小型乳化器中乳化，制得乳化炸药基质，并将乳化炸药基质冷却至温度为40℃-50℃；乳化器中搅拌齿转速：850转/分钟；乳化时间：5分钟；

第四步：将冷却的乳化炸药基质按上述配方依次加入混合稀土和氢化钛，搅拌20分钟，搅拌温度为40℃-45℃，搅拌后放置5小时；

第五步：进行负压干燥制粉，将粉末冷却至室温后，与多孔粒状硝酸铵经混药器混合均匀，形成岩石粉状乳化炸药。