CN108507898A - 一种利用原料的饱和吸油率测定铵油炸药组分比例的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种饱和吸油率测定铵油炸药组分比例的方法，包括：1)取质量为M的多孔硝酸铵颗粒，将其浸泡于柴油中达到饱和状态，而后进行抽滤、称量，得到吸油后的多孔硝酸铵颗粒的质量M₁；多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率φ＝(M₁‑M)/M*100％；2)称质量M₃铵油炸药试样，该铵油炸药试样中所用的多孔硝酸铵颗粒与步骤1)中多孔硝酸铵颗粒为同批次，将铵油炸药试样浸泡于柴油中达到饱和状态，而后进行抽滤、称量，得到吸油后的铵油炸药试样的质量M₄；3)算得：M₂＝{(φ+1)M₃‑M₄}/(φ+1)；铵油炸药试样中柴油的比例w＝M₂/M₃*100％。本发明提供了一种在短时间内测定铵油炸药组分比例的方法，保证了铵油炸药的质量，提高了炸药的做功能力，保证爆破效果。

Description

一种利用原料的饱和吸油率测定铵油炸药组分比例的方法

技术领域

本发明涉及一种利用原料的饱和吸油率测定铵油炸药组分比例的方法，属于爆炸技术与器材的技术领域。

背景技术

目前来讲，煤炭仍然是工业能源的主体，其开采工艺不尽相同。利用炸药爆炸放出的能量来实现爆破，是采煤工艺中不可缺少的环节。提高爆炸做功能力，增加安全性和降低生产成本是工业炸药不断改进、不断发展的主要研究方向。铵油炸药具有成本低、原料来源丰富、生产工艺简单、控制灵活、雷管感度低、安全性高等优点。

现场混装铵油炸药的组份由多孔粒状硝酸铵和柴油组成，按照零氧平衡原则多孔粒状硝酸铵94.5％、柴油5.5％。但实际生产中，受机械等很多不确定因素影响，铵油炸药现场混装车计量存在误差，各组份比例不准确，炸药生产设备均须定期校验，所制造的铵油炸药很难保证零氧平衡，爆破现场冒黄烟，说明柴油偏小，造成多孔硝酸铵的燃烧。柴油偏大，现场冒出蓝烟，造成柴油的不完全燃烧。这些现象都不能保证铵油炸药的做功能力达到最大，而且造成严重的污染环境。目前，只能利用现场取样，理化实验室利用甲苯冲洗试样的方法分析得出结果反馈来指导生产。而等实验室结果出来时，同一批炸药生产早已结束。只能对下一批次生产起到反馈和指导作用，不能及时指导生产。有时铵油炸药会出现无油的情况，造成盲炮，不仅没有起到爆炸做功的作用，而且后期盲炮处置起来十分危险。直接经济损失达4200元/吨；同时，也隐藏着很大的不安全因素。如何在最短时间确定炸药配比，以便及时调整，产出合格的炸药，保证爆破效果是长期以来人们对铵油炸药研究的方向。因此，提出快速确定铵油炸药配比的方法尤为迫切。

发明内容

本发明提供了一种利用原料的饱和吸油率测定铵油炸药组分比例的方法。

为了实现本发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种利用原料的饱和吸油率测定铵油炸药组分比例的方法，包括以下步骤：

1)多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率测定：

取质量为M的多孔硝酸铵颗粒，将其浸泡于柴油中达到饱和状态，而后进行抽滤、称量，得到吸油后的多孔硝酸铵颗粒的质量为M₁；按照如下式(Ⅰ)得到所述多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率：

饱和吸油率(％)φ＝(M₁-M)/M*100％(Ⅰ)

2)铵油炸药试样的再吸油处理：

称质量为M₃铵油炸药试样，该铵油炸药试样中所用的多孔硝酸铵颗粒与步骤1)中的多孔硝酸铵颗粒为同批次，将所述铵油炸药试样浸泡于柴油中达到饱和状态，而后进行抽滤、称量，得到吸油后的铵油炸药试样的质量为M₄；

3)铵油炸药试样中柴油的质量M₂，根据如下式(Ⅱ)算得：

M₂＝{(φ+1)M₃-M₄}/(φ+1)

铵油炸药试样中柴油的比例w＝M₂/M₃*100％。

多孔硝酸铵颗粒具有很强的吸油性，现场混装铵油炸药的组份由多孔粒状硝酸铵颗粒和柴油组成。按零氧平衡原则多孔粒状硝酸铵94.5％、柴油5.5％。按此原则比例，如果铵油炸药中的多孔硝酸铵颗粒的吸油率并没有达到饱和，再将铵油炸药放入充足的柴油里仍会吸取更多的柴油，以达到饱和。本发明利用了多孔硝酸铵颗粒具有强吸油率且同一厂家生产的同一批硝酸铵颗粒的饱和吸油率相同的这一特性，通过吸油差值来算出铵油炸药中柴油的比例。

本发明的测定过程分为两部分：第一部分为多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率测定，即测定同批硝酸铵颗粒的饱和吸油率；第二部分为铵油炸药试样的再吸油处理，利用铵油炸药试样的再吸油实验，让现场所取的铵油炸药试样充分吸油，也让其吸油率达到饱和，同时假设炸药试样中柴油为未知数，利用同一批硝酸铵饱和吸油率相同，得到铵油炸药中硝酸铵和柴油的比例。

当测得铵油炸药中柴油组分所占比例大于5.5±0.5％时，则通知在现场的炸药生产操作工适当调小柴油的流量；当测得铵油炸药中柴油组分所占比例小于5.5±0.5％时，通知现场炸药生产操作工要适当调大柴油流量。

优选的，在步骤1)和2)中，试样浸泡在柴油中的时间为10-20分钟，使得多孔硝酸铵颗粒能够在柴油中浸泡达到饱和状态。

优选的，在步骤1)和2)中，抽滤过程在真空度大于2.7×10⁴Pa的条件下抽滤10-15分钟。

优选的，步骤1)中所述多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率≥6％；进一步优选的，步骤1)中所述多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率为8％-15％。

优选的，步骤1)中所述多孔硝酸铵颗粒的含水量≤0.3％。多孔硝酸铵颗粒的含水量对铵油炸药的性能具有一定的影响，当其含水量≤0.3％时生产得到的铵油炸药性质稳定，如果水分含量再大，生产出来的铵油炸药由于潮湿而发生质变，从而不易发生爆炸。

采用上述的技术方案，具有如下的技术效果：

本发明利用原料测定铵油炸药组分比例的时间较快，可以在较短时间内确定铵油炸药试样中的配比，更好的指导生产；同时，测定过程不使用化学试剂，对人体无害，经济环保。本发明的测定方法保证了铵油炸药的质量，提高了炸药的做功能力，保证爆破效果，经济效益显著。

本发明的技术方案是经过对多孔硝酸铵性质的充分了解和大量的实验完成的，与传统的利用甲苯将试样中的柴油与多孔硝酸铵颗粒分离实验结果误差在0.5％之内。本发明的方法简单易操作，同时又能够及时指导生产。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容。

1)下述各例中采用以下方法检测：

铵油炸药试样的饱和状态的测试

称取一定量的多孔粒状硝酸铵5份，分别置于清洁干燥的150ml烧杯中，分别放在充足的柴油中浸泡，分别在不同的时间段(1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、20分钟)取出多孔硝酸铵颗粒，将试样转移到玻璃坩埚式滤器内，在真空度大于2.7×10⁴Pa条件下，进行抽滤10min，直至分别无油滴下为止；最后，称取各时间段多孔料状硝酸铵的质量。结果发现浸泡10分钟和20分钟多孔硝酸铵质量相等，而浸泡5分钟的多孔硝酸铵质量少于浸泡10分钟及20分钟的质量，多于浸泡1分钟和2分钟的多孔硝酸铵。因此，认为把硝酸铵浸泡在充足的柴油15分钟，达到了饱和的状态。

2)下述各例中仪器设备及原料来源信息：

(1)多孔硝酸铵颗粒：山西天脊化工集团股份有限公司，纯度含量(干基)≧99.5％，吸油率≥8％；

(2)柴油：普通0#柴油或-35#柴油。

实施例1

1)多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率测定：

取多孔硝酸铵颗粒称重为20.0g，置于清洁干燥的150ml烧杯中，加入充足的柴油浸泡15min后，将试样转移到玻璃坩埚式滤器内，在真空度大于2.7×10⁴Pa条件下，进行抽滤10min，直至无油滴下为止。抽滤后的试样转移到清洁干燥、已知质量的烧杯中称量(精确至0.1g)，得到充分吸油后的多孔硝酸铵颗粒21.8g；

饱和吸油率(％)φ＝(21.8-20)/20*100％＝9％ (Ⅰ)

2)铵油炸药试样的再吸油处理：

取与步骤1)采用相同批次的多孔硝酸铵颗粒制备的铵油炸药试样20.0g浸泡于柴油中达到饱和状态，按上面实验步骤，抽滤后的试样转移到清洁干燥、已知质量的烧杯中称量，得到铵油炸药试样吸油后质量20.62g。

饱和吸油率(％)φ＝(M₂+M₄-M₃)/(M₃-M₂)*100％ (Ⅱ)

M₂：铵油炸药试样中柴油的质量；

M₃：铵油炸药试样的质量；

利用同批次的多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率相等，得到：

φ＝(M₂+M₄-M₃)/(M₃-M₂)*100％＝(M₁-M)/M*100％

则，M₂＝{(φ+1)M₃-M₄}/(φ+1)；

代入数据9.0％＝(M₂+20.62-20.0)/(M₃-20.0)*100％

得到，M₂＝1.08g

3)由上述步骤计算出炸药试样中柴油的质量M₂为1.08g，利用同一批硝酸铵饱和吸油率相同得到：

w＝M₂/M₃*100％＝1.08÷20.0×100％＝5.4％

实施例2：

1)多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率测定：

取多孔硝酸铵颗粒称重为20.0g，置于清洁干燥的150ml烧杯中，加入充足的柴油浸泡15min后，将试样转移到玻璃坩埚式滤器内，在真空度大于2.7×10⁴Pa条件下，进行抽滤10min，直至无油滴下为止。抽滤后的试样转移到清洁干燥、已知质量的烧杯中称量(精确至0.1g)，得到充分吸油后的多孔硝酸铵颗粒21.9g；

饱和吸油率(％)φ＝(21.9-20.0)/20.0×100％＝9.5％ (Ⅰ)

2)铵油炸药试样的再吸油处理：

取与步骤1)采用相同批次的多孔硝为酸铵颗粒制备的铵油炸药试样20.0g浸泡于柴油中达到饱和状态，按上面实验步骤，抽滤后的试样转移到清洁干燥、已知质量的烧杯中称量，得到铵油炸药试样吸油后质量M₄为20.70g。

饱和吸油率(％)φ％＝(M₂+M₄-M₃)/(M₃-M₂)*100％ (Ⅱ)

M₂：铵油炸药试样中柴油的质量；

M₃：铵油炸药试样的质量；

利用同批次的多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率相等，得到：

φ＝(M₂+M₄-M₃)/(M₃-M₂)*100％＝(M₁-M)/M*100％

则，M₂＝{(φ+1)M₃-M₄}/(φ+1)；

代入数值9.5％＝(M₂+20.70-20.0)/(20.0-M₂)*100％

得到，M₂＝1.1g

3)由上述步骤计算出炸药试样中柴油的质量M₂为1.1g，利用同一批硝酸铵饱和吸油率相同得到：

w＝M₂/M₃×100％＝1.1÷20.0×100％＝5.5％

实施例3：

1)多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率测定：

取多孔硝酸铵颗粒称重为20.0g，置于清洁干燥的150ml烧杯中，加入充足的柴油浸泡15min后，将试样转移到玻璃坩埚式滤器内，在真空度大于2.7×10⁴Pa条件下，进行抽滤10min，直至无油滴下为止。抽滤后的试样转移到清洁干燥、已知质量的烧杯中称量(精确至0.1g)，得到充分吸油后的多孔硝酸铵颗粒22.0g；

饱和吸油率(％)φ＝(22.0-20.0)/20.0×100％＝10.0％ (Ⅰ)

2)铵油炸药试样的再吸油处理：

取与步骤1)采用相同批次的多孔硝酸铵颗粒制备的、已知柴油含量为5.5％的铵油炸药试样20.0g浸泡于柴油中达到饱和状态，按上面实验步骤，抽滤后的试样转移到清洁干燥、已知质量的烧杯中称量，得到铵油炸药试样吸油后质量为20.72g。

饱和吸油率(％)φ％＝(M₂+M₄-M₃)/(M₃-M₂)*100％ (Ⅱ)

M₂：铵油炸药试样中柴油的质量；

M₃：铵油炸药试样的质量20.0g

利用同批次的多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率相等，得到：

φ＝(M₂+M₄-M₃)/(M₃-M₂)*100％＝(M₁-M)/M*100％

则，M₂＝{(φ+1)M₃-M₄}/(φ+1)；

代入数值10.0％＝(M₂+20.72-20.0)/(20.0-M₂)*100％

得到，M₂＝1.16g

3)由上述步骤计算出炸药试样中柴油的质量M₂为1.16g，利用同一批硝酸铵饱和吸油率相同得到：

w＝M₂/M₃×100％＝1.16÷20.0×100％＝5.8％

对比例

本对比例采用与实施例3相同的铵油炸药试样进行其组分比例测定

1)水分测定方法

称取约50g铵油炸药试样，精确至0.01g，装入圆底烧瓶中；加入300mL用无水氯化钙脱水后的甲苯，连结水分接受器和冷，通冷却水，油浴中加热圆底烧瓶至瓶内液体沸腾，使甲苯不断回流，直至水分接受器中水的体积不再增加时，停止蒸馏。待水分接受器冷却到室温，管内液体清晰分层后，记录水分接受器中水的体积(读准至最小刻度值)。

水分的含量按下式计算：

式中：ω₁——试样中水分的质量分数，％；

ρ——水的密度,以1g/cm³计；

V——水分接受器中水的体积；

m——试样质量，g；

代入数据后，得到水分含量为ω₁＝1×0.14÷50×100％＝0.28％

2)柴油组分测定方法

用3号或4号杯称取铵油炸药试样5-10g，精确至0.0002g；然后，用热甲苯冲洗铵油炸药试样，每次用量3-5mL直至柴油洗净为止，通过带有残渣的滤杯置于95-105℃烘箱中干燥1h，取出放入干燥器内冷却30min后称量。

柴油的含量按下式计算：

式中:ω₂——试样中柴油的质量分数，％；

m₁——用甲苯处理前试样和滤杯的总质量，g；

m₂——用甲苯处理后烘干的残渣和滤杯的总质量，g；

m——铵油炸药试样质量，g；

ω₁——试样中水分的质量分数，％

具体数据如下：m₁＝56.6914g，m₂＝53.7592g，m＝50g，代入数据后，ω₂＝(56.6914－53.7592－50×0.0028)÷[50×(1－0.0028)]＝5.7％。

实施例1-3及对比例1的测定结果、参数对比见表1：

表1

从上表1中的数据可知，利用本发明提供的测定铵油炸药组分比例的方法与现有方法的结果均在5.5％±0.5％的误差范围内，并且利用本发明测定组分含量可以在较短时间内确定铵油炸药试样中的配比，更好地指导生产，保证了铵油炸药的质量，提高了炸药的做功能力，也保证了爆破效果。

Claims (6)

1.一种利用原料的饱和吸油率测定铵油炸药组分比例的方法，其特征在于：包括以下步骤，

1)多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率测定：

取质量为M的多孔硝酸铵颗粒，将其浸泡于柴油中达到饱和状态，而后进行抽滤、称量，得到吸油后的多孔硝酸铵颗粒的质量为M₁；按照如下式(Ⅰ)得到所述多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率：

饱和吸油率(％)φ＝(M₁-M)/M*100％ (Ⅰ)

2)铵油炸药试样的再吸油处理：

称质量为M₃铵油炸药试样，该铵油炸药试样中所用的多孔硝酸铵颗粒与步骤1)中的多孔硝酸铵颗粒为同批次，将所述铵油炸药试样浸泡于柴油中达到饱和状态，而后进行抽滤、称量，得到吸油后的铵油炸药试样的质量为M₄；

3)铵油炸药试样中柴油的质量M₂，根据如下式(Ⅱ)算得：

M₂＝{(φ+1)M₃-M₄}/(φ+1) (Ⅱ)

铵油炸药试样中柴油的比例w＝M₂/M₃*100％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤1)和2)中，多孔硝酸铵颗粒和铵油炸药试样浸泡在柴油中的时间均为10-20分钟。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在步骤1)和2)中，抽滤过程在真空度大于2.7×10⁴Pa的条件下抽滤10-15分钟。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率≥6％。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述多孔硝酸铵颗粒的饱和吸油率为8％-15％。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述多孔硝酸铵颗粒的含水量≤0.3％。