一种高威力粉状硝铵炸药及其制备工艺
技术领域
本发明属于工业炸药技术领域,尤其涉及一种高威力粉状硝铵炸药及其制备工艺。
背景技术
目前,粉状硝铵炸药是以硝酸铵为主要成分,由氧化剂、可燃物和敏化剂等组成的粉状爆炸性机械混合物,是广泛应用的工业炸药品种之一,具有中等威力和一定的敏感度。在外部激发能的作用下,即可转变成爆轰的敏感炸药。但其具有较强的吸潮能力,吸潮后易结块,致使敏感度和威力显著降低,同时产生有毒有害气体。
为了提高粉状硝铵炸药的感度和威力,通常是在粉状硝铵炸药中加入7%~20%的单质炸药梯恩梯作为敏化剂,这种炸药叫粉状铵梯炸药。虽然起爆感度较高、爆炸性能较好、威力较大,并具有雷管感度,可以作为铵油炸药和含水炸药等低感度炸药的起爆药包。但由于严重的吸湿性和结块性、敏化剂TNT对人体的毒性和对环境的污染等。短期内吸入高浓度TNT粉尘,可在数天后发生紫绀、胸闷、呼吸困难等高铁血红蛋白的血症。长期以来,各国工业炸药工作者都致力于这方面的改进研究。目前,国内已淘汰粉状铵梯炸药的生产和使用。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种新型高威力粉状硝铵炸药及其制造工艺,这种新型粉状硝铵炸药有着与粉状铵梯炸药同样的感度和威力。
本发明的技术解决方案:一种高威力粉状硝铵炸药,该炸药在常规粉状硝铵炸药中加入一种高威力成分二氨基噁二唑。它是一种新型高氮含能材料,白色固体,分子由两个氨基和一个噁二唑五元环组成。其爆速高达7200 m/s,略大于TNT(爆速约为6800 m/s)。
该粉状硝铵炸药的各个组分的质量百分为:
硝酸铵,75~90%;木粉,5~10%;二氨基噁二唑(C2ON4H4),5.0~20%。
进一步,所述二氨基噁二唑各个组分的质量百分为:盐酸羟胺,20~40%;二氰基胺钠,40~60%;氢氧化钠,5~20%。
本发明的另一目的是提供上述高威力粉状硝铵炸药的制备工艺:具体包括以下步骤:
步骤1:制备二氨基噁二唑:首先,按照上述比例分别称取盐酸羟胺、二氰基胺钠和氢氧化钠置于反应釜中,在加入足量的乙醇溶液,在恒温50℃温度下持续搅拌6-8 h,然后过滤,加热蒸发掉乙醇,即得到白色的固体,将得到的白色固体在70-80℃干燥,即得到二氨基噁二唑,备用;
步骤2:按照木粉所占质量比为:5~10%称取好的木粉置于转筒干燥机中,在温度为120-135℃下,热烘木粉;
步骤3:将步骤1制备得到的二氨基噁二唑按照质量比为5.0~20%称取并置于球磨机中,使用球磨机将二氨基噁二唑固体粉碎20分钟,然后将经步骤2干燥后的木粉加入的球磨机中继续粉碎并混合10-15分钟,备用;
步骤4:按照硝酸铵所占质量比为:75~90%称取硝酸铵,用气流粉碎机粉碎并且干燥,最后的粉碎细度为80%以上通过60目筛,得到硝酸铵颗粒,备用;
步骤5:将步骤制备得到的硝酸铵颗粒与步骤3得到的木粉和二氨基噁二唑的混合粉末加入混合机中充分混合10-15分钟,即得到混合炸药,将混合炸药装入立式装药机,灌装、封口。即可制得高威力硝铵炸药。
本发明的技术效果是:这种新型高威力硝铵炸药的配方简单,原料成本较低,生产工艺简单,适合连续自动化生产,并且爆炸性能更加优越(爆速4500~5500 m/s,猛度20~30 mm),且毒性小,无致癌物质,而且爆炸后产生一定质量的氮气(2-6%),相对于一般的硝铵炸药来说产生的氮氧化物少,有毒气体少,所以更加清洁安全。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1 以工业生产100 kg新型高威力粉状硝铵炸药为选择,选择的组分和质量配比是: 硝酸铵:75 kg;木粉:5 kg;二氨基噁二唑;:20%,盐酸羟胺,144 kg;二氰基胺180 kg;氢氧化钠18kg。
在上述组分和配比下,实施步骤如下:
第一步制备二氨基噁二唑。在50℃的恒温反应釜里把盐酸羟胺、二氰基胺钠、氢氧化钠均匀混合溶解在乙醇中,搅拌6 h,过滤,蒸走乙醇,把白色的固体在70℃干燥。
第二步使用转筒干燥机热烘木粉(设置温度为120 ℃);
第三步使用球磨机将二氨基噁二唑固体粉碎20分钟,然后加入干燥好的木粉继续粉碎并混合10分钟;
第四步用气流粉碎机粉碎并且干燥硝酸铵颗粒,最后的粉碎细度为80%以上通过60目筛;
第五步把干燥完的硝酸铵、木粉和二氨基噁二唑加入混合机中充分混合;
第六步把制备好的混合炸药装入立式装药机,灌装、封口。即可制得高威力硝铵炸药。
经测试,上述制得的高威力硝铵炸药的爆炸性能:装药密度1.2 g/cm3;爆速 5500m/s;猛度30 mm。
实施例2 同样以工业生产100 kg新型高威力粉状硝铵炸药为选择,选择的组分和质量配比是: 硝酸铵:85 kg;木粉:5 kg;二氨基噁二唑:10%,盐酸羟胺,70 kg;二氰基胺90 kg;氢氧化钠25 kg.
在上述组分和配比下,实施步骤如下:
第一步制备二氨基噁二唑。在50℃的恒温反应釜里把盐酸羟胺、二氰基胺钠、氢氧化钠均匀混合溶解在乙醇中,搅拌6 h,过滤,蒸走乙醇,把白色的固体在70℃干燥。
第二步使用转筒干燥机热烘木粉(设置温度为120 ℃);
第三步使用球磨机将二氨基噁二唑固体粉碎20分钟,然后加入干燥好的木粉继续粉碎并混合10分钟;
第四步用气流粉碎机粉碎并且干燥硝酸铵颗粒,最后的粉碎细度为80%以上通过60目筛;
第五步把干燥完的硝酸铵、木粉和二氨基噁二唑加入混合机中充分混合;
第六步把制备好的混合炸药装入立式装药机,灌装、封口。即可制得高威力硝铵炸药。
经测试,上述制得的高威力硝铵炸药的爆炸性能:装药密度1.12 g/cm3;爆速5200m/s;猛度26 mm。
实施例3 同样以工业生产100 kg新型高威力粉状硝铵炸药为选择,选择的组分和质量配比是: 硝酸铵:90 kg;木粉:5 kg,二氨基噁二唑:5 %,盐酸羟胺,35 kg;二氰基胺45 kg;氢氧化钠10 kg.。
在上述组分和配比下,实施步骤如下:
第一步制备二氨基噁二唑。在50℃的恒温反应釜里把盐酸羟胺、二氰基胺钠、氢氧化钠均匀混合溶解在乙醇中,搅拌6 h,过滤,蒸走乙醇,把白色的固体在70℃干燥。
第二步使用转筒干燥机热烘木粉(设置温度为120 ℃);
第三步使用球磨机将二氨基噁二唑固体粉碎20分钟,然后加入干燥好的木粉继续粉碎并混合10分钟;
第四步用气流粉碎机粉碎并且干燥硝酸铵颗粒,最后的粉碎细度为80%以上通过60目筛;
第五步把干燥完的硝酸铵、木粉和二氨基噁二唑加入混合机中充分混合;
第六步把制备好的混合炸药装入立式装药机,灌装、封口。即可制得高威力硝铵炸药。
经测试,上述制得的高威力硝铵炸药的爆炸性能:装药密度1.02 g/cm3;爆速4600m/s;猛度20 mm。