CN110437020B - 适用于远程配送的露天矿乳胶基质及用其制作的乳化炸药 - Google Patents

Abstract

适用于远程配送的露天矿乳胶基质及用其制作的乳化炸药。本发明公开了一种适用于远程配送的露天矿乳胶基质，其由W组分和O组分按照重量比为93～95:5～7混合制得；其中，W组分包括以下重量份数的原料：77～85份的硝酸铵，14～25份的水，0.05～0.3份的添加剂；所述添加剂为硫氰酸钠；O组分包括以下重量份数的原料：70～85份的柴油或矿物油和15～30份的乳化剂。本发明提供的乳胶基质可多次泵送并经过长距离的运输而不析晶破乳，采用集中生产、远程配送乳胶基质的模式，可减少乳化炸药基质生产场点，降低炸药生产成本，提高生产效率。

Description

适用于远程配送的露天矿乳胶基质及用其制作的乳化炸药

技术领域

本发明涉及民用炸药生产技术领域。更具体地说，本发明涉及一种适用于远程配送的露天矿乳胶基质及用其制作的乳化炸药。

背景技术

乳胶基质是现场混装乳化炸药的半成品，是通过乳化剂的作用，将以硝酸铵、硝酸钠为主的氧化剂水溶液微滴均匀分布在油相连续介质中；乳胶基质通过现场混装炸药车与敏化剂混合，再泵入炮孔中，敏化发泡20～30min后形成具有雷管感度或无雷管感度的炸药。

一般的乳胶基质的抗颠簸性差，储存寿命也短，通常一个矿山需要配设一个地面站的模式，存在投资成本高等问题；适用于远程配送的乳胶基质应用可以采用“一站生产，多点配送”的作业模式，通过特制槽罐车运送到上千公里范围内的矿山，泵入混装车实现装药应用。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种适用于远程配送的露天矿乳胶基质，其可多次泵送并经过长距离的运输而不析晶破乳，采用集中生产、远程配送乳胶基质的模式，可减少零散乳化炸药基质生产点，降低炸药生产成本，提高生产效率。

本发明还有一个目的是提供一种利用适用于远程配送的露天矿乳胶基质制作的乳化炸药，本发明提高了硝酸铵的添加比例，增强了乳化炸药的爆轰能量。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种适用于远程配送的露天矿乳胶基质，其由W组分和O组分按照重量比为93～95:5～7混合制得；

其中，W组分包括以下重量份数的原料：77～85份的硝酸铵，14～25份的水，0.05～0.3份的添加剂；所述添加剂为硫氰酸钠；

O组分包括以下重量份数的原料：70～85份的柴油或矿物油和15～30份的乳化剂。

优选的是，所述的适用于远程配送的露天矿乳胶基质，所述乳化剂为路博润-2820或成都键能EX-9126。

本发明还提供一种利用所述的适用于远程配送的露天矿乳胶基质制作的乳化炸药，其特征在于，其包括重量比为1:0.01～0.9％的所述乳胶基质和S组分；

S组分包括40～80重量份的催化剂和20～60重量份的敏化剂。

优选的是，所述的乳化炸药，所述催化剂为质量浓度30～60％的乙酸或磷酸水溶液。

优选的是，所述的乳化炸药，所述敏化剂为质量浓度20～30％的亚硝酸钠水溶液。

优选的是，所述的乳化炸药，其制备方法包括以下步骤：

步骤一、W组分的制备：取14～25份的水加热至85～90℃，向水中依次加入77～85份的硝酸铵和0.05％～0.3份的硫氰酸钠；搅拌溶解，得W组分，保持W组分的析晶点为65～70℃备用；

步骤二、O组分的制备：将70～85份的柴油或矿物油和15～30份的乳化剂混合并搅拌均匀，得O组分，控制O组分的温度为35～50℃备用；

步骤三、乳胶基质的制备：将W组分及O组分按重量比为93～95:5～7同时泵入乳化器内，形成乳胶基质；根据乳胶基质的粘度调节乳化器转速；

步骤四、乳化炸药的制备：将乳胶基质和S组分分别泵送至混装车中的不同功能的箱体内，然后将乳胶基质与S组分同时泵入炮孔内，混合敏化20～30min后形成乳化炸药。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明提供的乳化基质的稳定性高，经多次泵送及长距离运输后静态储存期大于6个月；且可在常温敏化，配送至矿山的乳胶基质可在常温或低温条件下敏化为乳化炸药；利用本发明提供的乳胶基质制作的乳化炸药提高了硝酸铵的添加比例，进而提高了炸药的爆轰能量。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的乳化炸药制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

本发明提供一种适用于远程配送的露天矿乳胶基质，其由W组分和O组分按照重量比为93～95:5～7混合制得；

其中，W组分包括以下重量份数的原料：77～85份的硝酸铵，14～25份的水，0.05％～0.3份的添加剂；所述添加剂为硫氰酸钠；

O组分包括以下重量份数的原料：70～85份的柴油或矿物油和15～30份的乳化剂。

在另一种技术方案中，所述的适用于远程配送的露天矿乳胶基质，所述乳化剂为路博润-2820或成都键能EX-9126。

本发明提供一种利用所述的适用于远程配送的露天矿乳胶基质制作的乳化炸药，其包括重量比为1:0.01～0.9％的所述乳胶基质和S组分；

S组分包括40～80重量份的催化剂和20～60重量份的敏化剂。

在另一种技术方案中，所述的乳化炸药，所述催化剂为质量浓度30～60％的乙酸或磷酸水溶液。

在另一种技术方案中，所述的乳化炸药，所述敏化剂为质量浓度20～30％的亚硝酸钠水溶液。

在另一种技术方案中，所述的乳化炸药，其制备方法包括以下步骤：

步骤一、W组分的制备：取14～25份的水加热至85～90℃，向水中依次加入77～85份的硝酸铵和0.05～0.3份的硫氰酸钠；搅拌溶解，得W组分，保持W组分的析晶点为65～70℃备用；

步骤二、O组分的制备：将70～85份的柴油或矿物油和15～30份的乳化剂混合并搅拌均匀，得O组分，控制O组分的温度为35～50℃备用；

步骤三、乳胶基质的制备：将W组分及O组分按重量比为93～95:5～7同时泵入乳化器内，形成乳胶基质；根据乳胶基质的粘度调节乳化器转速；

步骤四、乳化炸药的制备：将乳胶基质和S组分分别泵送至混装车中的不同功能的箱体内，然后将乳胶基质与S组分同时泵入炮孔内，混合敏化20～30min后形成乳化炸药。

<实施例1>

如图1所示，一种乳化炸药的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一、W组分的制备：取14份的水加热至85℃，向水中依次加入77份的硝酸铵和0.05份的硫氰酸钠；搅拌溶解，得W组分，保持W组分的析晶点为65备用；其中，硫氰酸钠先用水溶解后再加入至热水中；

步骤二、O组分的制备：将70份的柴油和15份的路博润-2820混合并搅拌均匀，得O组分，控制O组分的温度为35℃备用；

步骤三、乳胶基质的制备：将W组分及O组分按重量比为93:5同时泵入乳化器内，形成乳胶基质；根据乳胶基质的粘度调节乳化器转速；

步骤四、乳化炸药的制备：将乳胶基质和S组分分别泵送至混装车中的不同功能的箱体内，然后将不同箱体内的乳胶基质与S组分同时泵入炮孔内，敏化20min后形成乳化炸药。其中，S组分包括40重量份的质量浓度30％的磷酸水溶液和20重量份的质量浓度20％的亚硝酸钠水溶液。

实际应用中，步骤三得到的乳胶基质经过冷却系统冷却后泵入基质储罐内，如炮区距离较远，还可将乳胶基质通过运输车运输至矿山区域的储罐内，随后将乳胶基质从储罐中泵送至现场混装车中的箱体内。

<实施例2>

如图1所示，一种乳化炸药的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一、W组分的制备：取25份的水加热至90℃，向水中依次加入85份的硝酸铵和0.3份的硫氰酸钠；搅拌溶解，得W组分，保持W组分的析晶点为70备用℃；其中，硫氰酸钠先用水溶解后再加入至热水中；

步骤二、O组分的制备：将85份的矿物油和30份的成都键能EX-9126混合并搅拌均匀，得O组分，控制O组分的温度为50℃备用；

步骤三、乳胶基质的制备：将W组分及O组分按重量比为95:7同时泵入乳化器内，形成乳胶基质；根据乳胶基质的粘度调节乳化器转速；

步骤四、乳化炸药的制备：将乳胶基质不经过冷却直接泵入乳胶基质槽罐运输车，通过运输车将乳胶基质运输至矿山的乳胶基质储罐内，将乳胶基质罐中的乳胶基质和S组分分别泵送至现场混装车的不同功能个箱体内，然后将乳胶基质和S组分同时泵入炮孔内，混合敏化30min后形成乳化炸药。其中，S组分包括80重量份的质量浓度60％的磷酸水溶液和60重量份的质量浓度30％的亚硝酸钠水溶液。

<实施例3>

如图1所示，一种乳化炸药的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一、W组分的制备：取20份的水加热至88℃，向水中依次加入80份的硝酸铵和0.13份的硫氰酸钠；搅拌溶解，得W组分，保持W组分的析晶点为78℃备用；其中，硫氰酸钠先用水溶解后再加入至热水中；

步骤二、O组分的制备：将77份的柴油和23份的路博润-2820混合并搅拌均匀，得O组分，控制O组分的温度为43℃备用；

步骤三、乳胶基质的制备：将W组分及O组分按重量比为93～95:6同时泵入乳化器内，乳化形成乳胶基质；根据乳胶基质的粘度调节乳化器转速；

步骤四、乳化炸药的制备：将乳胶基质通过冷却系统冷却后泵入基质储存罐内，将乳胶基质罐中的乳胶基质和S组分分别泵送至混装车的不同功能箱体内，然后将乳胶基质与S组分同时泵入至炮孔内，混合敏化25min后形成乳化炸药。其中，S组分包括60重量份的质量浓度45％的乙酸水溶液和40重量份的质量浓度25％的亚硝酸钠水溶液。

<实施例4>

一种乳化炸药的制备方法，其与实施例3的不同在于，将硫氰酸钠替换为等量的硫脲，其余条件和参数与实施例3一致。

对实施例1～4制备得到的乳胶基质性能进行检测：

(一)稳定性：

将待测乳胶基质放入60℃的恒温箱中存放24h，再放入-15℃的冰箱中存放24h，如此高低温循环处理，随后用电导率仪检测处理后的乳胶基质的电导率，并统计不同循环次数下，实施例1～4制备得到的乳胶基质的电导率值，结果如表1所示：

表1电导率的检测结果

乳胶基质中有硝酸盐析出，会导致电导率发生变化，如电导率值越大说明析出硝酸盐量越大，硝酸盐析出量越大，则说明乳胶基质越不稳定，由表1的数据可知，相较于实施例4，实施例1～3的电导率增长较为缓慢，且增速均匀，说明相较于硫脲、磷酸，添加剂硫氰酸钠的乳胶基质稳定性更好。

(二)乳胶基质的抗颠簸性能：

取等量的实施例1～4制备得到的乳胶基质，将四种乳胶基质分别置于五个相同的不锈钢桶内，然后将四个不锈钢桶固定在模拟运输振动试验台的中央，设定试验台的振动频率为50Hz，振动时间为2h；检测每个乳胶基质振动前后的相关性能，其中包括乳胶基质的粘度、硝酸铵析出量、爆速的参数值，测试结果如表2所示；

表2乳胶基质性能测试结果

由表2可知，在同样条件下进行模拟颠簸振动，实施例1～3制备得到的乳胶基质的稳定性更好，且由乳胶基质进一步制备的乳化炸药的爆速更优异。

试验例1

将170Kg水加入水相制备罐，升高温度至90℃，然后加入830Kg工业硝酸铵搅拌溶解，加入2.5Kg水相添加剂搅拌均匀，保温备用；其中，水相体系的析晶点控制在68℃。将80Kg柴油和20Kg乳化剂加入油相制备罐，加热至40℃并搅拌混合，充分搅拌混合后备用。调节水相和油相泵送系统的比例为94:6，其中水相泵送系统流速为125.3Kg/min，油相泵送系统的流速为8Kg/min。乳化器的转速设置为720r/min，乳化后的乳胶基质通过水冷交换器冷却至45℃，再泵送至乳胶基质储罐或乳胶基质槽罐运输车。将乳胶基质用特制槽罐车运输至1500公里范围内的矿山，再泵入混装车使用。将3Kg浓度为30％的亚硝酸钠溶液泵入混装车敏化剂罐体，将7Kg浓度为40％的乙酸溶液泵入混装车催化剂罐体，乳化炸药车行驶至矿山或采石场炮孔附近，乳胶基质与敏化剂、催化剂以一定的比例混合后装入炮孔，发泡20～30min后密度稳定，形成乳化炸药。

试验例1乳化炸药测试数据如表3所示：

表3乳化炸药的测试数据

常温粘度	水相溶液pH	析晶点	泵送次数	运输距离	基质储存期
						25000mPa·s	5.5	68℃	4	1500Km(四级公路)	180天

试验例2

将1645kg的水加入水相制备罐，加热控制水温在90℃，加入7755kg硝酸铵溶解并控制温度，加入23.3kg水相添加剂搅拌混合均匀，水相体系的析晶点控制在68℃。将616kg柴油和184kg乳化剂依次加入油相制备罐，搅拌均匀并加热至40℃保温备用。控制水相泵流速为188kg/min，油相泵流速为12kg/min，设置乳化器的转速为720rpm。检测乳化后的乳胶基质粘度为25500mPa·s，将乳胶基质泵入重铵油混装车，向混装车催化剂箱体和敏化剂箱体分别加入60kg乙酸溶液和40kg亚硝酸钠溶液备用。混装车驶入矿区后进行装药作业，调整乳胶基质流速为180kg/min，多孔粒硝酸铵的泵送设置为120kg/min,控制催化剂和敏化剂流量。敏化20～30分钟后形成最终稳定的重铵油炸药。重铵油最终稳定密度为1.10g/cm³，炮孔实测的爆速为4760m/s。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的，对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (1)

1.适用于远程配送的露天矿乳胶基质制作的乳化炸药，其特征在于，其包括重量比为1:0.01~0.9%的所述乳胶基质和S组分；

所述乳胶基质由W组分和O组分按照重量比为93～95:5～7混合制得；

其中，W组分包括以下重量份数的原料：77～85份的硝酸铵，14～25份的水，0.05～0.3份的添加剂；所述添加剂为硫氰酸钠；

O组分包括以下重量份数的原料：70～85份的柴油或矿物油和15～30份的乳化剂；所述乳化剂为路博润-2820或成都键能EX-9126；

S组分包括40～80重量份的催化剂和20～60 重量份的敏化剂；

所述催化剂为质量浓度30～60%的乙酸或磷酸水溶液；

所述敏化剂为质量浓度20～30%的亚硝酸钠水溶液；

所述乳化炸药的制备方法包括以下步骤：

步骤一、W组分的制备：取14～25份的水加热至85～90℃，向水中依次加入77～85份的硝酸铵和0.05～0.3份的硫氰酸钠；搅拌溶解，得W组分，保持W组分的析晶点为65～70℃备用；

步骤二、O组分的制备：将70～85份的柴油或矿物油和15～30份的乳化剂混合并搅拌均匀，得O组分，控制O组分的温度为35～50℃备用；

步骤三、乳胶基质的制备：将W组分及O组分按重量比为93～95:5～7同时泵入乳化器内，形成乳胶基质；根据乳胶基质的粘度调节乳化器转速；

步骤四、乳化炸药的制备：将乳胶基质和S组分分别泵送至混装车中的不同功能的箱体内，然后将乳胶基质与S组分同时泵入炮孔内，混合敏化20～30min后形成乳化炸药。

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