CN106748598A - 一种膨化硝铵炸药及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炸药制作技术领域，目的在于提供一种膨化硝铵炸药及其制备方法。一种膨化硝铵炸药，包括以下重量份原料制备而成：硝酸铵99.0～99.5份、尿素0.5～1.0份、柴油0.1～0.5份、膨化剂0.1～0.2份及木粉3.0～5.0份。所述方法中将尿素作为氧化剂替代硝酸钠制备膨化硝胺炸药。本发明的有益效果在于：通过用尿素替代炸药中的硝酸铵作为氧化剂以增大炸药的密度及爆速，提升传爆性能，同时，降低炸药爆破产生的有毒有害气体含量。

Description

一种膨化硝铵炸药及其制备方法

技术领域

本发明涉及炸药制作技术领域，特别涉及一种膨化硝铵炸药及其制备方法。

背景技术

传统膨化硝铵炸药由硝酸铵、硝酸钠、膨化剂、油、木粉等组成。但由上述成分制备成的炸药存在以下缺点：流散性较差、装药密度小、爆速低及传爆性差，而由于流散性差、密度小，导致炸药生产过程中劳动强度大，不利于自动化生产及生产定员安全管理，同时，装药密度小，在爆破工程中炮孔装药时，不利于装药，而且爆破时产生的有毒有害气体量较大，不利于环保。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种装药密度更大、爆速更高的膨化硝铵炸药及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种膨化硝铵炸药，包括以下重量份原料制备而成：硝酸铵99.0～99.5份、尿素0.5～1.0份、柴油0.1～0.5份、膨化剂0.1～0.2份及木粉3.0～5.0份。

本发明还提供一种膨化硝铵炸药的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向液态的硝酸铵中加入尿素和膨化剂进行溶解，控制溶解的温度为120～135℃，制得溶液，其中，液态的硝酸铵、尿素与膨化剂的重量比为：99.0～99.5∶0.5～1.0∶0.1～0.2；

步骤2：将步骤1所得的溶液进行膨化结晶，然后进行粉碎，制得粉末；

步骤3：向步骤2所得粉末中加入柴油和木粉进行混匀，然后冷却与筛分，最后进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药，其中柴油、木粉与液态的硝酸铵的重量比为0.1～0.5∶3～5∶99.0～99.5。

本发明还提供一种膨化硝铵的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向液态的硝酸铵中加入尿素和膨化剂进行溶解，控制溶解的温度为120～135℃，制得溶液，其中，液态的硝酸铵、尿素与膨化剂的重量比为：99.0～99.5∶0.5～1.0∶0.1～0.2，所述膨化剂包括十八胺和醋酸，所述十八胺和醋酸的重量比为60∶40；

步骤2：将步骤1所得的溶液在-0.055～-0.092MPa的压力条件下进行均匀喷洒连续膨化结晶9～13min，然后将膨化结晶后的物料粉碎至粒径小于0.85mm，制得粉末；

步骤3：向步骤2所得粉末中加入柴油和木粉进行混匀，然后将混匀所得物料自然冷却至42℃以下，再用20目筛网进行筛分，最后对能过20目筛网的物料进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药，其中柴油、木粉与液态的硝酸铵的重量比为0.1～0.5∶3～5∶99.0～99.5。

本发明的有益效果在于：(1)将尿素替代硝酸钠作为膨化炸药的氧化剂，相比传统的硝酸钠氧化剂，由于尿素与尿素分子之间会形成缩脲，能将炸药组分包裹得更加紧密，因此所制得的炸药的密度更大，炸药的爆速更大；(2)炸药密度的提高有利于降低炸药生产过程中的劳动强度、有利于发展自动化生产及生产定员安全管理；(3)与传统的硝酸钠氧化剂相比，本发明将尿素作为氧化剂，由于没有金属钠元素，尿素在炸药爆炸的过程中，元素完全转化气体做功能力增强，因此爆速与爆炸威力也提高，爆炸性能与传爆性能更佳；(4)由于尿素只有碳、氮、氧、氢四种元素，在炸药爆破过程中，尿素比硝酸钠燃烧更充分，因此，爆破时产生的有毒有害气体量降低；(5)将常作为化肥的尿素替代硝酸钠作为炸药的氧化剂，有利于降低生产成本；(6)本发明的生产方法简单、安全性更高，采用上述生产制备而成的炸药，装药密度大、爆速高且传爆性能佳。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。

本发明最关键的构思在于：用尿素替代传统炸药中的硝酸铵作为氧化剂以增大炸药的密度及爆速，提升传爆性能。

本发明提供一种膨化硝铵炸药，包括以下重量份原料制备而成：硝酸铵99.0～99.5份、尿素0.5～1.0份、柴油0.1～0.5份、膨化剂0.1～0.2份及木粉3.0～5.0份。

本发明的工作原理为：工业炸药制备领域，常常对油相组分进行改进，罕见对水相组成进行研究改进。尿素又称碳酰胺(carbamide)，是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物，又称脲，是一种白色晶体，主要用在农业领域作为化肥使用，罕见用于炸药制备领域。由于尿素的组分中含有碳氧双键，具备较强的氧化性，申请人试验中发现尿素所具备的氧化性能满足工业炸药中配方等氧平衡，由于尿素与尿素分子之间会形成缩脲，能将炸药组分包裹得更加紧密，因此提高了炸药的密度，随着炸药密度的增大，炸药的爆速也随着增大，炸药密度的提高有利于降低炸药生产过程中的劳动强度、有利于发展自动化生产及生产定员安全管理；与传统膨化硝铵炸药使用硝酸钠作为氧化剂相比，本发明将尿素作为氧化剂，由于没有金属钠元素，只有碳、氮、氧、氢四种元素，尿素在炸药爆炸的过程中，元素完全转化气体做功能力增强，因此爆速与爆炸威力也提高，爆炸性能与传爆性能提升；同时，将尿素作为氧化剂后，相比硝酸钠，其燃烧更充分(生成更多CO₂，减小CO的生成)，因此，爆破时产生的有毒有害气体量降低。

从上述描述可知，本发明的有益效果为：(1)将尿素替代硝酸钠作为膨化炸药的氧化剂，相比传统的硝酸钠氧化剂，由于尿素与尿素分子之间会形成缩脲，能将炸药组分包裹得更加紧密，因此所制得的炸药的密度更大，炸药的爆速更大；(2)炸药密度的提高有利于降低炸药生产过程中的劳动强度、有利于发展自动化生产及生产定员安全管理；(3)与传统的硝酸钠氧化剂相比，本发明将尿素作为氧化剂，由于没有金属钠元素，尿素在炸药爆炸的过程中，元素完全转化气体做功能力增强，因此爆速与爆炸威力也提高，爆炸性能与传爆性能更佳；(4)由于尿素只有碳、氮、氧、氢四种元素，在炸药爆破过程中，尿素比硝酸钠燃烧更充分，因此，爆破时产生的有毒有害气体量降低；(5)将常作为化肥的尿素替代硝酸钠作为炸药的氧化剂，有利于降低生产成本；(6)本发明的生产方法简单、安全性更高，采用上述生产制备而成的炸药，装药密度大、爆速高且传爆性能佳。

进一步的，所述膨化剂包括以下重量份原料制备而成：十八胺60份及醋酸40份。

由上述描述可知，适量的十八胺对硝酸铵进行改性处理，能提高炸药的分散度，改善炸药爆炸性能，减少或消除炸药中的有毒物质梯思梯，利于环境保护。

本发明还提供一种膨化硝铵炸药的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向液态的硝酸铵中加入尿素和膨化剂进行溶解，控制溶解的温度为120～135℃，制得溶液，其中，液态的硝酸铵、尿素与膨化剂的重量比为：99.0～99.5∶0.5～1.0∶0.1～0.2；

步骤2：将步骤1所得的溶液进行膨化结晶，然后进行粉碎，制得粉末；

步骤3：向步骤2所得粉末中加入柴油和木粉进行混匀，然后冷却与筛分，最后进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药，其中柴油、木粉与液态的硝酸铵的重量比为0.1～0.5∶3～5∶99.0～99.5。

从上述描述可知，本发明的有益效果为：(1)将尿素替代硝酸钠作为膨化炸药的氧化剂，相比传统的硝酸钠氧化剂，由于尿素与尿素分子之间会形成缩脲，能将炸药组分包裹得更加紧密，因此所制得的炸药的密度更大，炸药的爆速更大；(2)炸药密度的提高有利于降低炸药生产过程中的劳动强度、有利于发展自动化生产及生产定员安全管理；(3)与传统的硝酸钠氧化剂相比，本发明将尿素作为氧化剂，由于没有金属钠元素，尿素在炸药爆炸的过程中，元素完全转化气体做功能力增强，因此爆速与爆炸威力也提高，爆炸性能与传爆性能更佳；(4)由于尿素只有碳、氮、氧、氢四种元素，在炸药爆破过程中，尿素比硝酸钠燃烧更充分，因此，爆破时产生的有毒有害气体量降低；(5)将常作为化肥的尿素替代硝酸钠作为炸药的氧化剂，有利于降低生产成本；(6)本发明的生产方法简单、安全性更高，采用上述生产制备而成的炸药，装药密度大、爆速高且传爆性能佳。

进一步的，所述液态的硝酸铵的质量浓度为91.0～92.0％，所述液态的硝酸铵的pH为6.0～7.0。

由上述描述可知，相对使用固态硝酸铵作为炸药原料，本发明采用液态硝酸铵直接作为炸药原料，有利于降低能耗、降低破碎设备的故障率、减少设备维修费用，同时可简化炸药生产工序，提高生产效率，降低生产成本，显著改善生产环境。

进一步的，所述膨化剂包括以下重量份原料制备而成：十八胺60份及醋酸40份。

由上述描述可知，适量的十八胺对硝酸铵进行改性处理，能提高炸药的分散度，改善炸药爆炸性能。

进一步的，步骤2的具体操作为：将步骤1所得的溶液在-0.055～-0.092MPa的压力条件下进行均匀喷洒连续膨化结晶9～13min，然后将膨化结晶后的物料粉碎至粒径小于0.85mm，制得粉末。

由上述描述可知，采用上述条件制备得到的膨化硝铵具有颗粒度小、易破碎、密度大的特点。

进一步的，步骤3的具体操作为：向步骤2所得粉末中加入柴油和木粉进行混匀，然后将混匀所得物料自然冷却至42℃以下，再用20目筛网进行筛分，最后对能过20目筛网的物料进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药，其中柴油、木粉与液态的硝酸铵的重量比为0.1～0.5∶3～5∶99.0～99.5。

由上述描述可知，将各混合组分充分混匀再过筛网筛分，有利于防止粉料结块，同时，有利于炸药在后期爆破过程能更充分燃烧，减小有毒有害气体的产生。

本发明还提供一种膨化硝铵的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向液态的硝酸铵中加入尿素和膨化剂进行溶解，控制溶解的温度为120～135℃，制得溶液，其中，液态的硝酸铵、尿素与膨化剂的重量比为：99.0～99.5∶0.5～1.0∶0.1～0.2，所述膨化剂包括十八胺和醋酸，所述十八胺和醋酸的重量比为60∶40；

步骤2：将步骤1所得的溶液在-0.055～-0.092MPa的压力条件下进行均匀喷洒连续膨化结晶9～13min，然后将膨化结晶后的物料粉碎至粒径小于0.85mm，制得粉末；

步骤3：向步骤2所得粉末中加入柴油和木粉进行混匀，然后将混匀所得物料自然冷却至42℃以下，再用20目筛网进行筛分，最后对能过20目筛网的物料进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药，其中柴油、木粉与液态的硝酸铵的重量比为0.1～0.5∶3～5∶99.0～99.5。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：(1)将尿素替代硝酸钠作为膨化炸药的氧化剂，相比传统的硝酸钠氧化剂，由于尿素与尿素分子之间会形成缩脲，能将炸药组分包裹得更加紧密，因此所制得的炸药的密度更大，炸药的爆速更大；(2)炸药密度的提高有利于降低炸药生产过程中的劳动强度、有利于发展自动化生产及生产定员安全管理；(3)与传统的硝酸钠氧化剂相比，本发明将尿素作为氧化剂，由于没有金属钠元素，尿素在炸药爆炸的过程中，元素完全转化气体做功能力增强，因此爆速与爆炸威力也提高，爆炸性能与传爆性能更佳；(4)由于尿素只有碳、氮、氧、氢四种元素，在炸药爆破过程中，尿素比硝酸钠燃烧更充分，因此，爆破时产生的有毒有害气体量降低；(5)将常作为化肥的尿素替代硝酸钠作为炸药的氧化剂，有利于降低生产成本；(6)本发明的生产方法简单、安全性更高，采用上述生产制备而成的炸药，装药密度大、爆速高且传爆性能佳。

实施例1

一种膨化硝铵的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向99.0kg液态的硝酸铵中加入0.5kg尿素和0.1kg份膨化剂进行溶解，控制溶解的温度为120℃，制得溶液，其中膨化剂包括十八胺和醋酸，所述十八胺和醋酸的重量比为60∶40；

步骤2：将步骤1所得的溶液在-0.065MPa的压力条件下进行均匀喷洒连续膨化结晶9min，然后将膨化结晶后的物料粉碎至粒径小于0.85mm，制得粉末；

步骤3：向步骤2所得粉末中加入0.1kg柴油和3kg木粉进行混匀，然后将混匀所得物料自然冷却至42℃以下，再用20目筛网进行筛分，最后对能过20目筛网的物料进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药。

实施例2

一种膨化硝铵的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向99.5kg液态的硝酸铵中加入1.0kg尿素和0.2kg膨化剂进行溶解，控制溶解的温度为135℃，制得溶液，其中膨化剂包括十八胺和醋酸，所述十八胺和醋酸的重量比为60∶40；

步骤2：将步骤1所得的溶液在-0.090MPa的压力条件下进行均匀喷洒连续膨化结晶13min，然后将膨化结晶后的物料粉碎至粒径小于0.85mm，制得粉末；

步骤3：向步骤2所得粉末中加入0.5kg柴油和5kg木粉进行混匀，然后将混匀所得物料自然冷却至42℃以下，再用20目筛网进行筛分，最后对能过20目筛网的物料进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药。

实施例3

一种膨化硝铵的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向99.25kg重量份液态的硝酸铵中加入0.75kg尿素和0.15kg膨化剂进行溶解，控制溶解的温度为128℃，制得溶液，其中膨化剂包括十八胺和醋酸，所述十八胺和醋酸的重量比为60∶40；

步骤2：将步骤1所得的溶液在-0.080MPa的压力条件下进行均匀喷洒连续膨化结晶11min，然后将膨化结晶后的物料粉碎至粒径小于0.85mm，制得粉末；

步骤3：向步骤2所得粉末中加入0.3kg柴油和4kg木粉进行混匀，然后将混匀所得物料自然冷却至42℃以下，再用20目筛网进行筛分，最后对能过20目筛网的物料进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药。

实施例4

对实施例1～3所得到的膨化硝铵炸药及对比例(市售现有的膨化硝铵炸药)的性能进行测定，密度测定采用体积法，爆速测试采用探针法，殉爆距离采用沙坑法，有毒气体含量测试采用体积法。测试结果如表1所示。

表1实施例1～3所得到的膨化硝铵炸药与对比例的性能测试结果

测试项目	对比例	实施例1	实施例2	实施例3
					密度g/cm3	0.90～0.95	0.95	0.98	0.96
爆速m/s	3200～3300	3400	3650	3520
					殉爆距离cm	3～4	4	6	7
有毒气体含量L/kg	55	45	40	43

综上所述，本发明提供的膨化硝铵炸药及其制备方法，通过将尿素替代硝酸钠作为膨化炸药的氧化剂，相比传统的硝酸钠氧化剂，由于尿素与尿素分子之间会形成缩脲，能将炸药组分包裹得更加紧密，因此所制得的炸药的密度更大，炸药的爆速更大；炸药密度的提高有利于降低炸药生产过程中的劳动强度、有利于发展自动化生产及生产定员安全管理；与传统的硝酸钠氧化剂相比，本发明将尿素作为氧化剂，由于没有金属钠元素，尿素在炸药爆炸的过程中，元素完全转化气体做功能力增强，因此爆速与爆炸威力也提高，爆炸性能与传爆性能更佳；由于尿素只有碳、氮、氧、氢四种元素，在炸药爆破过程中，尿素比硝酸钠燃烧更充分，因此，爆破时产生的有毒有害气体量降低；将常作为化肥的尿素替代硝酸钠作为炸药的氧化剂，有利于降低生产成本；本发明的生产方法简单、安全性更高，采用上述生产制备而成的炸药，装药密度大、爆速高且传爆性能佳。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种膨化硝铵炸药，其特征在于，包括以下重量份原料制备而成：硝酸铵99.0～99.5份、尿素0.5～1.0份、柴油0.1～0.5份、膨化剂0.1～0.2份及木粉3.0～5.0份。

2.根据权利要求1所述的膨化硝铵炸药，其特征在于，所述膨化剂包括以下重量份原料制备而成：十八胺60份及醋酸40份。

3.一种膨化硝铵炸药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：向液态的硝酸铵中加入尿素和膨化剂进行溶解，控制溶解的温度为120～135℃，制得溶液，其中，液态的硝酸铵、尿素与膨化剂的重量比为：99.0～99.5∶0.5～1.0∶0.1～0.2；

步骤2：将步骤1所得的溶液进行膨化结晶，然后进行粉碎，制得粉末；

步骤3：向步骤2所得粉末中加入柴油和木粉进行混匀，然后冷却与筛分，最后进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药，其中柴油、木粉与液态的硝酸铵的重量比为0.1～0.5∶3～5∶99.0～99.5。

4.根据权利要求3所述膨化硝铵炸药的制备方法，其特征在于，所述液态的硝酸铵的质量浓度为91.0～92.0％，所述液态的硝酸铵的pH为6.0～7.0。

5.根据权利要求3所述膨化硝铵炸药的制备方法，其特征在于，所述膨化剂包括包括以下重量份原料制备而成：十八胺60份及醋酸40份。

6.根据权利要求3所述膨化硝铵炸药的制备方法，其特征在于，步骤2的具体操作为：将步骤1所得的溶液在-0.055～-0.092MPa的压力条件下进行均匀喷洒连续膨化结晶9～13min，然后将膨化结晶后的物料粉碎至粒径小于0.85mm，制得粉末。

7.根据权利要求3所述膨化硝铵炸药的制备方法，其特征在于，步骤3的具体操作为：向步骤2所得粉末中加入柴油和木粉进行混匀，然后将混匀所得物料自然冷却至42℃以下，再用20目筛网进行筛分，最后对能过20目筛网的物料进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药，其中柴油、木粉与液态的硝酸铵的重量比为0.1～0.5∶3～5∶99.0～99.5。

8.一种膨化硝铵炸药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：向液态的硝酸铵中加入尿素和膨化剂进行溶解，控制溶解的温度为120～135℃，制得溶液，其中，液态的硝酸铵、尿素与膨化剂的重量比为：99.0～99.5∶0.5～1.0∶0.1～0.2，膨化剂包括十八胺和醋酸，所述十八胺和醋酸的重量比为60∶40；

步骤2：将步骤1所得的溶液在-0.055～-0.092MPa的压力条件下进行均匀喷洒连续膨化结晶9～13min，然后将膨化结晶后的物料粉碎至粒径小于0.85mm，制得粉末；

步骤3：向步骤2所得粉末中加入柴油和木粉进行混匀，然后将混匀所得物料自然冷却至42℃以下，再用20目筛网进行筛分，最后对能过20目筛网的物料进行装药与包装，制得膨化硝铵炸药，其中柴油、木粉与液态的硝酸铵的重量比为0.1～0.5∶3～5∶99.0～99.5。