CN104003826B - 一种使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，包括如下步骤：制备NH4NO3溶液，制备油相溶液，制备乳化剂，油相溶液和乳化剂混合，乳化，冷却，喷雾造粒，干燥和制备粉状乳化炸药。本发明具有节能减排，降低生产成本，提高生产效率，降低环境污染，并可显著提高生产安全性。
Description
技术领域
本发明属于粉状乳化炸药技术领域，尤其涉及一种使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法。
背景技术
粉状乳化炸药是二十世纪九十年代末发明的一种具有国际先进水平的新型民用爆破炸药，它是由超饱和氧化剂溶液和油相在乳化剂的作用下，在约140℃乳化后喷雾干燥制成的粉状炸药。它既具有乳化炸药优良的抗水性能，组份不含TNT，对环境和人体无任何危害，顺应了民爆炸药无梯化的发展趋势，又具备粉状铵梯炸药的固体形态特征，贮存稳定，爆力(作功能力)高，使用较灵活方便等优点。粉状乳化炸药既克服了乳化炸药稳定性差又克服了粉状炸药抗水性差的缺点。它采用普通硝酸作为氧化剂与作为还原剂的高热值油相材料混制成高均一性的乳胶基质，再使用喷雾制粉技术制得粉状乳化炸药颗粒，通过气流输送系统将炸药颗粒输送至旋风分离器进行气固分离，获得粉状乳化炸药成品。现有技术中粉状乳化炸药生产工艺具有以下缺点：能耗消耗量大，生产成本高，生产效率低，造成环境污染，以及易出生产安全事故
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，具有节能减排，降低生产成本，提高生产效率，降低环境污染，提高生产安全性的作用。
本发明提出的一种使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备NH4NO3溶液：首先用NH3中和浓度为50-60％HNO3得到浓度为80-87％的NH4NO3溶液，在中和过程中温度为175-180℃，压力为0.4-0.5MPa，然后将得到的浓度为80-87％的NH4NO3溶液采用多效降膜式蒸发器进行降膜蒸发浓缩得到浓度为95-99％的NH4NO3溶液，其中多效降膜式蒸发器中的液体流速为0.5-1m/s；
S2、制备油相溶液：按体积比称取3-4份石蜡、3-4份改性松香、1-2份硬脂酸、1-2份石油沥青并在温度为120-130℃时进行混合得到油相溶液，其中，所述石蜡的熔点超过70℃，所述石油沥青的密度为1210kg/m3，所述改性松香采用如下方法制备：称量68-72wt％歧化松香和28-32wt％甘油，以相当于歧化松香0.22-0.24wt‰ZnO为催化剂，以CO2为保护气，在温度为269-273℃搅拌均匀得到改性松香，其中搅拌转速为390-410r/min；
S3、制备乳化剂：称取丁二酰亚胺和曲拉通，丁二酰亚胺和曲拉通的摩尔比为(5-6)：(3-4)，在温度为90-110℃下将丁二酰亚胺和曲拉通加入搅拌机中混合得到乳化剂，其中搅拌时间为20-30min，转速为90-110r/min；
S4、油相溶液和乳化剂混合：按质量份称取4-5份油相溶液和1-2份乳化剂，加入搅拌机中进行混合得到油状混合液，搅拌温度为25-30℃，搅拌时间为30-40min；
S5、乳化：按重量份称取92-95份S1制备的NH4NO3溶液及3-4份S4制备的油状混合液，输送至乳化器乳化均匀得到乳化基质，其中乳化温度为120-130℃，乳化过程维持负压0.04-0.06MPa，然后将乳化基质用循环水冷机冷却降温至30-40℃；
S6、喷雾造粒：将S5得到的物料通过螺杆泵连续输送到安装在干燥制粉塔内的三流喷枪内，使用压缩空气将由喷枪口喷射出的乳化基质进行喷雾剪切、雾化脱水得到乳化颗粒，其中加料速度为10-15kg/min，气流压力为0.1-0.5MPa；
S7、干燥：将S6制备的乳化颗粒置于干燥器中进行干燥得到粉状乳化颗粒，干燥时间为1-2h，干燥温度为50-55℃；
S8、制备粉状乳化炸药：按重量份称量100-105份S7制备的粉状乳化颗粒、10-15份滑石粉及16-18份氯化钾送入搅拌机中室温搅拌均匀得到粉状乳化炸药，搅拌速度为30-50r/min，其中滑石粉和氯化钾的水分均小于2％，滑石粉和氯化钾的粒度均小于40目。
优选地，S1中，中和过程中温度为177℃，压力为0.43MPa，多效降膜式蒸发器中的液体流速为0.5m/s。
优选地，S2中，按体积比称取3份石蜡、3份改性松香、1份硬脂酸、1份石油沥青并在温度为123-127℃时进行混合得到油相溶液。
优选地，S3中，丁二酰亚胺和曲拉通的摩尔比为2：1，在温度为95-105℃下将丁二酰亚胺和曲拉通加入搅拌机中混合得到乳化剂，其中搅拌时间为27min，转速为92-100r/min。
优选地，S4中，按质量比称取5份油相溶液和2份乳化剂，搅拌温度为26-27℃，搅拌时间为32-35min。
优选地，S5中，按重量份称取93份S1制备的NH4NO3溶液及4份S4制备的油状混合液，输送至乳化器乳化均匀得到乳化基质，其中乳化温度为125℃，乳化过程维持负压0.05MPa。
优选地，S6中，加料速度为12-14kg/min，气流压力为0.2-0.3MPa。
优选地，S7中，干燥时间为1.1-1.7h，干燥温度为54℃。
优选地，S8中，粉状乳化颗粒的重量份为103份，滑石粉的重量份为14份，氯化钾的重量份为16份，搅拌速度为35-40r/min。
本发明中，通过对硅硝酸铵溶液、油相溶液及乳化剂的制备，并合理控制三者的原料、原料中各组分的配比、工艺操作参数及部分组分的制备方法及物理参数等生产粉状乳化炸药，不仅节能减排，生产成本低，并可大大提高生产效率，降低环境污染，较高生产安全性。
附图说明
图1是本发明提供的一种液态硝酸铵粉状乳化炸药制备方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，图1是本发明提供的一种液态硝酸铵粉状乳化炸药制备方法的流程图。
参照图1，本发明提出的一种使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备NH4NO3溶液：首先用NH3中和浓度为50-60％HNO3得到浓度为80-87％的NH4NO3溶液，在中和过程中温度为175-180℃，压力为0.4-0.5MPa，然后将得到的浓度为80-87％的NH4NO3溶液采用多效降膜式蒸发器进行降膜蒸发浓缩得到浓度为95-99％的NH4NO3溶液，其中多效降膜式蒸发器中的液体流速为0.5-1m/s；
S2、制备油相溶液：按体积比称取3-4份石蜡、3-4份改性松香、1-2份硬脂酸、1-2份石油沥青并在温度为120-130℃时进行混合得到油相溶液，其中，所述石蜡的熔点超过70℃，所述石油沥青的密度为1210kg/m3，所述改性松香采用如下方法制备：称量68-72wt％歧化松香和28-32wt％甘油，以相当于歧化松香0.22-0.24wt‰ZnO为催化剂，以CO2为保护气，在温度为269-273℃搅拌均匀得到改性松香，其中搅拌转速为390-410r/min；
S3、制备乳化剂：称取丁二酰亚胺和曲拉通，丁二酰亚胺和曲拉通的摩尔比为(5-6)：(3-4)，在温度为90-110℃下将丁二酰亚胺和曲拉通加入搅拌机中混合得到乳化剂，其中搅拌时间为20-30min，转速为90-110r/min；
S4、油相溶液和乳化剂混合：按质量份称取4-5份油相溶液和1-2份乳化剂，加入搅拌机中进行混合得到油状混合液，搅拌温度为25-30℃，搅拌时间为30-40min；
S5、乳化：按重量份称取92-95份S1制备的NH4NO3溶液及3-4份S4制备的油状混合液，输送至乳化器乳化均匀得到乳化基质，其中乳化温度为120-130℃，乳化过程维持负压0.04-0.06MPa，然后将乳化基质用循环水冷机冷却降温至30-40℃；
S6、喷雾造粒：将S5得到的物料通过螺杆泵连续输送到安装在干燥制粉塔内的三流喷枪内，使用压缩空气将由喷枪口喷射出的乳化基质进行喷雾剪切、雾化脱水得到乳化颗粒，其中加料速度为10-15kg/min，气流压力为0.1-0.5MPa；
S7、干燥：将S6制备的乳化颗粒置于干燥器中进行干燥得到粉状乳化颗粒，干燥时间为1-2h，干燥温度为50-55℃；
S8、制备粉状乳化炸药：按重量份称量100-105份S7制备的粉状乳化颗粒、10-15份滑石粉及16-18份氯化钾送入搅拌机中室温搅拌均匀得到粉状乳化炸药，搅拌速度为30-50r/min，其中滑石粉和氯化钾的水分均小于2％，滑石粉和氯化钾的粒度均小于40目。
实施例1
本发明提出的一种使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备NH4NO3溶液：首先用NH3中和浓度为50％HNO3得到浓度为80％的NH4NO3溶液，在中和过程中温度为175℃，压力为0.4MPa，然后将得到的浓度为80％的NH4NO3溶液采用多效降膜式蒸发器进行降膜蒸发浓缩得到浓度为95％的NH4NO3溶液，其中多效降膜式蒸发器中的液体流速为0.5m/s；
S2、制备油相溶液：按体积比称取3份石蜡、3份改性松香、1份硬脂酸、1份石油沥青并在温度为120℃时进行混合得到油相溶液，其中，所述石蜡的熔点超过72℃，所述石油沥青的密度为1210kg/m3，所述改性松香采用如下方法制备：称量68t％歧化松香和32wt％甘油，以相当于歧化松香0.22wt‰ZnO为催化剂，以CO2为保护气，在温度为269℃搅拌均匀得到改性松香，其中搅拌转速为390r/min；
S3、制备乳化剂：称取丁二酰亚胺和曲拉通，丁二酰亚胺和曲拉通的摩尔比为5：4，在温度为90℃下将丁二酰亚胺和曲拉通加入搅拌机中混合得到乳化剂，其中搅拌时间为20min，转速为90r/min；
S4、油相溶液和乳化剂混合：按质量份称取4份油相溶液和1份乳化剂，加入搅拌机中进行混合得到油状混合液，搅拌温度为25℃，搅拌时间为30min；
S5、乳化：按重量份称取92份S1制备的NH4NO3溶液及3份S4制备的油状混合液，输送至乳化器乳化均匀得到乳化基质，其中乳化温度为120℃，乳化过程维持负压0.04MPa，然后将乳化基质用循环水冷机冷却降温至30℃；
S6、喷雾造粒：将S5得到的物料通过螺杆泵连续输送到安装在干燥制粉塔内的三流喷枪内，使用压缩空气将由喷枪口喷射出的乳化基质进行喷雾剪切、雾化脱水得到乳化颗粒，其中加料速度为10kg/min，气流压力为0.1MPa；
S7、干燥：将S6制备的乳化颗粒置于干燥器中进行干燥得到粉状乳化颗粒，干燥时间为1h，干燥温度为50℃；
S8、制备粉状乳化炸药：按重量份称量100份S7制备的粉状乳化颗粒、10份滑石粉及16份氯化钾送入搅拌机中室温搅拌均匀得到粉状乳化炸药，搅拌速度为30r/min，其中滑石粉和氯化钾的水分均小于2％，滑石粉和氯化钾的粒度均小于40目。
实施例2
本发明提出的一种使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备NH4NO3溶液：首先用NH3中和浓度为57％HNO3得到浓度为86％的NH4NO3溶液，在中和过程中温度为177℃，压力为0.43MPa，然后将得到的浓度为86％的NH4NO3溶液采用多效降膜式蒸发器进行降膜蒸发浓缩得到浓度为98％的NH4NO3溶液，其中多效降膜式蒸发器中的液体流速为0.5m/s；
S2、制备油相溶液：按体积比称取3份石蜡、3份改性松香、1份硬脂酸、1份石油沥青并在温度为125℃时进行混合得到油相溶液，其中，所述石蜡的熔点超过75℃，所述石油沥青的密度为1210kg/m3，所述改性松香采用如下方法制备：称量70wt％歧化松香和30wt％甘油，以相当于歧化松香0.23wt‰ZnO为催化剂，以CO2为保护气，在温度为270℃搅拌均匀得到改性松香，其中搅拌转速为400r/min；
S3、制备乳化剂：称取丁二酰亚胺和曲拉通，丁二酰亚胺和曲拉通的摩尔比为2：1，在温度为103℃下将丁二酰亚胺和曲拉通加入搅拌机中混合得到乳化剂，其中搅拌时间为27min，转速为85r/min；
S4、油相溶液和乳化剂混合：按质量份称取5份油相溶液和2份乳化剂，加入搅拌机中进行混合得到油状混合液，搅拌温度为26℃，搅拌时间为35min；
S5、乳化：按重量份称取93份S1制备的NH4NO3溶液及4份S4制备的油状混合液，输送至乳化器乳化均匀得到乳化基质，其中乳化温度为125℃，乳化过程维持负压0.05MPa，然后将乳化基质用循环水冷机冷却降温至35℃；
S6、喷雾造粒：将S5得到的物料通过螺杆泵连续输送到安装在干燥制粉塔内的三流喷枪内，使用压缩空气将由喷枪口喷射出的乳化基质进行喷雾剪切、雾化脱水得到乳化颗粒，其中加料速度为13kg/min，气流压力为0.25MPa；
S7、干燥：将S6制备的乳化颗粒置于干燥器中进行干燥得到粉状乳化颗粒，干燥时间为1.5h，干燥温度为54℃；
S8、制备粉状乳化炸药：按重量份称量103份S7制备的粉状乳化颗粒、14份滑石粉及16份氯化钾送入搅拌机中室温搅拌均匀得到粉状乳化炸药，搅拌速度为40r/min，其中滑石粉和氯化钾的水分均小于2％，滑石粉和氯化钾的粒度均小于40目。
性能测试：
a、对上述粉状乳化炸药炸的性能经检测结果如下：
b、对上述粉状乳化炸药进行贮存性能，测试结果如下：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制备NH4NO3溶液：首先用NH3中和浓度为50-60％HNO3得到浓度为80-87％的NH4NO3溶液，在中和过程中温度为175-180℃，压力为0.4-0.5MPa，然后将得到的浓度为80-87％的NH4NO3溶液采用多效降膜式蒸发器进行降膜蒸发浓缩得到浓度为95-99％的NH4NO3溶液，其中多效降膜式蒸发器中的液体流速为0.5-1m/s；
S2、制备油相溶液：按体积比称取3-4份石蜡、3-4份改性松香、1-2份硬脂酸、1-2份石油沥青并在温度为120-130℃时进行混合得到油相溶液，其中，所述石蜡的熔点超过70℃，所述石油沥青的密度为1210kg/m3，所述改性松香采用如下方法制备：称量68-72wt％歧化松香和28-32wt％甘油，以相当于歧化松香0.22-0.24wt‰ZnO为催化剂，以CO2为保护气，在温度为269-273℃搅拌均匀得到改性松香，其中搅拌转速为390-410r/min；
S3、制备乳化剂：称取丁二酰亚胺和曲拉通，丁二酰亚胺和曲拉通的摩尔比为(5-6)：(3-4)，在温度为90-110℃下将丁二酰亚胺和曲拉通加入搅拌机中混合得到乳化剂，其中搅拌时间为20-30min，转速为90-110r/min；
S4、油相溶液和乳化剂混合：按质量份称取4-5份油相溶液和1-2份乳化剂，加入搅拌机中进行混合得到油状混合液，搅拌温度为25-30℃，搅拌时间为30-40min；
S5、乳化：按重量份称取92-95份S1制备的NH4NO3溶液及3-4份S4制备的油状混合液，输送至乳化器乳化均匀得到乳化基质，其中乳化温度为120-130℃，乳化过程维持负压0.04-0.06MPa，然后将乳化基质用循环水冷机冷却降温至30-40℃；
S6、喷雾造粒：将S5得到的物料通过螺杆泵连续输送到安装在干燥制粉塔内的三流喷枪内，使用压缩空气将由喷枪口喷射出的乳化基质进行喷雾剪切、雾化脱水得到乳化颗粒，其中加料速度为10-15kg/min，气流压力为0.1-0.5MPa；
S7、干燥：将S6制备的乳化颗粒置于干燥器中进行干燥得到粉状乳化颗粒，干燥时间为1-2h，干燥温度为50-55℃；
S8、制备粉状乳化炸药：按重量份称量100-105份S7制备的粉状乳化颗粒、10-15份滑石粉及16-18份氯化钾送入搅拌机中室温搅拌均匀得到粉状乳化炸药，搅拌速度为30-50r/min，其中滑石粉和氯化钾的水分均小于2％，滑石粉和氯化钾的粒度均小于40目。
2.如权利要求1所述使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于，S1中，中和过程中温度为177℃，压力为0.43MPa，多效降膜式蒸发器中的液体流速为0.5m/s。
3.如权利要求1所述使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于，S2中，按体积比称取3份石蜡、3份改性松香、1份硬脂酸、1份石油沥青并在温度为123-127℃时进行混合得到油相溶液。
4.如权利要求1所述使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于，S3中，丁二酰亚胺和曲拉通的摩尔比为2：1，在温度为95-105℃下将丁二酰亚胺和曲拉通加入搅拌机中混合得到乳化剂，其中搅拌时间为27min，转速为92-100r/min。
5.如权利要求1所述使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于，S4中，按质量比称取5份油相溶液和2份乳化剂，搅拌温度为26-27℃，搅拌时间为32-35min。
6.如权利要求1所述使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于，S5中，按重量份称取93份S1制备的NH4NO3溶液及4份S4制备的油状混合液，输送至乳化器乳化均匀得到乳化基质，其中乳化温度为125℃，乳化过程维持负压0.05MPa。
7.如权利要求1所述使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于，S6中，加料速度为12-14kg/min，气流压力为0.2-0.3MPa。
8.如权利要求1所述使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于，S7中，干燥时间为1.1-1.7h，干燥温度为54℃。
9.如权利要求1所述使用液态硝酸铵生产粉状乳化炸药的制备方法，其特征在于，S8中，粉状乳化颗粒的重量份为103份，滑石粉的重量份为14份，氯化钾的重量份为16份，搅拌速度为35-40r/min。
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