CN86100375A - 用硝酸铵盐作敏化剂的粉状硝铵炸药及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用硝酸铵盐作敏化剂的粉状硝铵炸药，硝酸铵盐经聚丙烯酰铵钝化分散处理。用这种硝酸铵盐配成的各级煤矿许用型粉状炸药，其密度为0.85—0.95克/厘米3，殉爆为20—60毫米，爆速为1700—2800米/秒，爆力为230—290毫升；配成的各级岩石型粉状炸药，其密度为0.85—0.95克/厘米3，殉爆为40—70毫米，爆速为2800—4000米/秒，爆力为270—360毫升。
Description
本发明涉及含有硝酸胺盐作敏化剂的岩石型及煤矿许用型粉状硝铵炸药的配制。
硝铵炸药是早期使用的矿用炸药之一，目前在我国生产和使用量仍然很大，我国2号岩石和1、2、3号煤矿硝铵炸药就属此类，这类炸药均以梯恩梯为敏化剂。梯恩梯有毒，其粉尘，挥发物均可通过皮肤侵入人体，生产过程中产生的含梯恩梯废水，对环境污染严重，需要投入大量资金去治理，生产过程的危险性也比较大。以梯恩梯为敏化剂的煤矿许用型铵梯炸药属低、中安全型煤矿许用炸药，只适用于瓦斯煤尘危险不太严重的采煤工作面。随着采煤工业的发展，开采水平的延深，瓦斯涌出量不断增大，以及毫秒爆破技术在煤矿有瓦斯工作面上的推广应用，都要求使用安全性更高的煤矿许用炸药。
由于我国现有的粉状炸药还不能生产三、四、五级煤矿许用炸药。为了提高炸药的安全性，在我国也已研制了安全度较高的离子交换炸药、含水炸药和食盐被筒炸药，但目前仍存在生产成本高，生产工艺复杂的问题。而对我国为数众多的粉状铵梯炸药生产工厂来说，寻求取代硝化甘油，梯恩梯的新敏化剂，以提高粉状硝铵炸药的安全度更具有实际意义。美国专利3674578、4198253、4371408和英国专利2000115A中披露了用溶于水的硝酸胺类作为浆状炸药
或乳化炸药的敏化剂，启示了硝酸胺类是一种好的敏化物质，但是他们都没有提及硝酸胺类作为粉状硝铵炸药敏化剂的可能性。
本发明的目的是提供使用硝酸胺类作为粉状硝铵炸药敏化剂的改进方法，以及硝酸胺类为敏化剂组成的粉状硝铵炸药的配制方法。
本发明改进的煤矿许用炸药的组成物包括：氧化剂硝酸铵，可燃剂木粉，防水剂沥青石蜡，消焰剂食盐，及硝酸胺类敏化剂等组份。
本发明中用作敏化剂的硝酸胺类是硝酸一甲胺，硝酸二甲胺，硝酸三甲胺，硝酸四甲胺及二硝酸乙二胺中的任何一种，也可以用这四种硝酸甲胺盐的混合物做敏化剂，此时效果不如硝酸一甲胺，但是可以通过调整配方得以补偿，用混合物做为敏化剂，合成的甲胺不必分离直接使用，可以降低成本。
本发明中所用的硝酸胺盐是用40-70%（重量）浓度的胺与50-98%（重量）浓度的硝酸为原料，胺与硝酸的重量比为0.65-0.85∶0.75-0.95。反应过程中要控制温度在30°-60℃，PH＝6.5-7.5，这样反应生成的硝酸胺溶液再经蒸发浓缩得到85-95%（重量）浓度的硝酸胺盐浓溶液。
这样制备的硝酸胺盐含有水份，硝酸胺盐本身吸湿性强，并不能作为粉状硝铵炸药的敏化剂，还必须加入具有钝化作用的填加物-聚丙烯酰胺作钝化分散处理。硝酸胺盐保持在60°-80℃下，搅拌混入干燥粉状聚丙烯酰胺，令其充分胶化，聚丙烯酰胺用量为硝酸胺盐总量的（重量%）1.2-4.1，这里所用的聚丙烯酰胺其分子量为50-250万。
现行制造铵梯炸药的工艺过程，包括各种原料的粉碎，干燥筛分，各种原料的轮辗机混药及炸药的装药和包装。传统铵梯炸药工艺中敏化剂梯恩梯的粉碎及轮辗机混药步骤是铵梯炸药生产中最不安全的工序。本发明用硝酸胺盐为敏化剂，省去了危险性最大的梯恩梯粉碎和轮辗机混药操作，用更为简易的设备混药，混药温度比铵梯炸药低8-10度，因此提高了炸药生产过程的安全度。
本发明配制粉状硝铵炸药的生产步骤包括：
（a），在带有冷却装置的容器中，加入40～70%（重量）浓度的胺与50～98%（重量）浓度的硝酸，反应温度控制在30°-60℃，pH＝6.5～7.5。反应生成的硝酸胺盐溶液蒸发浓缩成浓度为85～95%（重量）的硝酸胺盐溶液。
（b）、浓度为85～95（重量%）的硝酸胺盐溶液加热到60°～80℃，混入干燥粉状聚丙烯酰胺，搅拌胶化10～30分钟，得到均匀的硝酸胺盐敏化剂，聚丙烯酰胺的加入量为硝酸胺盐总量（重量%）的1.2-4.1。
（c）、粉碎硝酸铵，细度达到95%以上通过3毫米筛孔，加热干燥，水份小于1%（重量）。
（d）、在混合罐中，把粉碎好的硝酸铵加热到60°～85℃，混入（b）步骤中得到的硝酸胺敏化剂，充分混匀后，在不断搅拌下加入热溶了的沥青石蜡合剂，使药粒上包复一层防水层，最后加入干燥的木粉，食盐等物料混匀。加入各组份的配比是（重量%）：55.0～85.0硝酸铵，7.0～16.硝酸胺盐敏化剂，2.5～6.0木粉，0.6～0.9沥青石蜡，4.5～25.0食盐。配成的粉状硝铵炸药的水份含量（重量%）小于0.4，氧平衡（重量%）为+0.02～+1.53，密
度为0.85～0.95（克/厘米3）。这种粉状硝铵炸药被称为铵胺胶粉炸药。
按本发明提供的粉状硝铵炸药的制造方法，可以配制成安全度为1、2、3、4和5级煤矿许用炸药，也可配制成岩石型粉状硝铵炸药，各项性能指标均达到相同等级炸药的水平。配制成煤矿许用粉状炸药的组成物含量是（重量%）：55.0～78.0硝酸铵，9.0～14.0硝酸胺类敏化剂，2.5～6.0木粉，0.6～0.9沥青石蜡，5.0～25.0食盐。其有效期四个月，密度为0.85～0.95克/厘米3，殉爆为20～60毫米，爆速为1700～2800米/秒，爆力为230～290毫升，配成的岩石型粉状硝铵炸药的组成物含量（重量%）：76.0～85.0硝酸铵，9.0～16.0硝酸胺类敏化剂，2.5～6.0木粉，0.6～0.9沥青石蜡2.0～5.0其他填加物。其有效期四个月，密度为0.85～0.95克/厘米3，殉爆为40-70毫米，爆速为2800-4000米/秒，爆力为270-360毫升。
本发明中使用的硝酸胺盐敏化剂与梯恩梯相比，前者比能量高撞击感度低。如：硝酸甲胺氧平衡为-34%，比容1027升/公斤，爆热887千卡/公斤，爆力325毫升/10克，比能量97.6米吨/公斤，撞击感度小于0.5公斤力、米。而梯恩梯氧平衡-73.9%，比容620升/公斤、爆热1210千卡/公斤，爆力300毫升/10克，比能量85.5米，吨/公斤，撞击感度1.5公斤力、米。
本发明中使用的敏化剂硝酸胺盐与梯恩梯相比，前者与硝酸铵的相容性好，特别在含少量水时，很容易溶融后结晶聚结在一起，两者接触更为紧密，从而提高了粉状硝铵炸药的爆轰感度。如2号煤矿铵梯炸药有效期内殉爆通常在40～50毫米，同级别铵胺胶粉炸
药有效期内殉爆通常在50～60毫米。
本发明的生产工艺可以利用铵梯炸药的大部分设备和设施，如果对现有企业进行技术改造，可以充分利用原有工房和场地，投资少，见效快。硝酸胺盐敏化剂在生产过程中均以液态掺混，无粉尘污染，工人操作也比较安全。
下面再用几个实例进一步说明本发明，但是并不局限在这几个实例配方范围。
实例1、2、3
下面是用硝酸-甲胺为敏化剂的煤矿许用炸药的配方：
实例 1 2 3
组份 重量%
硝酸铵 78.0 68.0 58.0
硝酸一甲胺 9.0 11.0 14.0
聚丙烯酰胺 0.3 0.3 0.3
木粉 6.0 5.0 3.0
沥青石蜡 0.7 0.7 0.7
食盐 6.0 15.0 24.0
性能
爆速（米/秒） 2800 2100 1700
爆力（毫升） 290 250 230
猛度（毫米） 13 10 8
殉爆（毫米） 60 40 20
密度（克/厘米3） 0.85 0.85 0.95
氧平衡（重量%） +1.53 +0.42 +0.04
水份（重量%） 0.4 0.4 0.4
实例4、5
下面是用硝酸一甲胺为敏化剂的岩石型粉状硝铵炸药的配方：
实例 4 5
组份 重量%
硝酸铵 77.0 82.5
硝酸一甲胺 15.0 8.0
聚丙烯酰胺 0.3 0.3
木粉 3.0 6.0
沥青石蜡 0.7 0.7
硫磺粉 2.5
铝粉 4
性能
爆速（米/秒） 4000 2800
爆力（毫升） 360 270
猛度（毫米） 17 11
殉爆（毫米） 70 40
密度（克/厘米3） 0.95 0.85
氧平衡（重量%） +0.02 +0.37
水份（重量%） 0.4 0.4
实例6、7
以下用硝酸二甲胺为敏化剂配制的岩石型及煤矿许用型炸药的配方：
实例 6（岩石型） 7（煤矿许用型）
组份 重量%
硝酸铵 85.0 78.0
硝酸二甲胺 9.0 9.0
聚丙烯酰胺 0.3 0.3
木粉 5.0 4.0
沥青石蜡 0.7 0.7
食盐 8.0
性能
爆速（米/秒） 2800 2500
爆力（毫升） 260 250
猛度（毫米） 10 9
殉爆（毫米） 30 20
密度（克/厘米3） 0.90 0.90
氧平衡（重量%） +0.17 +0.14
水份（重量%） 0.4 0.4
实例8 9
以下用硝酸三甲胺为敏化剂配制的岩石型及煤矿许用型炸药的配方：
实例 8（岩石型） 9（煤矿许用型）
组份 重量%
硝酸铵 86.5 79.5
硝酸三甲胺 9.0 9.0
聚丙烯酰胺 0.3 0.3
木粉 3.5 2.5
沥青石蜡 0.7 0.7
食盐 8
性能
爆速（米/秒） 2500 2200
爆力（毫升） 250 230
猛度（毫米） 10 8
殉爆（毫米） 30 20
密度（克/厘米3） 0.85 0.85
氧平衡（重量%） +0.39 +0.36
水分（重量%） 0.4 0.4
实例10 11
以下用硝酸四甲胺为敏化剂配制的岩石型及煤矿许用型炸药的配方：
实例 10（岩石型） 11（煤矿许用型）
组份 重量%
硝酸铵 88.0 81.0
硝酸四甲胺 9.0 8.0
聚丙烯酰胺 0.3 0.3
木粉 2.0 2.0
沥青石蜡 0.7 0.7
食盐 8.0
性能
爆速（米/秒） 2300 2100
爆力（毫升） 240 220
猛度（毫米） 10 8
殉爆（毫米） 30 20
密度（克/厘米3） 0.85 0.85
氧平衡（重量%） +0.54 +0.43
水分（重量%） 0.4 0.4
实例12 13
以下用二硝酸乙二胺为敏化剂配制的岩石型及煤矿许用型炸药的配方：
实例 12（岩石型） 13（煤矿许用型）
组份 重量%
硝酸铵 77.0 72.0
二硝酸乙二胺 16.00 13.0
聚丙烯酰胺 0.3 0.3
木粉 6.0 6.0
沥青石蜡 0.7 0.7
食盐 8
性能
爆速（米/秒） 2800 2600
爆力（毫升） 280 250
猛度（毫米） 11 10
殉爆（毫米） 50 40
密度（克/厘米3） 0.90 0.90
氧平衡（重量%） +0.36 +0.14
水分（重量%） 0.4 0.4
实例14 15
以下用硝酸甲胺盐的混合物为敏化剂配制的岩石型及煤矿许用型炸药的配方：
实例 14（岩石型） 15（煤矿许用型）
组份 重量%
硝酸铵 85.0 80.0
硝酸甲胺盐混合物 11.0 10.0
聚丙烯酰胺 0.3 0.3
木粉 3.0 3.0
沥青石蜡 0.7 0.7
食盐 6
性能
爆速（米/秒） 1800 1700
爆力（毫升） 230 210
猛度（毫米） 8 7
殉爆（毫米） 30 20
密度（克/厘米3） 0.85 0.85
氧平衡（重量%） +0.41 +0.20
水分（重量%） 0.4 0.4
Claims (11)
1、一种由氧化剂、敏化剂、可燃剂及其他添加剂组成的粉状硝铵炸药，其特征在于含有硝酸胺类敏化剂，其组成物含量为(重量%)：
7.0-16.0 硝酸胺类敏化剂
55.0-85.0 硝酸铵
2.5-6.0 木粉
0.6-0.9 沥青石蜡
4.5-25.0 食盐
2、按照权利要求1所述的粉状硝铵炸药，其特征在于所说的硝酸胺类敏化剂是二硝酸乙二胺、硝酸一甲胺、硝酸二甲胺、硝酸三甲胺，硝酸四甲胺中的任何一种，或者是四种硝酸甲胺盐的混合物。
3、按照权利要求2所述的硝酸胺类敏化剂，其特征在于所说的硝酸胺盐中还含有一种钝化剂，钝化剂的含量为硝酸胺盐总量（重量%）的1.2-4.1。
4、按照权利要求3所述的硝酸胺类敏化剂，其特征在于所说的钝化剂是分子量为50万-250万的聚丙烯酰胺。
5、按照权利要求1所述的粉状硝铵炸药的生产方法，其特征是：
（a）用40-70（重量%）浓度的胺和50-80（重量%）浓度的硝酸制取80-90（重量%）浓度的硝酸胺盐。
（b）在加热下混入1.2-4.1（重量%）的聚丙烯酰胺，令其充分胶化。
（c）在加热下于混合罐中与硝酸铵粉末混合组成均匀的混合物。
（d）加入热熔沥青石蜡被复防水层。
（e）混入木粉、食盐等添加剂。
6、按照权利5所述的方法，其特征在于：操作步骤（a）中反应温度为30°-60℃，控制pH＝6.5-7.5。
7、按照权利要求5所述的方法，其特征在于：操作步骤（b）中胶化温度为60°～80℃。
8、按照权利要求5所述的方法，其特征在于：操作步骤（c）中的混药温度为60°～85℃。
9、按照权利要求5所述的方法，其特征在于配制成的粉状硝铵炸药水份含量（重量%）小于0.4，氧平衡（重量%）为+0.02～1.53，密度为0.85～0.95克/厘米3。
10、按照权利要求1所述的粉状硝铵炸药，其特征在于配成的煤矿许用粉状炸药的组成含量（重量%）：
9.0～14.0 硝酸胺类敏化剂
55.0～78.0 硝酸铵
2.5～6.0 木粉
0.6～0.9 沥青石蜡
5.0～25.0 食盐
11、按照权利要求1所述的粉状硝铵炸药，其特征在于配成的岩石型粉状硝铵炸药的组成物含量（重量%）：
9.0～16.0 硝酸胺类敏化剂
76.0～85.0 硝酸铵
2.5～6.0 木粉
0.6～0.9 沥青石蜡
2.0～5.0 其它添加剂
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|---|---|---|---|
| CN86100375A CN86100375B (zh) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | 用硝酸胺盐作敏化剂的粉状硝铵炸药及其制法 |
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| CN86100375A CN86100375B (zh) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | 用硝酸胺盐作敏化剂的粉状硝铵炸药及其制法 |
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|---|---|
| CN86100375A true CN86100375A (zh) | 1987-08-26 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101417909B (zh) * | 2008-11-26 | 2012-07-04 | 石家庄成功机电有限公司 | 一种粉状硝铵炸药及其制备方法 |
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1986
- 1986-02-07 CN CN86100375A patent/CN86100375B/zh not_active Expired
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