CN106518584A

CN106518584A - 乳化铵油炸药及其制备方法

Info

Publication number: CN106518584A
Application number: CN201611151210.6A
Authority: CN
Inventors: 钟力林
Original assignee: Beijing Coal Taihang Chemical Co Ltd
Current assignee: Beijing Coal Taihang Chemical Co Ltd
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2017-03-22

Abstract

本发明涉及一种新型的乳铵油炸药及一种用于制备该炸药的方法，其将多孔粒状硝酸铵和机械油混合制备为铵油混合物，所述经敏化处理后的乳化炸药和所述木粉加入铵油混合物中混合，形成乳化铵油炸药。这种炸药性能好，使用方便，制备和储运过程中的安全性高，主要可用于地下铁矿开采及其他适应场合的爆破，特别是中硬岩的爆破。

Description

乳化铵油炸药及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种新型的乳化铵油炸药，还涉及这种乳化铵油炸药的制备方式，主要可用于地下铁矿开采及其他适应场合的爆破，特别是中硬岩爆破。

背景技术

目前，以硝酸铵特别是多孔粒状硝酸铵为主要氧化剂的炸药有若干种，主要可分为下列几种类型：（1）粒状铵油炸药：由94.5%多孔粒状硝酸铵和5.5%燃料油（柴油）组成，该种工业炸药具有原料来源广泛，成本低廉，容易制备，使用方便等优点，缺点是缺乏抗水性和较低的体积威力；（2）重铵油炸药：将粒状铵油炸药与未敏化的乳胶基质混拌而成，这种乳化铵油炸药具有铵油炸药和乳化炸药的优点，当散装时，这种产品的每米炮孔的能量比普通铵油炸药高40%，且具有一定的抗水性能，可以在潮湿的炮孔中使用，缺点是储存期较短，乳胶基质易析晶硬化影响装药及炸药爆炸性能甚至拒爆；（3）膨化炸药：将硝酸铵高温过饱和水溶解，与融解好的油相材料混合，经负压抽真空，去除水分，冷却降温，再经过挤压破碎，混入各种添加剂，形成粉状膨化炸药，该种炸药爆炸感度较好，缺点是制造成本和能耗较高，炸药密度较小，流散性及抗水性能差；（4）膏状乳化炸药：爆速及猛度相对较高，但由于乳化炸药含有10%左右的水，炸药爆炸过程中其所含的水变为蒸汽吸收大量的热能，导致炸药做功能力与工业粉状炸药相比偏低，加之成品包装乳化炸药药卷使用时的不耦合装药，使乳化炸药使用时的炮孔压相对较低，爆破抛掷效果不理想，尤其在中硬岩中使用膏状乳化炸药实施工程爆破并不能取得很好的爆破效果，这也是很多爆破工程师不愿意使用膏状乳化炸药而选用粉状工业炸药进行爆破作业的原因。

上述各类型炸药分别具有各自的优点和缺陷，分别适应于各自不同的使用场合，但依然存在仅靠这些类型无法满足的使用要求。例如，河北省及周边部分地区有较多地下铁矿采用向上孔压气装药放炮开采的方式，需要使用粘性炸药，而现有技术下粘性炸药生产过程中一般都需要添加TNT等有毒成分且存在储存期短、易硬化、价格高等缺陷。另外，由于这类粘性炸药现有安全许可生产能力小，部分用户企业还需要使用空压装药机向炮孔内吹入粉状膨化炸药，在向顶孔装药过程中的炸药返药量近10%，从而使炸药的浪费十分严重，对开采工作面造成了严重的污染，并形成安全隐患。因此，有必要对在现有乳化炸药的基础上进一步改善炸药的爆破性能和使用性能，以满足不断改变的市场需求。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种乳化铵油炸药及该炸药的制备方法，这种炸药性能好，使用方便，制备和储运过程中的安全性高。

本发明所采用的技术方案：

一种乳化铵油炸药，由或主要由下列原料制成：铵油混合物，由或主要由多孔粒状硝酸铵和机械油混合而成，其中多孔粒状硝酸铵质量占多孔粒状硝酸铵和机械油总质量的94%-96%；

经敏化处理后的乳化炸药，具有雷管感度，相对于铵油混合物的质量比为5-40%，优选15-17%。

木粉，相对于铵油混合物的质量比为3.5-5%。

一种用于制备本发明公开的任意一种乳化铵油炸药的方法，将多孔粒状硝酸铵和机械油混合制备为铵油混合物；将经敏化处理的乳化炸药和木粉加入铵油混合物中混合，形成乳化铵油炸药。

本发明的有益效果为：

（1）爆炸炮孔压力大于现有常见的乳化炸药；

（2）爆炸能量大于现有常见的膨化炸药和多孔粒炸药；

（3）流散性好、有一定抗水性；

（4）生产耗能仅相当于乳化炸药的不足20%；

（5）可代替粘性炸药使用；

（6）原料来源广、无毒，炸药感度低，生产工艺简便，便于实现工业化生产。

这种炸药特别适应于中硬岩爆破，主要可用于地下铁矿开采及其他适应场合。

附图说明

图1是本发明的工艺流程简图。

具体实施方式

参见图1，本发明所用的铵油混合物由多孔粒状硝酸铵和机械油混合而成或者主要由多孔粒状硝酸铵和机械油混合而成，其中多孔粒状硝酸铵质量占多孔粒状硝酸铵和机械油总质量的94%-96%，相应地机械油占比为4-6%。

经敏化处理后的乳化炸药与铵油混合物的比例（质量比，下同）可以根据实际要求适度配比，以便通过改变比例改变炸药的性能。经敏化处理后的乳化炸药可以为铵油混合物的5%-40%（质量比，下同），优选为15-17%。

乳化炸药优选采用以硝酸铵为主要原料制备的乳化炸药，其中的油相优选采用经过加入精白蜡或机油调配的复合材料，乳化炸药密度为1.05-1.15 g/cm³。

所述木粉的使用量可以为铵油混合物的3.5-5%。

所述机械油可以采用10#-40#机械油，例如，10#机械油、15#机械油、20#机械油、30#机械油和40#机械油。

所述木粉优选60目筛过筛率不小于60%。

所述木粉优选含水率不大于3%。

本发明公开的各种乳化铵油炸药均可以采用下列制备方法制备。

将所述的多孔粒状硝酸铵和机械油混合制备为铵油混合物，将所述经敏化处理后的乳化炸药和所述木粉加入铵油混合物中混合，形成乳化铵油炸药。

制备方法可以包括顺序实施的下列步骤：

步骤一，将所述的多孔粒状硝酸铵和机械油混合制备为铵油混合物；

步骤二，在步骤一制备出的混合物中加入所述经敏化处理后的乳化炸药并混合；

步骤三，在步骤二制备出的混合物中加入剩余的其他原料并混合。

优选地，所述各步骤的混合在同一个犁刀混合机进行。

优选地，步骤一的混合时间为3分钟，步骤二的混合时间为3分钟，步骤三的混合时间为1分钟。根据实验或实际效果，可以适度调整上述混合时间。例如，延长时间幅度不超过20%或缩短时间不超过20%。

上述制备方法在常温常压下进行。

下面是本发明炸药原料配比的实施例。

实施例：

多颗粒状硝酸铵：75.6kg;

10#机械油：4.4kg;

经过敏化处理的2号岩石乳化炸药：16kg；

木粉：4kg，

将上述多颗粒状硝酸铵和机械油投入犁刀混合机，混合3分钟，再投入上述乳化炸药，继续混合3分钟，再投入上述木粉，继续混合1分钟，制得乳化铵油炸药例。

氧平衡为-0.089，储存时间可达60天。雷管起爆Ø35mm无限制药卷、不爆轰； Ø100mm爆速：>3500m/s。

相对于柴油而言，本发明采用机械油用于制备乳化铵油炸药，能够有效的避免柴油对乳化基质的破坏作用，同时柴油的闭口闪点为不低于65℃、易挥发且燃点较高、有毒，而机械油不挥发、常温下难以点燃、无毒，所以生产及储运过程本质安全性得到很大提升，且能够增加炸药的储存期，保证能够实现工业化生产所需周转的时间另外还避免了因柴油挥发形成的刺激性气味。

爆炸反应实质上是一个氧化燃烧过程，由于本发明机械油的热值略低于柴油，为了保证炸药爆炸作功能力，同时防止乳胶基质相互之间的粘连，增加该种炸药的流散性，满足炮孔装药要求，实现常温、常压、安全环保、节能低耗生产，经研究实验，加入木粉可以明显提高产品性能，木粉的碳氢含量高，对系统有气泡敏化作用，其参与炸药爆炸反应并放出热量，其生成热为4563.6 KJ/kg，对爆热的贡献值为19068.2KJ/kg，对爆容的贡献值为1608.8L/kg，产生大量的气体使爆炸过程形成较高的炮孔压力进而提高产品的作功能力和抛掷效果。由于木粉增加了炸药的爆热、爆容以及爆炸后生成气体产物的量，且热容量小，绝热指数值大，不仅补充了机械油的热值不足，而且增加了炸药爆炸后的破坏功和抛掷功。同时木粉的加入还有助于提高产品的流散性，便于用户快速装药，达到耦合装药及提高装药密实度，进而提高爆破效果。

工业炸药主要组分的种类与配比，直接与释放能量的大小有关，因此配方对做功能力的影响是决定性。爆热和爆轰产物的组成取决于炸药的氧平衡，因而炸药的做功能力与氧平衡有着密切的关系。当轻微负氧时，虽然与零氧平衡比较爆热略有下降，但炸药的做功能力也会较大。为有效提高该种炸药的爆轰稳定性，充分释放爆炸能量，经过对比试验，加入的乳化基质需经过一定的敏化处理，并能够实现雷管起爆不能，保证稳定爆轰。加入敏化后的乳化炸药基质均匀包裹多孔粒硝酸铵，不仅提高产品的抗水性而且有效提高产品的爆炸威力，适用于中硬岩爆破。

本发明炸药的生产需用煤、电等能耗仅相当于现有常规乳化炸药生产能耗的不足20%，工业化生产可实现大幅节能降耗的目标。

Claims

1.一种乳化铵油炸药，其特征在于由或主要由下列原料制成：

铵油混合物，由或主要由多孔粒状硝酸铵和机械油混合而成，其中多孔粒状硝酸铵质量占多孔粒状硝酸铵和机械油总质量的94%-96%；

2.木粉，相对于铵油混合物的质量比为3.5-5%。

3.如权利要求1所述的乳化铵油炸药，其特征在于所述机械油采用10#-40#机械油。

4.如权利要求1所述的乳化铵油炸药，其特征在于所述木粉的60目筛过筛率不小于60%，含水率不大于3%。

5.如权利要求1所述的乳化铵油炸药，其特征在于所述乳化炸药为使用专用油相制备的密度1.05-1.15 g/cm³的乳化炸药。

6.一种用于制备权利要求1-4中任意一项所述的乳化铵油炸药的方法，其将所述的多孔粒状硝酸铵和机械油混合制备为铵油混合物，将所述经敏化处理后的乳化炸药和所述木粉加入铵油混合物中混合，形成乳化铵油炸药。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于包括顺序实施的下列步骤：

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述各步骤的混合在同一个犁刀混合机进行，步骤一的混合时间为2.4-3.6分钟，步骤二的混合时间为2.4-3.6分钟，步骤三的混合时间为0.8-1.2分钟。

9.如权利要求6、7、8所述的方法，其特征在于在常温常压下进行。