DE102005031450A1

DE102005031450A1 - Explosive comprises ammonium nitrate and gas-to-liquid diesel fuel

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Publication number: DE102005031450A1
Application number: DE200510031450
Authority: DE
Inventors: Anita Lohr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2007-01-11

Abstract

Explosive comprising ammonium nitrate and gas-to-liquid (GTL) diesel fuel is new. An independent claim is also included for producing an explosive by adding gas-to-liquid (GTL) diesel fuel to ammonium nitrate in the form of crystals, granules or porous prills.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sprengstoff enthaltend Ammoniumnitrat sowie mindestens eine Kohlenstoffverbindung, insbesondere Mineralöl und/oder Mineralölprodukte sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The The invention relates to an explosive containing ammonium nitrate and at least one carbon compound, in particular mineral oil and / or petroleum products and a method for its production.

Sprengstoffe können aus einem Gemisch aus Ammoniumnitrat sowie einer Kohlenstoffverbindung hergestellt werden. Als Kohlenstoffverbindungen werden insbesondere Mineralöl und/oder Mineralölprodukte verwendet.explosives can from a mixture of ammonium nitrate and a carbon compound getting produced. In particular, carbon compounds are mineral oil and / or mineral oil products used.

Gebräuchliche Sprengstoffe sind beispielsweise PAC-, ANC-, ANFO- oder ANDEX-Sprengstoffe. ANC-, ANFO- oder ANDEX-Sprengstoffe enthalten neben Ammoniumnitrat Spindelöl oder Dieselöl. Spindelöl und Dieselöl sind jedoch in der Natur nicht oder nur schwer abbaubar und weisen daher nur eine geringe Umwelt- und Wasserverträglichkeit auf, zudem entstehen bei der Verbrennung zahlreiche unerwünschte Stoffe. Die Umweltverträglichkeit der Komponenten ist insbesondere dann von Wichtigkeit, wenn der Sprengstoff mit wasserführenden Schichten in Verbindung kommt, die möglicherweise der Trinkwasserversorgung dienen.common Explosives are for example PAC, ANC, ANFO or ANDEX explosives. ANC, ANFO or ANDEX explosives contain in addition to ammonium nitrate spindle oil or diesel oil. However, spindle oil and diesel oil are not degradable in nature or difficult to decompose and therefore have only a low environmental and water compatibility on, also arise when burning numerous unwanted substances. The environmental compatibility the components is particularly important if the Explosive with water-bearing Layers come into contact, possibly the drinking water supply serve.

Aus DE 196 26 109 ist ein Sprengstoff bekannt, der Ammoniumnitrat umfasst, das mit nativen Fetten getränkt ist. Die nativen Fette weisen jedoch wesentlich schlechtere Eigenschaften auf als Mineralölprodukte, beispielsweise bei der Detonationsgeschwindigkeit oder der Sensibilität. Native Fette werden daher primär als Emulgatoren eingesetzt.Out DE 196 26 109 For example, an explosive comprising ammonium nitrate soaked in native fats is known. However, the native fats have much worse properties than mineral oil products, for example at detonation speed or sensitivity. Native fats are therefore used primarily as emulsifiers.

Eine hohe Detonationsgeschwindigkeit sowie eine geeignete Sensibilität sind jedoch wichtige Voraussetzungen für einen gut verwendbaren Sprengstoff.A high detonation speed as well as a suitable sensitivity are however important prerequisites for a good explosive.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen preisgünstigen Sprengstoff mit einer hohen Detonationsgeschwindigkeit, einer guten Verbrennung sowie mit geringen toxischen Schwaden bereitzustellen.task The invention is therefore an inexpensive explosive with a high detonation speed, good combustion and with to provide low toxic swaths.

Dieser Aufgabe wird durch einen Sprengstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sprengstoffs mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.This Task is by an explosive with the features of the claim 1 and a method for producing an explosive having the features of claim 7 solved.

Gemäß Anspruch 1 enthält der Sprengstoff Ammoniumnitrat sowie mindestens eine Kohlenstoffverbindung, insbesondere Mineralöl und/oder Mineralölprodukte, wobei als ein Mineralölprodukt synthetischer Dieselkraftstoff (GTL-Diesel beziehungsweise Gas-to-liquid-Diesel) zugegeben ist.According to claim 1 contains the explosive ammonium nitrate and at least one carbon compound, especially mineral oil and / or mineral oil products, being considered a mineral oil product synthetic diesel fuel (GTL diesel or gas-to-liquid diesel) is added.

GTL-Diesel wird vorzugsweise aus Erdgas durch Zufuhr von Sauerstoff hergestellt und umfasst im wesentlichen flüssigen Kohlenwasserstoff. GTL-Diesel ist biologisch abbaubar und ungiftig. GTL-Diesel ist im Vergleich zu herkömmlichem Dieselkraftstoff in der Umwelt wesentlich besser abbaubar, so dass die Umweltverträglichkeit des Sprengstoffes deutlich verbessert ist. Dies bedeutet insbesondere, dass das Trinkwasser bei der Verwendung von GTL-Diesel nicht so stark belastet wird wie bei herkömmlichem Mineralöl. Auch die Verbrennung von GTL-Diesel erfolgt im Vergleich zu herkömmlichem Dieselkraftstoff schadstoffärmer.GTL diesel is preferably made from natural gas by the supply of oxygen and comprises substantially liquid Hydrocarbon. GTL diesel is biodegradable and non-toxic. GTL diesel is compared to conventional Diesel fuel in the environment much better degradable, so that the environmental compatibility of the explosive is significantly improved. This means in particular that the drinking water when using GTL diesel is not so heavily loaded as in conventional Mineral oil. Also, the combustion of GTL diesel is compared to conventional Diesel fuel low pollutant.

Die Mischung gemäß Anspruch 1 ermöglicht eine verbesserte Verbrennung sowie eine erhöhte Detonationsgeschwindigkeit gegenüber herkömmlichen Mischungen, die als Kohlenstoffverbindung beispielsweise ausschließlich herkömmliches Dieselöl enthalten, zudem ergeben sich Einsparungen bei den Bohr- und/oder Sprengstoffkosten.The Mixture according to claim 1 allows one improved combustion and increased detonation speed across from usual Mixtures containing as carbon compound, for example, exclusively conventional Contain diesel oil, There are also savings in drilling and / or explosives costs.

Vorzugsweise ist oder wird der synthetische Dieselkraftstoff mindestens im Umfang von 1 Gew%, vorzugsweise im Umfang von mindestens 2 Gew% zugegeben. Diese Mischung erlaubt ein teilweises, vollständiges oder zumindest nahezu vollständiges Ersetzen des üblicherweise verwendeten her kömmlichem Dieselkraftstoffs durch synthetischen (GTL-)Dieselkraftstoff in der Sprengstoffmischung und verbessert so insbesondere die Umwelt- beziehungsweise Wasserverträglichkeit des Sprengstoffs.Preferably is or is the synthetic diesel fuel at least in scope of 1% by weight, preferably in the amount of at least 2% by weight. This mixture allows a partial, complete or at least almost complete replacement usually used her conventional Diesel fuel through synthetic (GTL) diesel fuel in explosive mixture, thus improving in particular the environmental or water compatibility of the explosive.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Sprengstoff 92 Gew% bis 96 Gew%, vorzugsweise etwa 94 Gew% Ammoniumnitrat und synthetischen Dieselkraftstoff im Umfang von 4 Gew% bis 8 Gew%, vorzugsweise etwa 6 Gew%. Bei dieser Mischung sind einerseits vorteilhafte Sprengeigenschaften wie beispielsweise eine besonders hohe Detonationsgeschwindigkeit gegeben, andererseits wird der Schadstoffausstoß minimiert.In a preferred embodiment contains the explosive 92 wt% to 96 wt%, preferably about 94 wt% ammonium nitrate and synthetic diesel fuel in the range of 4% to 8% by weight, preferably about 6% by weight. On the one hand, this mixture is advantageous Blasting properties such as a particularly high detonation velocity given, on the other hand, the emission of pollutants is minimized.

Jedoch kann es vorteilhaft sein, neben synthetischem Dieselkraftstoff dennoch ein bereits herkömmlich bei der Herstellung von Sprengstoff der gattungsgemäßen Art verwendetes Mineralölprodukt beizugeben. Als derartiges herkömmliches Mineralölprodukt kommt insbesondere Spindelöl oder herkömmlicher Dieselkraftstoff in Betracht. Durch das Beigeben der bezeichneten Stoffe können einerseits die Herstellungskosten reduziert und andererseits die Sprengeigenschaften über einen gewissen Bereich eingestellt werden, wodurch sich der Sprengstoff besser an die Bedingungen vor Ort anpassen lässt.however It may be advantageous, besides synthetic diesel fuel nevertheless an already conventional in the manufacture of explosives of the generic type to add used mineral oil product. As such conventional petroleum product comes in particular spindle oil or more conventional Diesel fuel into consideration. By adding the designated Substances can on the one hand reduces the production costs and on the other hand the Blasting properties over be set to a certain range, thereby increasing the explosive better adapted to local conditions.

Bevorzugt weist der zugegebene synthetische Dieselkraftstoff einen Schwefelanteil unter 50 ppm, vorzugsweise unter 15 ppm auf. Durch den geringeren Schwefelgehalt wird die Schadstoffbildung bzw. Toxizität der Schwaden bei der Umsetzung reduziert.Preferably, the added syntheti diesel fuel has a sulfur content of less than 50 ppm, preferably less than 15 ppm. Due to the lower sulfur content, the formation of pollutants or toxicity of the swaths during the reaction is reduced.

Vorzugsweise ist der zugegebene synthetische Dieselkraftstoff in einem Fischer-Tropsch-Verfahren, vorzugsweise in einem auf Basis von Kobalt als Katalysator bei tiefen Temperaturen durchgeführten Verfahren gewonnen. Bei diesem Verfahren werden katalytische Reaktionen verwendet, um komplexe Kohlenwasserstoffe aus einfacheren organischen Chemikalien zu erzeugen. Durch dieses Verfahren lassen sich sehr reine Treibstoffe erzeugen, die weitgehend frei von zusätzlichen Stoffen wie Schwefel und aromatischen Stoffen sind. Hierdurch lässt sich die Umweltverträglichkeit des Sprengstoffs weiter verbessern.Preferably is the added synthetic diesel fuel in a Fischer-Tropsch process, preferably in a based on cobalt as a catalyst at low Temperatures carried out Process won. In this process, catalytic reactions Used to make complex hydrocarbons from simpler organic chemicals to create. This method can be very pure fuels generate, which is largely free of additional substances such as sulfur and aromatic substances are. This allows the environmental compatibility of the explosive continue to improve.

Außerdem wird gemäß Anspruch 7 ein Verfahren zur Herstellung eines Sprengstoffs vorgeschlagen, wobei Ammoniumnitrat in Form von Kristallen, Granulaten oder porösen Ammoniumnitrat-Prills vorliegt und dieses mindestens mit einer Kohlenstoffverbindung versetzt wird, wobei als Kohlenstoffverbindung synthetischer Dieselkraftstoff (GTL-Diesel beziehungsweise Gas-to-liquid-Diesel) zugegeben wird.In addition, will according to claim 7 proposes a process for producing an explosive, wherein ammonium nitrate is in the form of crystals, granules or porous ammonium nitrate prills and this is at least mixed with a carbon compound, as a carbon compound synthetic diesel fuel (GTL diesel or Gas-to-liquid diesel) is added.

Die porösen Ammoniumnitrat-Prills oder -Kügelchen weisen vorzugsweise einen Durchmesser von ca. 1-2 mm auf. Aufgrund ihrer Porosität sind die Ammoniumnitrat-Prills in der Lage, den synthetischer Dieselkraftstoff, insbesondere GTL-Diesel beziehungsweise Gas-to-liquid-Diesel, aufzusaugen bzw. zu absorbieren. Da es sich um kleine Kügelchen handelt, weisen diese eine gute Rieselfähigkeit auf und können lose in die Bohrlöcher geschüttet werden, wodurch die Bohrlöcher vollständig oder nahezu vollständig ausgefüllt werden. Ein vollständiges oder nahezu vollständiges Ausfüllen der Bohrlöcher verbessert den Verlauf der Sprengung. Die Prills zeichnen sich durch hohe Handhabungssicherheit und eine preiswerte Herstellung aus.The porous Ammonium nitrate prills or beads preferably have a diameter of about 1-2 mm. by virtue of their porosity are the ammonium nitrate prills able to produce the synthetic diesel fuel, especially GTL diesel or gas-to-liquid diesel or to absorb. Since these are small globules, they have a good flowability on and can loose in the drilled holes poured which are the drill holes Completely or almost completely filled out become. A complete or almost complete Fill out the boreholes improves the course of the demolition. The prills stand out high handling security and a cost-effective production.

Jedoch sind auch Granulate oder Kristalle oder aufgrund ihrer vergleichsweise großen Oberfläche oder auch eine Mischung von Granulaten oder Kristallen mit porösen Ammoniumnitrat-Prills gut verwendbar.however are also granules or crystals or because of their comparatively huge surface or a mixture of granules or crystals with porous ammonium nitrate prills good usable.

Die Zugabe von synthetischem Dieselkraftstoff zu Ammoniumnitrat in Form von Kristallen, Granulaten oder porösen Ammoniumnitrat-Prills ergibt ein umweltverträgliches Gemisch.The Addition of synthetic diesel fuel to ammonium nitrate in the form of crystals, granules or porous ammonium nitrate prills results environmentally friendly Mixture.

Das Mischen kann je nach Viskosität der Emulsion bei erhöhten Temperaturen oder auch bei Raumtemperatur durch übliche Mischverfahren, insbesondere durch Eindüsen, erfolgen.The Mixing may vary by viscosity the emulsion at elevated Temperatures or at room temperature by conventional mixing methods, in particular by injecting, respectively.

Das Mischen des Sprengstoffes kann an der Sprengstelle erfolgen, um die Zusammensetzung so rasch an den Verwendungszweck anpassen zu können. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, den Sprengstoff industriell zu fertigen und als fertigen Sprengstoff – insbesondere auch in patronierter Form – in die Bohrlöcher einzubringen.The Mixing the explosives can be done at the blast site to to adapt the composition to the intended use so quickly can. However, it may also be advantageous to use the explosive industrially to manufacture and as a finished explosive - especially in patronized Shape - in the holes contribute.

In einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Sprengstoff als Oxidationsmittel 94,2 Gew% Ammoniumnitrat-Prills sowie eine Treibstoffphase mit 5,8 Gew% GTL-Kraftstoff. Der GTL-Kraftstoff wurde in einem Fischer-Tropsch-Verfahren erzeugt. Hierbei beträgt die Detonationsgeschwindigkeit etwa 3.200 +/– 700 m. Insbesondere aufgrund der geringen Anzahl an Inhaltsstoffen ist diese Sprengstoffmischung sehr kostengünstig verfügbar.In a first embodiment For example, the explosive comprises 94.2 wt% ammonium nitrate prills as the oxidant and a fuel phase with 5.8 wt% GTL fuel. The GTL fuel was in a Fischer-Tropsch process generated. This is the detonation speed about 3,200 +/- 700 m. Especially because of The low number of ingredients makes this explosive mixture very economical available.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst der Sprengstoff als Oxidationsmittel 93,2 Gew% Ammoniumnitrat-Prills, eine Treibstoffphase mit 5,8 Gew% GTL-Kraftstoff sowie 1 Gew% Spindelöl oder Dieselöl. Die Detonationsgeschwindigkeit erhöht sich auf 3.200 +/– 770 m.In a second embodiment For example, the explosive comprises 93.2% by weight of ammonium nitrate prills as oxidizer. a fuel phase with 5.8 wt% GTL fuel and 1 wt% spindle oil or diesel oil. The detonation speed elevated up to 3,200 +/- 770 m.

Der Patentanspruch erstreckt sich auch auf andere Sprengstoff-Zubereitungen, bei denen der beschriebene ANFO-Sprengstoff in den verschiedensten Anteilen als Ausgangspunkt oder Zuschlagstoff verwendet wird.Of the Claim also extends to other explosive preparations, in which the described ANFO explosives in the most diverse Shares is used as a starting point or aggregate.

Claims

Explosive containing ammonium nitrate and at least one carbon compound, in particular mineral oil and / or mineral oil products, characterized in that as a mineral oil product synthetic diesel fuel (GTL diesel or gas-to-liquid diesel) is added.

Explosives according to claim 1, characterized that synthetic diesel fuel is at least 1% by weight, preferably at least 2% by weight is added.

Explosives according to claim 1 or 2, characterized that the explosive 92 wt% to 96 wt%, preferably about 94 wt% Ammonium nitrate and synthetic diesel fuel in the scope of 4 wt% to 8 wt%, preferably about 6 wt%.

Explosives according to one of claims 1 to 3, characterized in that in addition to synthetic diesel fuel, a conventional mineral oil product or another conventional Kohlenstoffverbin tion, in particular spindle oil or conventional diesel fuel is added.

Explosives according to one of Claims 1 to 4, characterized that the added synthetic diesel fuel contains a sulfur content below 50 ppm, preferably below 15 ppm.

Explosives according to one of claims 1 to 5, characterized the added synthetic diesel fuel in a Fischer-Tropsch process, preferably in a based on cobalt as a catalyst at low Temperatures carried out Method is obtained.

Process for the preparation of an explosive, wherein Ammonium nitrate in the form of crystals, granules or porous ammonium nitrate prills is present and this is mixed with at least one carbon compound wherein, as a carbon compound, synthetic diesel fuel (GTL diesel or gas-to-liquid diesel) is added.

Method according to claim 7, characterized in that that at least a proportion of 1% by weight, preferably of at least 2% by weight of synthetic diesel fuel (GTL diesel or gas-to-liquid diesel) is added.

Method according to claim 7 or 8, characterized that ammonium nitrate based on the total amount produced with 92% to 96% by weight, preferably about 94% by weight is and synthetic diesel fuel with 4 to 8 wt%, preferably about 6 wt% is added.