CN104163744A - 一种粉状膨化硝铵炸药及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉状膨化硝铵炸药及其制备方法。所述炸药是由以下组分和配比混合而成：按质量％计，硝酸铵80～88，尿素5～20，木粉0～7，抗结块和抗水剂0～2。所述方法中使用尿素作为可燃剂替代油相材料，炸药成本降低，生产过程清洁安全。氧化剂硝酸铵与可燃剂尿素、抗结块和抗水剂是在液态分子状态进行混合，所得炸药的爆炸性能优越，其中爆速3500～4000m/s(32mm药卷)、猛度14～18mm、殉爆距离5～10cm。

Description

一种粉状膨化硝铵炸药及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种硝铵炸药及其制法，特别一种低成本、高性能、环保型粉状膨化铵脲炸药及其制备方法。

背景技术

硝铵炸药是粉状的爆炸性机械混合物，是应用最广泛的工业炸药品种之一，具有中等威力和一定的敏感性。它具有吸湿性与结块性，受潮后敏感性和威力显著降低，同时产生毒气。起爆药在较弱外部激发能(如机械、热、电、光)的作用下，即可发生燃烧，并能迅速转变成爆轰的敏感炸药。纯硝酸铵在常温下是稳定的，对打击、碰撞或摩擦均不敏感。但在高温、高压和有可被氧化的物质存在下会发生爆炸，在生产、贮运和使用中必须严格遵守安全规定。

专利(CN1067043A)公开了一种粉状硝铵炸药及其制备方法，其生产工艺由膨化工序和混药工序组成；膨化工序包含硝酸铵的溶解、硝酸铵溶液的真空结晶；混药工序为改性的硝酸铵与木粉、复合油相材料的混合。但所述的硝铵炸药存在炸药密度偏低、单位体积威力不高和抗水性能不佳的不足之处。

专利(CN1517325A)公开了一种高性能粉状铵油炸药及其制法。其特点是氧化剂硝酸铵与可燃剂复合油相是在液态分子状态进行混合，因而混合均匀性比在固体状态下的混合均匀性提高，所得炸药的爆炸性能也明显提高，且具有一定的抗水性能；三是水包油型分散体系，采用真空干燥工艺，以提高干燥效率，制得高性能粉状铵油炸药。

专利CN91107051.6和ZL03112696.0的共同之处是炸药配方均含有3％-6％的复合油相材料。复合油相中柴油、机油和复合蜡的使用，存在原材料成本高、油相材料与硝酸铵/硝酸铵溶液的混合均匀困难、生产工序中需要油相配制和定量装置、生产过程中有含油的废水废气产生。这些不足之处的存在，不利于清洁和安全生产。

发明内容

本发明的目的在于利用尿素(也称为脲)的可燃剂、低成本特征，提供一种成本低廉、无毒无害、爆炸性能优越、具有一定的抗水性能，且生产工艺简单的高性能粉状膨化铵脲炸药及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案是：

一种粉状膨化硝铵炸药，所述炸药是由以下组分和配比混合而成：按质量％计，硝酸铵80～88，尿素5～20，木粉0～7，抗结块和抗水剂0～2。

所述炸药是由以下组分和配比混合而成：按质量％计，硝酸铵80～88，尿素5～20，木粉0～7且不包含0，抗结块和抗水剂0～2且不包含0。

所述的抗结块和抗水剂由以下组分和配比组成：按质量％计，石蜡20～75、硬脂酸20～40、十八烷胺或十八烷胺盐5～30。

所述的十八烷胺盐为十八烷胺硝酸盐、十八烷胺盐酸盐、十八烷胺硫酸盐、十八烷胺磷酸盐或十八烷胺醋酸盐中的一种。

上述粉状膨化硝铵炸药的制备方法，其特征在于工艺步骤为：

第一步，将硝酸铵、尿素，外加硝酸铵质量的6％～10％的水进行溶解，溶解后的溶液温度为110～120℃；

第二步，将抗结块和抗水剂,在80～100℃条件下进行熔化混合；

第三步，在高速搅拌、湍流混合或静态混合器作用下，将抗结块和抗水剂分散在硝酸铵-尿素溶液中，形成水包油型分散体系；

第四步，以30～70kg/min的吸速速度将硝酸铵-尿素-抗结块和抗水剂分散体系吸至真空度保持为-0.085～-0.095Mpa的真空罐内，进行连续真空干燥；

第五步，将干燥后的物料在一螺旋内与木粉进行混合，并冷却至40℃以下进行装药、包装，即制得高性能粉状膨化铵脲炸药。

本发明的原理是：一是利用尿素的可燃剂、低成本特征，根据工业混合炸药的零氧平衡原则，设计高性能粉状铵脲炸药的配方；二是氧化剂硝酸铵与可燃剂尿素、抗结块和抗水剂是在液态分子状态进行混合，尿素的存在使炸药混合均匀性提高，所得炸药的爆炸性能也明显提高，且具有一定的抗水性能；三是采用连续真空干燥工艺，以提高干燥效率，制得高性能粉状膨化铵脲炸药。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1.使用尿素作为可燃剂替代油相材料，炸药成本降低，生产过程清洁安全。

2.氧化剂硝酸铵与可燃剂尿素、抗结块和抗水剂是在液态分子状态进行混合，所得炸药的爆炸性能优越，其中爆速3500～4000m/s(32mm药卷)、猛度14～18mm、殉爆距离5～10cm。

3.采用连续真空干燥工艺，炸药中的水分含量接近零。

4.无需油相配制和定量装置，制造方法简单，所需要的工房面积小、生产人员少，适合于自动化和连续工业化生产。

5.生产过程中含油的废水废气排放量减少，有利于环境保护。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述：

实施例1

以工业生产100kg粉状铵脲炸药为例，选择组分和质量配比是：硝酸铵85％，尿素10％，木粉4％，抗结块和抗水剂1％，其中抗结块和抗水剂的组分和质量配比是：石蜡35％、硬脂酸35％、十八烷胺醋酸盐30％。

按照上述组分和配比，实施步骤如下：

第一步：称取85.0kg硝酸铵，10.0kg尿素，加入8.0kg水，加热使其溶液，并升温至120℃。

第二步：称取0.35kg石蜡、0.35kg硬脂酸和0.3kg十八烷胺醋酸盐，将这些抗结块和抗水剂加入硝酸铵-尿素混合溶液中进行熔化。

第三步：将抗结块和抗水剂分散在硝酸铵水溶液中，形成水包油型分散体系。

第四步：将第三步的分散体系，以70kg/min的吸料速度，吸至真空度为-0.085～-0.095Mpa的真空罐内，进行真空干燥脱去水分。

第五步：解除真空罐的真空，在所得物中加入4kg木粉，并冷却至40℃以下，在螺旋装药机装药，再经包装和装箱即为产品。

经测试，上述制得的产品性能为：当装药直径为32mm、装药密度0.90～0.93g/cm³时，炸药爆速为3836m/s，猛度16.30mm，殉爆距离8cm。

实施例2

仍以工业生产100kg粉状铵脲炸药为例，选择的组分和质量配比是：硝酸铵86％，尿素12％，抗结块和抗水剂2％，其中抗结块和抗水剂的组分和质量配比是：石蜡20％、硬脂酸20％、十八烷胺醋酸盐60％。

按照实施例1所述的实施步骤进行操作即可制得产品。经测试，产品的性能为：当装药直径为32mm,装药密度0.92～0.95g/cm³时，爆速3870m/s，猛度16.3mm，殉爆距离9cm。

实施例3

仍以工业生产100kg粉状铵脲炸药为例，选择的组分和质量配比(％)是：硝酸铵85％、尿素12％，木粉2％，抗结块和抗水剂1％，其中抗结块和抗水剂的组分和质量配比是：石蜡40％、硬脂酸20％、十八烷胺40％。

按照实施例1所述的实施步骤进行操作即可制得产品。经测试产品的性能为：当装药直径为32mm,装药密度0.93～0.96g/cm³,殉爆距离9cm，爆速4937m/s，猛度16.7mm。

实施例4

仍以工业生产100kg粉状铵脲炸药为例，选择的组分和质量配比(％)是：硝酸铵88％、尿素5％，木粉5％，抗结块和抗水剂2％。

按照实施例1所述的实施步骤进行操作即可制得产品。经测试产品的性能为：当装药直径为32mm,装药密度0.90～0.92g/cm³,殉爆距离10cm，爆速3867m/s，猛度16.6mm。

实施例5

仍以工业生产100kg粉状铵脲炸药为例，选择的组分和质量配比(％)是：硝酸铵80％、尿素20％。

第一步和第四步的操作步骤按实施例1进行，然后进行第五步：将真空干燥后的物料冷却至40℃以下进行装药、包装即制得粉状铵油炸药产品。

经测试产品的性能为：当装药直径为32mm,装药密度0.92～0.95g/cm³,殉爆距离5cm，爆速3847m/s，猛度16.1mm，储存期30天。

实施例6

仍以工业生产100kg粉状铵脲炸药为例，选择的组分和质量配比(％)是：硝酸铵84％、尿素9％，木粉7％。

按照实施例1所述的实施步骤进行操作即可制得产品。经测试产品的性能为：当装药直径为32mm,装药密度0.90～0.92g/cm³,殉爆距离10cm，爆速3737m/s，猛度16.0mm。

实施例7

仍以工业生产100kg粉状铵脲炸药为例，选择的组分和质量配比(％)是：硝酸铵86.5％、尿素7％，木粉5％和抗结块和抗水剂1.5％，其中抗结块和抗水剂的组分和质量配比是：石蜡40％、硬脂酸20％、十八烷胺40％。

先制得膨化硝酸铵，然后在一混合器内将膨化硝酸铵与尿素、木粉、抗结块和抗水剂进行混合；将所得物料冷却至40℃以下，进行装药，即制得高性能粉状膨化铵脲炸药。经测试产品的性能为：当装药直径为32mm,装药密度0.91～0.93g/cm³,殉爆距离8cm，爆速3787m/s，猛度16.2mm。

实施例8

仍以工业生产100kg粉状铵脲炸药为例，选择的组分和质量配比(％)是：硝酸铵85％、尿素10％，木粉5％。

先制得膨化硝酸铵，然后在一混合器内将膨化硝酸铵与尿素、木粉进行混合；将所得物料冷却至40℃以下，进行装药，即制得高性能粉状膨化铵脲炸药。经测试产品的性能为：当装药直径为32mm,装药密度0.90～0.92g/cm³,殉爆距离7cm，爆速3627m/s，猛度16.0mm。

Claims (5)

1.一种粉状膨化硝铵炸，药其特征在于：所述炸药是由以下组分和配比混合而成：按质量％计，硝酸铵80～88，尿素5～20，木粉0～7，抗结块和抗水剂0～2。

2.根据权利要求1所述的粉状铵脲炸药，其特征在于：所述炸药是由以下组分和配比混合而成：按质量％计，硝酸铵80～88，尿素5～20，木粉0～7且不包含0，抗结块和抗水剂0～2且不包含0。

3.根据权利要求1或2所述的粉状膨化硝铵炸药，其特征在于，所述的抗结块和抗水剂由以下组分和配比组成：按质量％计，石蜡20～75、硬脂酸20～40、十八烷胺或十八烷胺盐5～30。

4.根据权利要求1或2所述的粉状膨化硝铵炸药，其特征在于所述的十八烷胺盐为十八烷胺硝酸盐、十八烷胺盐酸盐、十八烷胺硫酸盐、十八烷胺磷酸盐或十八烷胺醋酸盐中的一种。

5.根据权利要求1所述的粉状膨化硝铵炸药的制备方法，其特征在于工艺步骤为：

第一步，将硝酸铵、尿素，外加硝酸铵质量的6％～10％的水进行溶解，溶解后的溶液温度为110～120℃；

第二步，将抗结块和抗水剂,在80～100℃条件下进行熔化混合；

第三步，在高速搅拌、湍流混合或静态混合器作用下，将抗结块和抗水剂分散在硝酸铵-尿素溶液中，形成水包油型分散体系；

第四步，以30～70kg/min的吸速速度将硝酸铵-尿素-抗结块和抗水剂分散体系吸至真空度保持为-0.085～-0.095Mpa的真空罐内，进行连续真空干燥；

第五步，将干燥后的物料在一螺旋内与木粉进行混合，并冷却至40℃以下进行装药、包装，即制得高性能粉状膨化铵脲炸药。