CZ307535B6

CZ307535B6 - Sypká koloběhovaná amonledková průmyslová trhavina

Info

Publication number: CZ307535B6
Application number: CZ2017-112A
Authority: CZ
Inventors: Kamil Dudek; Jan Mátl; Milan Klusáček; Zdeněk Pleskot; Jindřich Půlpán; Radovan Skácel; Jiří Těšitel
Original assignee: Explosia A.S.
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2018-11-14
Also published as: CZ2017112A3

Abstract

Vynález se týká sypké koloběhované amonledkové průmyslové trhaviny, která obsahuje jako zcitlivující energetickou složku trimethylolpropan trinitrát, případně směs trimethylolpropan trinitrát s hliníkem a 0 % TNT.

Description

Vynález se týká sypké koloběhované amonledkové průmyslové trhaviny.

Dosavadní stav techniky

V současnosti se pro výrobu sypkých koloběhovaných amonledkových trhavin jako zcitlivující energetická přísada používá především TNT. TNT je toxický a jeho cena stále roste. Toxicita TNT se projevuje především při jeho výrobě a zpracování na průmyslové trhaviny a je příčinou nemocí z povolání. Výroba i použití TNT také zatěžuje životní prostředí, protože při výrobě vznikají odpadní vody (tzv. červené vody), které obsahují zabarvené nižší nitroderiváty toluenu, které jsou toxické, a u některých z nich byla také prokázána karcinogenita. Biologická odbouratelnost těchto derivátů je velmi obtížná a zdlouhavá, často dochází u starých výrob k dlouhodobému zatížení životního prostředí v horizontu desítek let.

Z pohledu zátěže životního prostředí dochází při použití trhaviny s TNT také ke kontaminaci spodních vod rezidui TNT a jeho derivátů a dále pak při selhávkách dochází k potenciální intoxikaci pracovníků dolů a lomů. Také povýbuchové zplodiny takových trhavin obsahují také malé množství detekovatelného TNT, což je nevýhoda zejména v důlních uzavřených systémech, kde se trhaviny s obsahem TNT používají (jedná se o doly bez nebezpečí výbuchu prachovzdušných a plyno-vzdušných směsí).

Hliník je známou součástí trhavin s vyšší pracovní schopností, současně však v průmyslových trhavinách zastává i funkci zcitlivující přísady pro dusičnan amonný jako hlavní složku trhaviny.

Jako další, teoreticky použitelné, zcitlivující energetické přísady pro sypké průmyslové trhaviny je známé použití látek jako je hexogen, pentrit nebo oktogen a jejich směsi s TNT. Tyto látky se však používají výjimečně vzhledem kjejich vysoké ceně oproti TNT a také jejich vysoké citlivosti k mechanickým podnětům, která je jejich hlavní překážkou pro použití těchto látek při technologii koloběhování, používané k výrobě sypkých amonledkových trhavin.

Cílem vynálezu je odstranit, nebo alespoň snížit nevýhody dosavadního stavu techniky a pokud možno nahradit obsah TNT v sypkých koloběhovaných amonledkových trhavinách netoxickou látkou při zachování zpracovatelských a užitných vlastností koloběhovaných sypkých amonledkových trhavin.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo sypkou koloběhovanou amonledkovou trhavinou, jejíž podstata spočívá vtom, že obsahuje jako zcitlivující energetickou složku trimethylolpropan trinitrát, případně směs trimethylolpropan trinitrát s hliníkem a 0 % TNT.

Trhavina podle tohoto vynálezu si zachovává užitné vlastnosti dosavadních koloběhovaných amonledkových průmyslových trhavin, přičemž výroba ΤΜΡΤΝ zatěžuje životní prostředí jen velmi málo ve srovnání s výrobou TNT. Z ekonomického hlediska je výroba ΤΜΡΤΝ ve velkém množství pro potřeby průmyslových trhavin levnější než je výroba TNT, protože u ΤΜΡΤΝ jde o jednostupňový proces nevyžadující žádné obtížné purifikační kroky, jako je vyžadováno při výrobě TNT. Odpadající kyselina při výrobě ΤΜΡΤΝ neobsahuje po termické stabilizaci žádné toxické látky a lze ji bez potíží využít např. k výrobě hnojiv. Při výrobě ΤΜΡΤΝ není třeba používat nitrační směs a proto je i regenerace kyseliny méně energeticky náročná a tedy ve všech

- 1 CZ 307535 B6 směrech nízkonákladová a jen minimálně zatěžující životní prostředí. Základní surovina pro výrobu TMPTN, trimethylol propan, je nyní jedno z nejběžnějších síťovadel při výrobě plastů, a proto je vstupní látka snadno dostupná a v podstatě pravděpodobně i nejlevnější ze všech derivátů pentaerythritolu.

TPMTN je bezbarvá krystalická látka nerozpustná ve vodě. CAS 2921-92-8, sumární vzorec CóHuNsCb molekulová hmotnost 269,4 g.mol·¹, hustota 1,50 g.cm \ kyslíková bilance - 50,5 %, objem výbuchových zplodin 1009 1/kg, bod tání 51 °C, detonační rychlost 6440 m.s ¹ (při hustotě 1,48 g.cnť³ v utěsnění), výduť v Trauzlově bloku 415 cm³. Synonyma: propylidenetrimethyl trinitrate, propatyl nitrate, Etrynit, ETTN, Ettriol trinitrate.

Vzorec TPMTN je:

Příklady uskutečnění vynálezu

Vynález je založen na tom, že sypká koloběhovaná amonledková trhavina má zcitlivující energetickou složku TNT zcela nahrazenu trimethylolpropan trinitrátem (dále jen TMPTN) nebo kombinací TMPTN/A1 (hliník). Podíl trimethylolpropan trinitrátu (TMPTN) nebo kombinace TMPTN/A1 (hliníku) v celkové směsi je přitom v rozsahu od 0,01 % hmotn. do 40 % hmotn., s výhodou pak v rozsahu od 2 % hmotn. do 20 % hmotn. Ve výsledné směsi je tak podíl toxického TNT 0 % hmotn., neboť tato neobsahuje žádné TNT.

V následujících tabulkách jsou uvedena příkladná složení a výsledky zkoušek amonledkových koloběhovaných průmyslových trhavin, v nichž byl obsah TNT jako zcitlivující energetické složky zcela nahrazen obsahem TMPTN nebo směsí TMPTN s hliníkem (Al).

Příklad 1

Složení	PX80	PX74	PX75	PX60	PX76	PX61	PX120	PX140
DAkrystal	92,12	91,32	89,07	87,52	85,32	83,82	77,74	57,74
TMPTN	1,00	2,00	5,00	7,00	10,00	12,00	20,00	40,00
Paliva	6,21	6,01	5,26	4,81	4,01	3,51	1,59	1,59
Pomocné látky	0,67	0,67	0,67	0,67	0,67	0,67	0,67	0,67
Parametry trhavin
O-bilance (%)	+0,37	+0,24	+0,28	+0,16	+0,21	+0,35	+0,31	-13,8
Vlhkost (%)	0,62	0,66	0,66	0,98	Neměř.	1,01	Neměř.	Neměř.
Syp. hmot. (g.cm³)	0,708	0,726	0,753	0,743	0,759	0,764	Neměř.	Neměř.
Citlivost	20	15	10	15	25	7,5	Neměř.	Neměř.

-2CZ 307535 B6

náraz (J)
DR 0 25 mm (m.s‘¹)	Nedet.	2389	2768	3300	3195	3670	Neměř.	Neměř.
DR 0 40 mm (m.s‘¹)	2985	Neměř.	Neměř.	Neměř.	Neměř.	Neměř.	Neměř.	Neměř.

Příklad 2

Složení	PX103	PX104
DAkrystal	89,13	89,13
TMPTN	3,00	2,00
Paliva	5,20	5,20
Pomocné látky	0,67	0,67
AI	2,00	3,00
Parametry trhavin
O-bilance (%)	+0,84	+0,47
Navlhavost (% DAkrystal)	136,45	138,10
Vlhkost (%)	0,95	0,66
Syp. hmot, (g.cm ³)	0,726	0,753
Citlivost náraz (J)	15	10
Brizance Hess (mm)		16,5
DR 0 25mm (m.s'¹)	2887	2985
DR 0 40mm (m.s¹)	3528	3637

... kde DR označuje detonační rychlost trhaviny v kartónové trubce příslušného průměru v mm.

Průmyslová využitelnost

Trhavinu podle vynálezu je možno využít pro povrchové dobývání rud a hornin a v podzemí, na pracovištích, kde se nevyskytují hořlavé plyny a prachy, v suchých nebo jen vlhkých vrtech.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Sypká koloběhovaná amonledková průmyslová trhavina, vyznačující se tím, že obsahuje jako zcitlivující energetickou složku trimethylolpropan trinitrát, případně směs trimethylolpropan trinitrát s hliníkem, a že neobsahuje TNT.

CL 307535 B6
2. Sypká koloběhovaná amonledková průmyslová trhavina podle nároku 1, vyznačující se tím, že podíl trimethylolpropan trinitrátu nebo jeho směsi s hliníkem v celkovém složení trhaviny je v rozsahu od 0,01 % hmotn. do 40 % hmotn.
3. Sypká koloběhovaná amonledková průmyslová trhavina podle nároku 2, vyznačující se tím, že podíl trimethylolpropan trinitrátu nebo jeho směsi s hliníkem v celkovém složení trhaviny je v rozsahu od 2 % hmotn. do 20 % hmotn.