CS243928B1 - Zložka zmesných trhavin - Google Patents

Description

243928

Vynález sa týká použitia tálového olejaako zložky zmesných trhavin. Význam, zmesných trhavin ako v civilnej,tak aj vojenskej oblasti použitia stále ras-tie. Najrozšírenejším donorom kyslíka vnich je dusičnan amonný — teda najbežnej-šími zmesnými trhavinami sú amonolladko-vé trhaviny, pozostávajúce z dvoch hlavnýchskupin: I. zmesi dusičnanu amonného s palivom; II. zmesi dusičnanu amonného, vody s pří-sadou plastiflkátora, a substancie výbušnejpovahy, alebo senzibilizátora.

Trhaviny prvej skupiny můžu byť produ-kované stabilnými technologickými zariade-niami, ale častejšia je ich výroba priamo namieste použitia (t. j. v mobilných zmiešava-cích zariadeniach alebo priamo vo vrtoch).Dusičnan amonný sa zmiešavia s palivom,ktorým může byť široká paleta organickýchzlúčenín — najčastejšie sa však aplikujúparafíny, topné oleje alebo nafta. Tieto- zme-si maiú přibližné nulová kyslíková bilanciu,čo odpovedá obsahu 94 % hmot. dusičnanuamonného a 6 % hmot. nafty alebo topné-ho oleja v trhavině; uvedený obsah palivazvýši hodnotu výbuchového- tepla z 1470kj. kg-1 pre dusičnan amónny až na 3 738kj.. kg"1, čomu je proporcionálně .zvýšeniepracovnej schopnosti trhaviny oproti sa-motnému dusičnanu amonnému. Trhavinyto-htio typu sú u nás známe pod kódovým, o-značením DAP, v zahraničí sú obdobné zme-si označované ANDK (v NDR), ANC (v NSR),Igdanit (v ZSSR), ANFO alebo ANBA (vanglo-americkej literatuře).

Keď je palivom uhofný prach, kovový prá-šok a pod., sú tieto zmesi nazývané tiežnitroíkarbonnitráty a označované kódomNCN.

Amonoliadkové trhaviny druhej skupinysú charakterizované poměrně jednoduchoua nenáročnou technológiou výroby. U nás sú známe pod označením TPV (tr-haviny plastifikované vodou); v USA a Ka-nadě sú pre kašovitú konzistenciu nazýva-né „Slurry Explosives“. V súčasnosti naj-užívanejším rozdělením trhavin uvedenéhotypu je nasledujúce: a) „Slurry Explosives“ (kód SE), ktoré súsenzibilizované aditívom výbušnej povahy(trinitrotoluén, hexogén, nitroestery, dusič-nany alkanol- alebo alkylamínov, hydroxy-alkylnitráty a pod.); b) „Slurry Blasting Agents“ (kód SBA),ktoré neobsahujú aditíva výbušnej povahya sú senzibilizované nevýbušnými zložkami,najčastejšie hliníkovým prachom (napr. so-vietské Akvanaly) a/alebo inou substanciou(topný olej, vláknitá celulóza, polyvinyl-chloridový prach, síra, parafín, hexamety-léntetramín, polyóly, cukry a iné), respek-tive prevzdušňujúcimi přísadami (expando-vaný perlit, sklenná drť, sklenné duté per-ličky, korok, polystyrén, prylovaný dusič-nan amónny a pod.), alebo substanciami,uvolňujúcimi plyn (peroxidy, dusitany, uhli- čitany, l,5-endometylén-3,7-dinitrózo-l,3,5,7--tetraazacyklooktán a iné).

Nemennosť fyzikálnej stability, to je za-medzenie separácie zložiek týchto podsku-pin „Slurry“ trhavin pri súčasnom udrža-ní tekutosti alebo plastičnosti kompozície,je zabezpečené prídavkom gélotvornej sub-stancie (plastifikátoru), ako je guar-gum ajej alkylové deriváty, polyvinylalkohol, sod-né alebo amónne soli karboxymetylcelulózy,oxyetylcelulóza, polyakrylamid a iné.

Najmladším druhom „slurry“ trhavin súkompozície typu emulzia vody v oleji, kó-dovo označované W/O, alebo typu emulziaoleja vo vodě, kódovo označené O/W; vý-roba kompozícií W/O spočívá vo vnášanívodných roztokov komponentov. trhavin dohydrofóbnej kvapaliny (topného oleja, naf-ty a pod.) a pri výrobě kompozícií O/W sapostupuje opačné. Tieto emulzie sú stabili-zované disperzantmi, ako sú soli mastnýchkyselin (najma steárovej, alebo olejovej),estery mastných kyselin (napr. dekaglyce-rín dekaoleát, dekaglycerín dekastearát),čiastočne esterifikované polyóly mastnýmikyselinami (napr. monostearát, monooleát,monopalmitan alebo tristearát sorbitu, mo-no- alebo diglyceridy tuky-tvoriacich mast-ných kyselin), ďalej alkylfenylsulfonáty, le-citin zo sójových bobov, kopolymér oxyety-lén-oxypropylén a iné.

Emulzné trhaviny móžu byť senzibilizova-né nitrozlúčeninami, najčastejšie nitrometá-nom alebo inými nitroparafínmi, ale v tech-nickej praxi najzaúžívanejšia je ich senzi-bilizácia prevzdušňovadlami alebo uvofňu-júcimi laditívami. V trhavinách typu „Slurry“ sú ako do.no-ry kyslíka niekedy aplikované i dusičnanvápenatý a chloristan sodný — druhý pre-dovšetkým v aluminizovaných kompozíciach.Nízkými výrobnými nákladmi, vysokou bez-pečnosťou manipulácie i vlastnej výroby amožnosťoú mechanizácie trhacích práč súvšak predovšetkým charakterizované výbuš-né zmesi na báze dusičnanu amonného. Toje hlavným dóvodom, prečo v technickejpraxi exploatácia zmesných trhavin typuDAP, TPV a teraz už i W/O a O/W výraznépřevládá nad exploatáciou ostatných dru-hov priemyselných trhavin. Analogický trendmožno badať aj v oblasti trhavin pre vo-jenské účely (aluminizované vodné gély du-sičnanu amonného sú napr. laborované doniektorých druhov leteckých pum, trinitro-toluén je nahradzovaný kvapalnými kompo-zíciami na báze vodných roztokov hydrazínnitrátu a pod.).

Mnohé zo zložiek zmesných trhavin na-chádzajú samotné čo raz významnejšie aekonomicky atraktívnejšie použitie v růz-ných odvetviach národného hospodárstva(napr. nafta, topné oleje a iné); na druhejstraně sa však upúšťa od aplikácie niekto-rých tradičných senzibilizátorov z toxikolo-gických a/alebo bezpečnostných dóvodov 243928 (trinitrotoluén a nitroestery). Takto vznika-júcu medzeru je možné zaplnit vhodnými,najma vedíajšími produktami chemickéhopriemyslu. Produktom tohto druhu je i tá-lový olej, získávány zo sulfátového sposobuvýroby celulózy a pozostávajúci zo 40 až58 % hmot. mastných kyselin (olejová, li-nolová a ďalšie), 30 až 50 % hmiot. živič-ných kyselin) najmá kyseliny abietové) a 6až 15 % hmot, nezmydelnitelného podielu. Pódia tohto vynálezu je tálový olej použi-tý ako zložka zmesných trhavin s donoromkyslíka nitrátového typu v množstve 0,01až 10 % hmot. tálového oleja na hmotnostrezultujúcej zmesi. Výhodou tohto vynálezu je technická aekonomická dostupnost tálového oleja. Vy-užitie v zmysle tohto vynálezu tálového ole-ja je príspevkom k zvýšeniu ekonomickejefektivnosti a zníženiu ekológickej závad-nosti sulfátového sposobu výroby celulózy.Aplikácia tálového oleja v zmysle tohto vy-nálezu vedie k úspoře motórovej nafty, top-ného oleja a iných ušlechtilých výrobkov pe-trochemických technologií, doposial' apliko-vaných ako paliva a senzibilizátory zmes-ných trhavin. Tým, že tálový olej obsahujeaž 58 °/o hmot. mastných kyselin, prevažnekyseliny olejovej a linolovej, je najma přivýrobě trhavin typu W/O alebo O/W danámožnost syntézy trhavinu stabilizujúcehodisperzantu „in šitu“, čo je ďalšia výhodatohto vynálezu. Tálový olej je pre výrobu zmesných trha-vin možné použit v surovom stave alebodestilovaný; prvý variant je ekonomickyatraktivnější.

Trhaviny s obsahom tálového oleja sú a-luminizovateíné. Ich stabilitu fyzikálnu jemožné zvýšit běžnými sposobmi, napr. pritrhavinách DAP je to aplikácia prilovanéhodusičnanu amonného a/alebo prídavok drev-nej múčky a/alebo prídavok iného vhodné-ho adsorbentu (vodonerozpustný močovino-formaldehydový kondenzát, modifikovanýjemnozrnný oxid křemičitý a pod.), pri tr-havinách typu TPV je to aplikácia vhodné-ho gélotvorného činidla a rovnako, ako pritrhavinách typu W/O a O/W aplikácia vhod-ného bazického činidla (syntéza disperzan-tu „in šitu“).

Aplikácia v zmysle tohto vynálezu tálo-vého oleja neholá v literatúre doposial' po-písaná a je dokumentovaná nasledujúcimipríkladmi, ktoré však v žiadnom případe ne-vylučujú možnú variabilitu sposobu a šíř-ky tejto aplikácie. Příklad 1 K dispozícii je tálový olej o zložení: 55,1pere. hmot. mastných kyselin, 30,9 % hmot.živičných kyselin, 11,8 % nezmydelnitelné-ho podielu a 2,2 % hmot. vody. Jódové čís-lo tohto oleja je 127,2 g na 100 g vzorky,číslo kyslosti je 170,2 mg hydroxidu drasel- 6 ného na 1 g vzorky a spalné teplo je 37 100kj. kg“1. Z tohto tálového oleja a technického du-sičnanu amonného je malaxérovacímspo-soibom za atmosférického tlaku připravenápolosypká zmes o zložení (% hmot.): 6,69pere. tálového oleja, 1,07 % vody a 82,24 %dusičnanu amonného. Uvedená zmes je při-bližné nulovéj kyslíkovéj bilancie a pre.mer-nú nábojová hmotnost 1 000 kg . m-3 je cha-rakterizovaná údajmi: max,'výbuchové teplo (kj.kg-1) 3 680 objem povýbuch. splodín (l.kg"’) .960 úplná ideálna práca výbuchu (kj . kg-1) 3 300detonačná rýchlosť ( km . s' ') 3,0-,3,2 Příklad 2 28 hmot. dielov 50 %-ného vodného roz-toku hydroxidu sodného je přidaných k 925hmot. dielom 80 °C teplého vodného rozto-ku, ktorý obsahuje 69,9 % hmot. dusičnanuamčnneho, 16,6 % hmot. dusičnanu sodné-ho a 13,7 % hmot. vody. Táto zmes je po-maly a za miešania dávkovaná k 70 hmot.dielom tálového oleja z příkladu č. 1. Re-zultujúca emulzia je ochladená na teplotu47 až 50 °C a je k nej přidaných 40 hmot.dielov dutých skleněných mikrokuličiek. Re-zultuje trhavina typu W/O o zložení (%hmot.): 58,44 % dusičnanu amonného, 17,34pere. dusičnanu sodného, 13,25 % vody, 3,78pere. mikrokuličiek a 6,61 % tálového ole-ja, uvažovaného vo východiskovej kvalitě(t. j. s vofnými kyselinami).

Tento emulzný typ trhaviny má nasledu-júce charakteristiky: max. výbuchové teplo (kj.kg-1) 3 000 objem povýbuch. splodín (l.kg-1) 845 úplná ideálna práca výbuchu (kj.kg-1) 2 650 kyslíková bilancia (% hmot.) +5,9 detonačná rýchlosť (km. s_1) pre ná-bojová mernú hmo-tnosť 1150 kg. m-3 3,4-3,7 Příklad 3 Z tálového oleja podlá příkladu 1, tech-nického dusičnanu .amonného a 2,4,6-trini-trotoluénu je na koloběhu připravená syp-ká zmes o zložení (°/o hmot.): 78,81 % du-sičnanu amonného, 21,14 % 2,4,6-trinitro-toluénu a 0,05 % tálového oleja. Táto, zmesje charakterizovaná údajmi: max. výbuchové teplo (kj.kg-1) 5 350 objem povýbuch. splodín (l.kg-1) 900 úplná ideálna práca výbuchu (kj.kg-1) 4 980 kyslíková bilancia (% hmot.) ca, 0 detonačná rýchlosť (km. s-1) maximálna 4,97

Claims (1)

1. 243928 Přikládá Z tálového oleja z příkladu 1, 2,4,6-trini-trotoluénu, technického dusičnanu amónne-ho a hliníkového prachu s měrným povr-chom okolo 0,7 mi2. g"1 je na koloběhu při-pravená sypká zmes o zložení (% htmot.):81,70 % dusičnanu amónneho, 12,35 % tri-nitrotoluénu, 5 % hliníka a 0,95 % tálové- ho oleja. Táto zmes je charakterizovaná ú-dajmi: max. výbuchové teplo (kj.kg-1) 5200 objem povýbuch. splodín (1. kg-1) 850 úplná ideálna práca výbuchu (kj.kg-1) 4 150 kyslíková bilancia ( % hmot. ) ca 0 detonačná rýchlosť (km . s_l) 4,84 maximálna 4,84 PREDMET Použitie tálového oleja ako zložky zmes-ných trhavin s donorom kyslíka nitrátové-ho typu v množstve 0,01 až 10 % hmot. tá- VYNALEZU lového oleja, s výhodou v množstve 0,05až 6,69 % hmot tálového oleja na hmot-nost rezultujúcej zmesnej trhaviny. Severografla, n. p., závod 7, Most Cena 2,40 Kčs