CN112759496A - 一种包装型高含水量乳化炸药、制备方法及生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包装型高含水量乳化炸药、制备方法及生产线，包括以下重量组分：硝酸铵72～79％、硝酸钠2～5％、水13％～17％、油相5～6％；所述硝酸铵、硝酸钠和水组成的水相与油相的质量配比为：93～95：4～6。该乳化炸药中的水含量达13％～17％，水含量的增加，提高了乳化炸药的本质安全性，使制乳环节的感度降低；水含量的增加，使整个乳化炸药体系的配比发生了变化，这种变化使原材料成本降低了150～160元/吨产品。

Description

一种包装型高含水量乳化炸药、制备方法及生产线

技术领域

本发明属于乳化炸药领域，尤其是涉及一种包装型高含水量乳化炸药、制备方法及生产线。

背景技术

乳化炸药是泛指一类用乳化技术制备的使氧化剂盐类水溶液的微滴，均匀分散在含有分散气泡或空心玻璃微珠等多孔物质的油相连续介质中，形成一种油包水型(W/O)的乳胶状含水工业炸药。乳化炸药是含水炸药的一种。

为了提高乳化炸药的做功能力和储存能力，现有的生产制造者通过降低乳化炸药的含水量，如CN1362389A公开了一种乳化炸药，该乳化炸药通过降低乳化炸药的含水量，提高了乳化炸药的做功能力。CN101475424A公开了一种高威力乳化炸药，该乳化炸药通过增加硝酸铵的含量降低硝酸钠和水的含量，不用珍珠岩和玻璃微珠等惰性物质做敏化剂来提高炸药的威力；同时降低水相中水的含量，使水含量为7％～10％，低于一般乳化炸药中的12％的含量，可以提高乳化炸药的储存期。

但在降低水含量的同时，降低了乳化炸药的安全性，尤其是针对包装型乳化炸药，由于其需要长途运输，对其安全性、储存能力以及做功能力等方面均有更高地要求。此外，现有的高含水量包装型乳化炸药对8号工业雷管的无爆轰感度，需要使用起爆弹起爆。

发明内容

为了提高包装型乳化炸药的安全性，本发明的目的在于提供一种包装型高含水量乳化炸药。

本发明提供的包装型高含水量乳化炸药包括以下重量组分：硝酸铵72～ 79％、硝酸钠2～5％、水13％～17％、油相5～6％；所述硝酸铵、硝酸钠和水组成的水相与油相的质量配比为：93～95：4～6。

该乳化炸药中的水含量达13％～17％，水含量的增加，提高了乳化炸药的本质安全性，使制乳环节的感度降低；水含量的增加，使整个乳化炸药体系的配比发生了变化，这种变化使原材料成本降低了150～160元/吨产品。

进一步的，所述油相包括span-80和聚异丁烯多乙烯胺类，所述span-80 和聚异丁烯多乙烯胺类之和在油相中占比为15～25％，其中，聚异丁烯多乙烯胺类占比为0～10％。通过改进复合油相中span-80和聚异丁烯多乙烯胺类的配比和占比，提高了油相的降低表面张力的能力，实现了乳胶体W/O结构的稳定性，到达乳化炸药储存180天以上的要求，实现了包装型乳化炸药在高含水量条件下，保持了可靠的储存期性能。

进一步的，本发明提供的乳化炸药以乳胶基质的量为准，外加发泡剂 2.0‰～5.0‰和促进剂1.0‰～3.0‰。通过发泡剂和促进剂，保证了本发明提供的乳化炸药具有稳定的8号工业雷管可靠起爆的爆轰感度，实现了产品在储存期内的可靠起爆与传爆。

进一步的，所述发泡剂包括亚硝酸钠10～30％、发泡剂B20～40％和软水30～60％。

进一步的，所述促进剂包括发泡剂F40～60％和软水30～60％。

本发明的第二个目的在于提供一种用于制备本发明提供的包装型高含水量乳化炸药的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：水相配制，按重量计量硝酸铵和硝酸钠，将水和硝酸铵、硝酸钠混合制得水相；

步骤S2：制备液体油相；

步骤S3：制乳与装药，将所述步骤S1制得的水相和步骤S2制得的油相按质量配比为：93～95：4～6进行混合后制得乳胶基质，水相温度85～100℃、油相温度85～100℃；制得的乳胶基质经第三输送装置通过精乳器后，进入乳胶料仓，再经第四输送装置输送通过静态混合器与加入的发泡剂混合均匀后，进入装药机装药，得到包装型高含水量乳化炸药。

本发明的第三个目的在于提供一种用于制备本发明提供的包装型高含水量乳化炸药的生产线，该生产线包括用于制备水相的水相配置装置、用于制备油相的油相配置装置、第一过滤装置、第一输送装置、第一计量装置、第二过滤装置、第二输送装置、第二计量装置、粗乳器、第三输送装置、精乳器、布料器、凉药钢带、敏化器、悬挂输送装置和装药机；所述水相配置装置、所述第一过滤装置、所述第一输送装置、所述第一计量装置、所述粗乳器、所述第三输送装置、所述精乳器、所述布料器、所述凉药钢带、所述敏化器、所述悬挂输送装置和所述装药机依次设置；所述第二过滤装置、所述第二输送装置和所述第二计量装置依次设置于所述油相配置装置和所述粗乳器之间。或者包括用于制备水相的水相配置装置、用于制备油相的油相配置装置、第一过滤装置、第一输送装置、第一计量装置、第二过滤装置、第二输送装置、第二计量装置、粗乳器、第三输送装置、精乳器、布料器、凉药钢带、料仓、第四输送装置、静态混合器、悬挂输送装置、发泡剂加入装置、促进剂加入装置、第五输送装置、第三计量装置和装药机；所述水相配置装置、所述第一过滤装置、所述第一输送装置、所述第一计量装置、所述粗乳器、所述第三输送装置、所述精乳器、所述布料器、所述凉药钢带、所述料仓、所述第四输送装置、所述静态混合器、所述悬挂输送装置和所述装药机依次设置；所述第二过滤装置、所述第二输送装置和所述第二计量装置依次设置于所述油相配置装置和所述粗乳器之间；所述第五输送装置和所述第三计量装置输送依次设置于所述发泡剂加入装置、所述促进剂加入装置和所述静态混合器之间。

本发明的有益的效果包括：

1.乳化炸药配方中的高含水量，使乳胶基质的爆轰感度降低，提高了乳化炸药生产过程中制乳环节的本质安全性；

2.乳化炸药配方中的高含水量，使每吨乳化炸药的原材料成本降低150～160 元。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明提供的包装型高含水量乳化炸药制备流程图；

图2为本发明记载的过滤装置的结构示意图；

图3为本发明记载的计量装置的结构示意图；

图4为本发明记载的冷却设备的结构示意图；

图5为本发明记载的悬挂输送装置的结构示意图；

附图中：1-紧固件，2-法兰盖，3-密封垫，4-外滤篮，5-筒体，6-内滤篮，7-接管，8-法兰，9-进口，10-出口，11-表壳，12-放大器，13-前导向架，14- 外壳，15-卡环，16-后导向架，17-轴承，18-轴，19-叶轮，20-主动轮，21-从动轮，22-凉药钢带，23-冷却管，24-悬挂料斗，25-行走小车，26-旋转平台， 27-钢丝轨道，28-储存料斗。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例性实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能会夸大部分元件的尺寸或加以变形。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、元件等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法或者操作以避免模糊本公开的各方面。

本发明为了解决现有包装型乳化炸药安全性，提供了一种包装型高含水量乳化炸药包括硝酸铵、硝酸钠、水和油相，重量配比为：

1)硝酸铵72％、硝酸钠5％、水15％、油相5％；其中硝酸铵、硝酸钠和水组成的水相与油相的质量配比为：93：6；

2)硝酸铵78％、硝酸钠5％、水13％、油相6％；其中硝酸铵、硝酸钠和水组成的水相与油相的质量配比为：93：6；

3)硝酸铵78％、硝酸钠5％、水13％、油相6％；其中硝酸铵、硝酸钠和水组成的水相与油相的质量配比为：94：5；

4)硝酸铵79％、硝酸钠4％、水13％、油相5％；其中硝酸铵、硝酸钠和水组成的水相与油相的质量配比为：95：6；

5)硝酸铵78％、硝酸钠5％、水15％～17％、油相6％；其中硝酸铵、硝酸钠和水组成的水相与油相的质量配比为：94：6；

6)硝酸铵76％、硝酸钠5％、水17％、油相5％；其中硝酸铵、硝酸钠和水组成的水相与油相的质量配比为：94：6。

为了使本实施例提供的乳化炸药在高含水量条件下，仍旧保持可靠的储存期性能，本实施例中的油相为包括span-80和聚异丁烯多乙烯胺类的复合油相； span-80和聚异丁烯多乙烯胺类之和在油相中占比为15～25％，其中，聚异丁烯多乙烯胺类占比为0～10％。当然，span-80和聚异丁烯多乙烯胺类也可以采用其它配比，通过改变复合油相中span-80和聚异丁烯多乙烯胺类的配比和占比，可以提高复合油相的降低表面张力的能力，实现了乳胶体W/O结构的稳定性，到达乳化炸药储存180天以上的要求。

由于水含量的增加，乳化炸药的感度有所降低，为了使感度降低了的乳胶基质具有稳定的8号工业雷管可靠起爆的爆轰感度，本实施例的乳化炸药还包括发泡剂和促进剂，以乳胶基质的量为准，外加发泡剂2.0‰～5.0‰和促进剂 1.0‰～3.0‰，使本实施例提供乳化炸药在储存期内的可靠起爆与传爆。本实施例中的发泡剂和促进剂可以采用任何一种，在此发泡剂包括亚硝酸钠10～30％、发泡剂B20～40％和软水30～60％，促进剂包括发泡剂F40～60％和软水30～60％。

本实施例提供的乳化炸药通过以下制备方法制备得到，当然也可以采用其它方法制备得到。

参照图1所示，用于制备本文提供的包装型高含水量乳化炸药的方法，包括以下步骤：

步骤S1：水相配置，按照各组分配比，按重量计量硝酸按(或硝酸铵水溶液) 和硝酸钠，采用固体硝酸按时，将其和硝酸钠破碎后放入水相配置装置内，并通入水，使硝酸铵、硝酸钠和水在水相配置装置内混合制得水相，待用；

步骤2：油相配置，将固体复合油相进行油相融化后或直接采用液态复合油相置于油相配置装置内进行保温保存，待用；

步骤3：通过第一过滤装置对步骤S1制得的水相进行过滤，并经第一输送装置和第一计量装置输送至粗乳器中，同时步骤S2制得的油相经第二过滤装置过滤后经第二输送装置和第二计量装置输送至粗乳器，使水相和油相在粗乳器中混合发生反应，得到乳胶基质初品；

步骤4：将步骤S3制得的乳胶基质通过第三输送装置输送至精乳器进行处理后依次经布料器、凉药钢带处理后输送至敏化器处理得到乳胶基质终品；

步骤5：通过悬挂输送装置将步骤S4得到的乳胶基质终品输送至装药机进行装药，完成自动包装，得到包装型乳化炸药，进行成品检验后入库。

制备过程中，水相和油相在粗乳器中反应时，水相和复合油相的温度均为 85～100℃，第三输送输送装置输送乳胶基质出品时的输送条件为：温度90～ 100℃，压力0.7～1.3MPa；采用本实施例中的输送条件降低了温度与压力，提高了制乳与装药的本质安全性。

本实施例中，经凉药钢带冷却后的乳胶基质终品可以储存于料仓中待用，通过发泡剂加入装置和促进剂加入装置分别配置发泡剂和促进剂，配置好的发泡剂和促进剂依次经第五输送装置和第三计量装置输送至敏化器中，同时通过第四输送装置将储存于料仓中的乳胶基质终品输送至敏化器，使其与发泡剂、促进剂发生反应，得到成品。该成品通过悬挂输送装置输送至装药机进行装药，完成自动包装，得到包装型乳化炸药，进行成品检验后入库。

在本实施例中，乳胶基质终品、发泡剂和促进剂既可以在敏化器中进行反应，也可以在静态混合器中进行反应。

本实施例中，第一输送装置、第二输送装置、第三输送装置、第四输送装置和第五输送装置采用为泵，采用泵送方式输送。水相配置装置为水相罐，油相配置装置可以采用油相熔蜡槽。

本实施方式中的过滤装置(第一过滤装置、第二过滤装置)可以采用任何一种。在此采用的过滤装置如图2所示，包括紧固件1、法兰盖2、密封垫3、外滤篮4、筒体5(带夹套)、内滤篮6、接管7、用于安装过滤装置安装的法兰8、以及用于待过滤物质进出的进口9和出口10。

本实施方式中的计量装置(第一计量装置、第二计量装置、第三计量装置) 可以采用现有的任何一种计量仪器。在此采用的计量装置如图3所示，包括表壳 11、放大器12、前导向架13、外壳14、卡环15、后导向架16、轴承17、轴18 和叶轮19，其计量原理是基于法拉第电磁感应定律。

本实施方式中布料器和凉药钢带构成用于冷却精乳器制备的乳胶基质的冷却设备。如图4所述，布料器包括主动轮20、从动轮21和用于冷却凉药钢带22 的冷却管23；凉药钢带22在主动轮20和从动轮21的带动下运输盛放于其上的乳胶基质；冷却管23包括冷却剂进口231和冷却剂出口232；冷却剂可使用水。

本实施方式中悬挂输送装置可以采用现有的任何一种，在此采用的悬挂输送装置结构如图5所示，包括悬挂料斗24、行走小车25和钢丝轨道27。将待运输乳胶基质置于悬挂料斗24中，启动动力装置(如电机)使行走小车25沿钢丝轨道27滑动从而带动悬挂料斗24一并移动，将待运输乳胶基质运输至目的地。

此外，本实施方式中悬挂输送装置还可以包括旋转平台26和用于存储乳胶基质的储存料斗28。

本实施方式中装药机可以采用任何一种适用乳化炸药包装的装药机， TSCA120型与TSCA160型。

本文提供的乳化炸药增加了含水量，除了大幅提升全行业乳化炸药(胶状) 产品生产、存储、使用过程中的本质安全性外，8号工业雷管可靠起爆，且各项性能满足或高于《工业炸药通用技术条件》(GB28286-2012)标准要求。

本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。

Claims (14)

1.一种包装型高含水量乳化炸药，其特征在于，包括以下重量组分：硝酸铵72～79％、硝酸钠2～5％、水13％～17％、油相5～6％；所述硝酸铵、硝酸钠和水组成的水相与油相的质量配比为：93～95：4～6。

2.根据权利要求1所述的包装型高含水量乳化炸药，其特征在于：所述油相包括span-80和聚异丁烯多乙烯胺类。

3.根据权利要求2所述的包装型高含水量乳化炸药，其特征在于：所述span-80和聚异丁烯多乙烯胺类之和在油相中占比为15～25％，其中，聚异丁烯多乙烯胺类占比为0～10％。

4.根据权利要求1或2或3所述的包装型高含水量乳化炸药，其特征在于：以乳胶基质的量为准，外加发泡剂2.0‰～5.0‰和促进剂1.0‰～3.0‰。

5.根据权利要求4所述的包装型高含水量乳化炸药，其特征在于：所述发泡剂包括亚硝酸钠10～30％、发泡剂B20～40％和软水30～60％。

6.根据权利要求4所述的包装型高含水量乳化炸药，其特征在于：所述促进剂包括发泡剂F40～60％和软水30～60％。

7.一种用于制备权利要求1-6所述的包装型高含水量乳化炸药的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：水相配制，按重量计量硝酸铵和硝酸钠，将水和硝酸铵、硝酸钠混合制得水相；

步骤S2：制备液体油相；

步骤S3：制乳与装药，将所述步骤S1制得的水相和步骤S2制得的油相按质量配比为：93～95：4～6进行混合后制得乳胶基质，水相温度85～100℃、油相温度85～100℃；制得的乳胶基质经第三输送装置通过精乳器后，进入乳胶料仓，再经第四输送装置输送通过静态混合器与加入的发泡剂混合均匀后，进入装药机装药，得到包装型高含水量乳化炸药。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述第三输送装置输送条件为：温度90～100℃，压力0.7～1.3MPa。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：所述第四输送装置输送条件为：温度90～100℃，压力0.6～1.2MPa。

10.根据权利要求7-9任意一项所述的制备方法，其特征在于：所述硝酸铵为固体硝酸铵或硝酸铵水溶液。

11.根据权利要求7-9任意一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2制备液体油相是将固体复合油相融化制得，或为直接采用液态复合油相制得。

12.一种用于制备权利要求1-6所述的包装型高含水量乳化炸药的生产线，其特征在于：包括用于制备水相的水相配置装置、用于制备油相的油相配置装置、第一过滤装置、第一输送装置、第一计量装置、第二过滤装置、第二输送装置、第二计量装置、粗乳器、第三输送装置、精乳器、布料器、凉药钢带、敏化器、悬挂输送装置和装药机；所述水相配置装置、所述第一过滤装置、所述第一输送装置、所述第一计量装置、所述粗乳器、所述第三输送装置、所述精乳器、所述布料器、所述凉药钢带、所述敏化器、所述悬挂输送装置和所述装药机依次设置；所述第二过滤装置、所述第二输送装置和所述第二计量装置依次设置于所述油相配置装置和所述粗乳器之间。

13.根据权利要求12所述的生产线，其特征在于：还包括发泡剂加入装置、促进剂加入装置、第五输送装置和第三计量装置，所述第五输送装置和所述第三计量装置输送依次设置于所述发泡剂加入装置、所述促进剂加入装置和所述敏化器之间。

14.一种用于制备权利要求1-6所述的包装型高含水量乳化炸药的生产线，其特征在于：包括用于制备水相的水相配置装置、用于制备油相的油相配置装置、第一过滤装置、第一输送装置、第一计量装置、第二过滤装置、第二输送装置、第二计量装置、粗乳器、第三输送装置、精乳器、布料器、凉药钢带、料仓、第四输送装置、静态混合器、悬挂输送装置、发泡剂加入装置、促进剂加入装置、第五输送装置、第三计量装置和装药机；所述水相配置装置、所述第一过滤装置、所述第一输送装置、所述第一计量装置、所述粗乳器、所述第三输送装置、所述精乳器、所述布料器、所述凉药钢带、所述料仓、所述第四输送装置、所述静态混合器、所述悬挂输送装置和所述装药机依次设置；所述第二过滤装置、所述第二输送装置和所述第二计量装置依次设置于所述油相配置装置和所述粗乳器之间；所述第五输送装置和所述第三计量装置输送依次设置于所述发泡剂加入装置、所述促进剂加入装置和所述静态混合器之间。

Images