CN106946636A - 一种乳化粒状铵油炸药及其连续化生产工艺 - Google Patents

一种乳化粒状铵油炸药及其连续化生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺，制备过程如下：(1)涂覆剂的连续化制备；(2)自动掺合；(3)连续化涂覆与混合；(4)自动包装、入库。本发明的有益效果是：本发明的配方组分简单，原料来源广泛，生产成本低廉，在乳化粒状铵油炸药连续化生产过程中，开发适应乳化粒状铵油炸药的专用乳胶配方及工艺，成果所解决的关键技术：集成开发国内效率高、自动化程度高、本质安全性能好的先进设备及相配套的系统,实际在于解决柴油喷淋系统与多孔硝酸铵加料系统以及乳胶基质自动加料系统等三部分的无缝隙揉合，避免了其中某一物料滞后加入等不均匀现象。

Description

一种乳化粒状铵油炸药及其连续化生产工艺
技术领域
本发明涉及一种炸药生产工艺，具体为一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺，属于炸药应用技术领域。
背景技术
爆破矿岩的各种炸药，要求安全性好、威力高、材料来源广、成本低、加工工艺简单、便于机械化装药，还要求爆炸生成的有害气体符合国家标准。采矿工业广泛应用硝铵类炸药。按使用条件分为:普通矿用炸药和煤矿安全炸药。前者适用于露天矿和无瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井。其中有的炸药品种只能用于露天矿。后者含有一定量的消焰剂，适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井。进行爆破作业时，必须严格按照矿井瓦斯涌出量等级和其他开采条件，选择炸药品种。
目前矿用炸药存在很多不足之处，如传统的矿用炸药生产成本高，在生产过程中工艺复杂，一般都为间断式生产，很难控制操作过程；且工人劳动强度大，现场操作人员多，不能满足行业定员定量的要求。而且原有产品抗水性能差，一些炸药在遇水情况下容易造成炸药拒爆，并且目前的炸药内部容易经常出现结块，造成爆轰不稳定，易造成燃爆或残爆，增加了煤矿在开采过程中引燃瓦斯、煤尘的危险性。因此，针对上述问题提出一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺，由乳胶体、多孔粒状铵油和抑制剂组成，按质量百分比计为：
乳胶体包括：
硝酸铵：8～16；
硝酸钠：1～5；
尿素：0.2～0.5；
水：1.5～3.5；
SP-80：0.2～2；
复合蜡：0.3～3；
多孔粒状铵油包括：
多孔粒状硝酸铵：65～90；
燃料油：3～5；
抑制剂包括：
双氰胺：0～3；
硼砂：0～2；
消焰剂包括：
食盐：0～1；
大理石粉：0.5～1.5；
优选的，所述硝酸铵为多孔粒状。
一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺，所述工艺包括如下步骤：
(1)涂覆剂的连续化制备：
a、水相溶液的制备：按配方量将经计量后的硝酸铵、原料水等送入水相溶化罐，其它原料通过螺旋送料系统送入水相溶化罐，制备成水相溶液；
b、油相的制备：按配比量将复合蜡和乳化剂在油相制备罐熔化并混合均匀，完成油相的制备；
将步骤b中的油相溶液和步骤a中的水相溶液经计量后按比例泵送入到高速搅拌的乳化器中，连续制备成乳胶体；
(2)自动掺合：通过系统将多孔粒状硝酸铵在螺旋混合机中与柴油均匀混掺，形成多孔粒状铵油物料；
(3)连续化涂覆与混合：通过系统将一定量步骤(1)制成的涂覆剂与步骤(2)制成的多孔粒状铵油物料进行连续化均匀涂覆后，然后再加入化学抑制剂、消焰剂进行炸药的最终混制，制成乳化粒状铵油炸药散装品；
(4)自动包装、入库：将步骤(3)制备好的炸药散装品采用内衬薄膜的编织袋自动包装，每袋以15～25kg进行包装入库。
所述多孔粒状硝酸铵的制备过程如下：将含水率4～6％的硝酸铵熔融液在造粒塔造粒，成粒后再进一步被干燥，使含水率小于0.4％，从而得到多孔粒状硝酸铵。
优选的，所述多孔粒状硝酸铵的制备过程中，在母液中加入表面活性剂。
优选的，步骤(1)b中油相的制备过程中，复合蜡和乳化剂HLB值匹配，所述乳化剂占涂覆剂总量的1.0～2.0％。
本发明的有益效果是：
1、本发明的配方组分简单，原料来源广泛，生产成本低廉，连续化生产工艺及生产设备简单，集成开发国内效率高、自动化程度高、本质安全性能好的先进设备及相配套的系统,实际在于解决柴油喷淋系统与多孔硝酸铵加料系统以及乳胶基质自动加料系统等三部分的无缝隙揉合，避免了其中某一物料滞后加入等不均匀现象，实现自动操作控制；适合于井下深孔爆破作业机械化装药；炸药成品性能优良，稳定，抗水性能强，生产、使用安全性能良好，无环境污染；
2、本发明的多孔粒状硝酸铵的制备过程中，在母液中加入表面活性剂，使多孔粒状硝酸铵在干燥过程中，借助水分的挥发和晶型转变时体积的变化使硝酸铵颗粒充满空隙，以达到防潮结块的效果，并且消焰剂提高了安全性，又解决了加盐后降低爆炸和爆轰不稳定的矛盾；
3、乳胶体为油包水型乳化体系，氧化剂水溶液作为分散相，液滴粒径变得很小，分散的细而均匀，通过乳化剂与连续相的可燃烧剂油膜紧密而充分地接触，显然，这种可燃剂以分子形式的紧密接触，有利于爆轰反应的进行，提高了炸药的爆炸威力。同时，在W/O型乳化体系中，憎水的油性材料作为连续相将水溶性氧化剂盐包于其中，这样就防止了外部水的侵入。在乳化粒状铵油炸药中，开发适应乳化粒状铵油炸药的配方的乳胶体作为涂覆剂，均匀涂覆在多孔粒状铵油炸药表面，因而使乳化粒状铵油炸药具有良好的抗水性能，同时实现乳化粒状铵油炸药连续化生产，产品性能稳定，爆速达3200m/s,高于国内类似产品。此外，在这种乳化体系中，氧化剂与可燃剂以分子化学键形式紧密结合，这与单质炸药分子中氧化还原基团结合形式相似，因而在爆炸性能方面也表现出许多与单质炸药颇为相似的特性。
附图说明
图1为本发明整体生产工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
(1)按下述成分(质量百分比)准备原料：
硝酸铵：10；硝酸钠：1；尿素：0.3；水：1.5；SP-80：0.2；复合蜡：0.8；多孔粒状硝酸铵：78；柴油：5；双氰胺：1；硼砂：1.5；食盐：0.7；
(2)涂覆剂的连续化制备：
a、水相溶液的制备：按配方量将经计量后的硝酸铵、原料水等送入水相溶化罐，其它原料通过螺旋送料系统送入水相溶化罐，制备成水相溶液；
b、油相的制备：按配比量将复合蜡和乳化剂在油相制备罐熔化并混合均匀，完成油相的制备；
将步骤b中的油相溶液和步骤a中的水相溶液经计量后按比例泵送入到高速搅拌的乳化器中，连续制备成乳胶体；
(3)自动掺合：通过系统将多孔粒状硝酸铵在螺旋混合机中与柴油均匀混掺，形成多孔粒状铵油物料；
(4)连续化涂覆与混合：通过系统将一定量步骤(1)制成的涂覆剂与步骤(2)制成的多孔粒状铵油物料进行连续化均匀涂覆后，然后再加入化学抑制剂、消焰剂进行炸药的最终混制，制成乳化粒状铵油炸药散装品；
(5)自动包装、入库：将步骤(3)制备好的炸药散装品采用内衬薄膜的编织袋自动包装，每袋以15～25kg进行包装入库。
所述乳化剂占涂覆剂总量的0.2％。
实施例二：
(1)按下述成分(质量百分比)准备原料：
硝酸铵：12；硝酸钠：3；尿素：1；水：3.5；SP-80：1；复合蜡：1.5；多孔粒状硝酸铵：70；柴油：4；硼砂：2；食盐：0.5；大理石粉：1.5。
(2)涂覆剂的连续化制备：
a、水相溶液的制备：按配方量将经计量后的硝酸铵、原料水等送入水相溶化罐，其它原料通过螺旋送料系统送入水相溶化罐，制备成水相溶液；
b、油相的制备：按配比量将复合蜡和乳化剂在油相制备罐熔化并混合均匀，完成油相的制备；
将步骤b中的油相溶液和步骤a中的水相溶液经计量后按比例泵送入到高速搅拌的乳化器中，连续制备成乳胶体；
(3)自动掺合：通过系统将多孔粒状硝酸铵在螺旋混合机中与柴油均匀混掺，形成多孔粒状铵油物料；
(4)连续化涂覆与混合：通过系统将一定量步骤(1)制成的涂覆剂与步骤(2)制成的多孔粒状铵油物料进行连续化均匀涂覆后，然后再加入化学抑制剂、消焰剂进行炸药的最终混制，制成乳化粒状铵油炸药散装品；
(5)自动包装、入库：将步骤(3)制备好的炸药散装品采用内衬薄膜的编织袋自动包装，每袋以15～25kg进行包装入库。
所述乳化剂占涂覆剂总量的1.0％。
实施例三：
(1)按下述成分(质量百分比)准备原料：
硝酸铵：13；硝酸钠：2；尿素：1.5；水：2；SP-80：0.5；复合蜡：2；多孔粒状硝酸铵：71；柴油：4；双氰胺：2；食盐：0.5；大理石粉：1.0；
(2)涂覆剂的连续化制备：
a、水相溶液的制备：按配方量将经计量后的硝酸铵、原料水等送入水相溶化罐，其它原料通过螺旋送料系统送入水相溶化罐，制备成水相溶液；
b、油相的制备：按配比量将复合蜡和乳化剂在油相制备罐熔化并混合均匀，完成油相的制备；
将步骤b中的油相溶液和步骤a中的水相溶液经计量后按比例泵送入到高速搅拌的乳化器中，连续制备成乳胶体；
(3)自动掺合：通过系统将多孔粒状硝酸铵在螺旋混合机中与柴油均匀混掺，形成多孔粒状铵油物料；
(4)连续化涂覆与混合：通过系统将一定量步骤(1)制成的涂覆剂与步骤(2)制成的多孔粒状铵油物料进行连续化均匀涂覆后，然后再加入化学抑制剂、消焰剂进行炸药的最终混制，制成乳化粒状铵油炸药散装品；
(5)自动包装、入库：将步骤(3)制备好的炸药散装品采用内衬薄膜的编织袋自动包装，每袋以15～25kg进行包装入库。
所述乳化剂占涂覆剂总量的0.5％。
实施例一、实施例二、实施例三工艺制造的炸药，炸药成品性能优良，稳定，抗水性能强，生产过程中各关键参数均能实现连续化。产品使用安全性能良好，无环境污染。
成果所解决的关键技术：a)实际在于多孔粒状铵油与乳胶体的无缝隙揉合，避免了其中某一物料滞后加入等不均匀现象。b)开发适应乳化粒状铵油炸药的配方及工艺，实现乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺技术，产品粘度适宜,保质期内爆炸性能稳定。配方组分简单，原料来源广泛，生产成本低廉，爆炸威力随乳胶体含量而增减，具有密度大、体积威力大和抗水性好等优点，连续化生产工艺及生产设备简单，实现自动化操作控制。
在多孔粒状铵油表面均匀自动涂覆，使多孔粒状铵油的颗粒充满空隙，以达到防结块和抗水的效果。加入的化学抑制剂和消焰剂，在用于含硫矿的装药爆破时，因化学抑制剂和消焰剂处于最外层，它能迅速破坏掉促使硝酸铵分解的恶劣环境，这样，乳化粒状铵油炸药表面的涂覆层便能在较好的环境中隔离硝酸铵和硫化矿物的接触，充分保证产品使用中的安全；炸药成品性能优良、稳定，爆速达3200m/s,高于国内类似产品。抗水性能强，生产、使用安全性能良好，无环境污染；适合于井下深孔爆破作业机械化装药(含水炮孔中使用)，尤其适用于井下上向孔风动机械装药。
本发明生产线系统也可由高性能的PLC可编程序控制器控制，采用多传感器信息融合技术控制优化策略，综合运用数据挖掘技术和各种计算机技术，解决机械设备的复杂诊断问题以及构建智能故障诊断系统，数据挖掘技术通过对不可直接测量的设备历史数据学习、训练，发现模式，构造推理机，对新的数据进行推理，发现故障。研究将数据挖掘技术应用于乳化粒状铵油炸药生产线的故障诊断，把现场采集的大量原始数据转化为有价值的知识，有效地预测和诊断故障，对产品质量、生产关键参数进行实时安全监控。
通过对数据挖掘方法的分析、比较，筛选出一个较合适的算法，并对该算法进行研究。根据乳化粒状铵油炸药生产线故障诊断的实际需要，并基于数据挖掘的过程模型，设计故障诊断系统。该系统包括数据采集、数据变换、特征选择、故障诊断、规则或模型知识表示等。采用一种多变量解耦控制策略，并把它应用于乳化粒状铵油炸药物料的控制，全部操作均在控制室通过计算机按其设定好的程序，乳胶基质和抑制剂自动加料，实现自动包装。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种乳化粒状铵油炸药，其特征在于：由乳胶体、多孔粒状铵油、抑制剂和消焰剂组成，按质量百分比计为：
乳胶体：(5～30)包括：
硝酸铵：8～16；
硝酸钠：1～5；
尿素：0.2～0.5；
水：1.5～3.5；
SP-80：0.2～2；
复合蜡：0.3～3；
多孔粒状铵油包括：
多孔粒状硝酸铵：65～90；
燃料油：3～5；
抑制剂包括：
双氰胺：0～3；
硼砂：0～2；
消焰剂包括：
食盐：0～1；
大理石粉：0.5～1.5。
2.根据权利要求1所述的一种乳化粒状铵油炸药，其特征在于：所述硝酸铵为多孔颗粒状。
3.根据权利要求1或2所述的一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺，其特征在于：
所述工艺包括步骤：
(1)涂覆剂的连续化制备：
a、水相溶液的制备：按配方量将经计量后的硝酸铵、原料水等送入水相溶化罐，其它原料通过螺旋送料系统送入水相溶化罐，制备成水相溶液；
b、油相溶液的制备：按配比量将复合蜡和乳化剂在油相制备罐熔化并混合均匀，完成油相的制备；
将步骤b中的油相溶液和步骤a中的水相溶液经计量后按比例泵送入到高速搅拌的乳化器中，连续化制备成乳胶体；
(2)自动掺合：通过系统将多孔粒状硝酸铵在螺旋混合机中与柴油均匀混掺，形成多孔粒状铵油物料；
(3)连续化涂覆与混合：通过系统将一定量步骤(1)制成的涂覆剂与步骤(2)制成的多孔粒状铵油物料进行均匀涂覆后，然后再加入化学抑制剂、消焰剂进行炸药的最终混制，连续化制成乳化粒状铵油炸药散装品；
(4)自动包装、入库：将步骤(3)制备好的炸药散装品采用内衬薄膜的编织袋自动包装，每袋以15～25kg进行包装入库。
4.根据权利要求3所述的一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺，其特征在于：所述多孔粒状硝酸铵的制备过程如下：将含水率4～6％的硝酸铵熔融液在造粒塔造粒，成粒后再进一步被干燥，使含水率小于0.4％，从而得到多孔粒状硝酸铵。
5.根据权利要求4所述的一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺，其特征在于：所述多孔粒状硝酸铵的制备过程中，在母液中加入表面活性剂。
6.根据权利要求3所述的一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺，其特征在于：步骤(1)b中油相的制备过程中，复合蜡和乳化剂HLB值匹配。
7.根据权利要求3所述的一种乳化粒状铵油炸药连续化生产工艺，其特征在于：所述乳化剂占涂覆剂总量的1.0～2.0％。
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Patentee after: Zhejiang Lihua civil explosive Co.,Ltd.

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Patentee before: ZHEJIANG LIMIN CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.

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Denomination of invention: A Kind of Emulsified Granular Ammonium Oil Explosive and Its Continuous Production Process

Effective date of registration: 20230914

Granted publication date: 20181019

Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Suichang branch

Pledgor: Zhejiang Lihua civil explosive Co.,Ltd.

Registration number: Y2023330002034