DE1303065B

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Info

Publication number: DE1303065B
Application number: DE1964A0046022
Authority: DE
Priority date: 1963-05-13
Filing date: 1964-05-12
Publication date: 1971-04-01
Also published as: ES299723A1; BE647896A; MY6700115A; GB1037619A; US3164503A

Description

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Gegenstand der Erfindung sind Sprengmittel auf paraffinische Wachse, pflanzliche Öle oder Kohlender Basis von Salpetersäure und Ammoniumnitrat, staub. Im allgemeinen hängt die Art des brennbaren ferner brennbaren organischen, flüssigen und/oder Materials von der physikalischen Form des Endfesten Stoffen, enthaltend die Salpetersäure als 30- bis produktes ab, ob z. B. ein gießbares flüssiges Produkt 80°/₀ige wäßrige Lösung, die Brennstoffkomponente 5 hergestellt werden soll. In diesem Falle wird ein als mit der wäßrigen Säure nicht mischbaren, darin flüssiger oder halbflüssiger brennbarer Stoff verdispergierten Stoff, ferner einen säurebeständigen wendet. Ist ein festes Produkt herzustellen, so nimmt Emulgator. man einen vorwiegend festen brennbaren Stoff.

Die Sprengmittel enthalten als Brennstoffkompo- Flüssige Stoffe, die sich besonders für die Herstellung nente bevorzugt Mineralöl, Paraffin oder ein Paraffin- io von Auf schlämmungen eignen, sind raffinierte Mineralwachs, öle, die bei normalen Temperaturen flüssig sind und

Diese Sprengmittel haben den Vorteil, daß sie einen Entflammungspunkt von über 38° C haben, kräftige Sprengstoffe darstellen, jedoch keine empfind- Für die gekörnten Gemische ist Brennstofföl Nr. 2 liehe hochexplosive Komponente enthalten. Sie sind hervorragend geeignet. Die Eigenschaften des Brennunempfindlich gegen mechanische Erschütterungen, 15 stofföls Nr. 2 sind bekannt und in dem US Departaber empfindlich gegen Detonationen, die durch ment of Commerce Commercial Standard CS 12-48 Initialzünder eingeleitet werden, wie sie gewöhnlich genannt. Das Brennstofföl hat einen Entflammungsbei Ammoniumnitratsprengungen verwendet werden. punkt von über 38⁰C, einen 90°/o-Destillationspunkt

Ein besonderer Vorteil der auf geschlämmten Mi- von etwa 355° C, eine maximale kinematische Viskosi-

schungen der Erfindung, die Salpetersäure und ent- 20 tat bei 38⁰C von 26,4 cSt. Als brennbare Stoffe sind

weder Ammonium- oder Kaliumnitrat enthalten, auch Petroleumfraktionen geeignet, die als wenig

besteht darin, daß diese Mischungen unter normalen oder partiell raffinierte Öle bezeichnet werden. Im

Bedingungen weder den Anteil der normalerweise allgemeinen sind die brennbaren Stoffe der Mischungen

titrierbaren Azidität aufweisen noch so korrosiv sind, unter normalen Bedingungen des Mischens und der

wie man aus der in der Mischung vorhandenen Menge 25 Lagerung mit der Salpetersäure nicht reaktionsfähig,

an Salpetersäure erwarten würde. d. h. wenn überhaupt, so werden wenig Stickoxyde in

Die neuen Sprengmittel sind Dispersionen. Sie merkbarer Form von dem Gemisch abgegeben,

bestehen aus einer wäßrigen Lösung von Salpetersäure Paraffine oder Wachse auf Paraffinbasis sind besonders

und detonationsunempfindlichen, nicht mischbaren geeignet als ölige Komponenten,

brennbaren organischen Stoffen. Die brennbare Korn- 3° Die Gemische können andere Bestandteile enthalten,

ponente ist mit der Salpetersäure nicht mischbar und die ihre physikalischen Eigenschaften modifizieren,

reagiert auch nicht mit der Salpetersäure, wenn die Zum Beispiel kann ein feinteiliges Ammoniumnitrat

Komponenten unter normalen Bedingungen gemischt mit einem dünnen Überzug eines schützenden Mate-

und aufbewahrt werden. Die Dispersionen sind ver- rials versehen werden, um den Abrieb und das Zu-

hältnismäßig stabil. Die Komponenten trennen sich 35 sammenbacken der Teilchen zu verringern. Zum Bei-

nur wenig in ihre einzelnen Phasen. Sie sind mindestens spiel wird häufig ein dünner Überzug von Ton,

8 Stunden und im allgemeinen mehrere Monate be- Diatomeenerde oder organischen Substanzen, z. B.

ständig. aus einem Gemisch von Sulfonaten von Mono- und/

»Nicht mischbar« bedeutet erfindungsgemäß, daß oder Dimethylnaphthalinen als Zusatz zu feinteiligem keine beständigen homogenen Mischungen mit einer 40 Ammoniumnitrat verwendet. Im allgemeinen werden wäßrigen Salpetersäure, die zwischen etwa 30 und die anorganischen Zusätze wie Ton in einer Menge von 80 Gewichtsprozent Salpetersäure enthält, gebildet etwa 0,5 bis etwa 5 Gewichtsprozent des Ammoniumwerden, nitrats zugesetzt. Die organischen Zusätze sind häufig

Aus der Technik bekannte Salpetersäuremischungen in Mengen von nur 0,05 Gewichtsprozent des Ammo-

für Sprengstoffzwecke verwenden hochkonzentrierte 45 niumnitrats wirksam.

Salpetersäuren, die vorliegend durch die billigeren Die Gemische enthalten ein oberflächenaktives

schwächeren Säuren ersetzt werden. In den Nobel- Mittel, im allgemeinen zwischen etwa 3 und etwa

heften, März 1958, S. 81, ist eine Mischung aus 50 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Teile einer wäß-

80°/₀iger Säure beschrieben, die Acetonitril und rigen Salpetersäure, die etwa 30 bis etwa 80 Gewichts-

Dimethyläther enthält. Beide Zusätze sind salpeter- 5° prozent Salpetersäure enthält, um zu erreichen, daß

säurelöslich, während die hier verwendeten Zusätze das Gemisch homogen wird und bleibt. Im allgemeinen

mittels Emulgiermitteln in der Säure dispergiert sind etwa 3 bis etwa 30 Gewichtsteile, bezogen auf

werden. 100 Teile der Salpetersäure eines oberflächenaktiven

Die Sprengmittel enthalten brennbares organisches Mittels ausreichend, um die Gemische zu emulgieren. Material, das mit einer wäßrigen Lösung von Salpeter- 55 Es können jedoch weitere Mengen oberflächenaktiver säure nicht mischbar ist. Das heißt die zwei Kompo- Mittel von bis zu etwa 50 Teilen zugesetzt werden, nenten können zur Herstellung einer Dispersion ver- ohne daß ein nachteiliger Effekt eintritt. Ein Überwendet werden. Als detonationsunempfindliche Koh- schuß an oberflächenaktivem Mittel kann insofern lenstoff enthaltende brennbare Komponenten sind günstig sein, als er dem Gemisch weiteren brennbaren allgemein Kohlenwasserstoffe paraffinischer, olefini- 60 Stoff zufügt.

scher, naphthenischer, aromatischer, gesättigter oder Die Gemische können auch kleine Mengen eines

ungesättigter Art geeignet. Als weitere brennbare stabilisierenden Materials, im allgemeinen zwischen

Stoffe können Kohlenhydrate, z. B. Zucker in trocke- etwa 1 und etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen auf

ner Form, wie Saccharose, oder in Lösung, wie 100 Gewichtsteile der Salpetersäure enthalten, um zu

Melassen, verwendet werden. 65 verhindern, daß sich die wäßrige Phase des Gemisches

Besondere Beispiele für detonationsunempfindliche, von der brennbaren Komponente trennt. Wenn ent-

nicht mischbare, Kohlenstoff enthaltende brennbare weder das oberflächenaktive Mittel oder die stabili-

Stoffe sind Dieselöle oder ähnliche Petroleumprodukte, sierenden Materialien unempfindlich, kohlenstoff-

haltig und mit der wäßrigen Salpetersäure nicht mischbar sind, können sie helfen, die an den brennbaren Stoff gestellten Forderungen zu erfüllen. Die Empfindlichkeit und Detonationsgeschwindigkeit der Aufschlämmungen und verfestigten Dispersionen kann durch den Zusatz eines inerten, nichtexplosiven, die Detonationsgeschwindigkeit stabilisierenden Materials, z. B. von expandiertem, in Teilchenform vorliegendem Perlit oder hohlen Glaskügelchen, stabilisiert werden. Im allgemeinen ist etwa 1 Gewichtsteil dieses Materials, bezogen auf 100 Gewichtsteile der 60°/₀igen Salpetersäure erforderlich, um diesen Effekt zu erreichen, und gewöhnlich tritt mit mehr als etwa 70 Teilen keine weitere Verbesserung ein.

Die Gemische können in verschiedene physikalische Formen übergeführt werden, z. B. (1) eine körnige Form, wenn eine Dispersion einer wäßrigen Salpetersäure und eines nicht mischbaren brennbaren Stoffes verwendet wird, um gesonderte Körnchen von Ammoniumnitrat zu überziehen. (2) Eine Aufschläm- ao mung, wenn eine Dispersion einer wäßrigen Salpetersäure und eines nicht mischbaren brennbaren Stoffes zusammen mit Ammoniumnitrat aufgeschlämmt werden. Eine verfestigte Form, wenn eine wäßrige Salpetersäure, ein nicht mischbarer brennbarer Stoff und Ammoniumnitrat emulgiert und verfestigt werden. Die zuletzt genannte feste Emulsion kann weiter modifiziert werden, so daß Gemische erhalten werden, die geformt oder gegossen werden können und in kurzer Zeit ohne weitere Härtung oder anderweitige Behandlung zu einem festen Gemisch aushärten.

In Tabelle I sind eine Reihe von Vergleichsversuchen zwischen bekannten Ammoniumnitrat-Dieselöl-Gemischen und den Sprenggemischen gemäß der Erfindung zusammengestellt. In jedem Test wurde das Ammoniumnitrat gewogen und diese Menge mit einer gewogenen Menge des oder der Zusätze stark gemischt. In jedem Test wurde Dieselöl Nr. 2 als nicht empfindliches, nicht mischbares, Kohlenstoff enthaltendes Material verwendet. Die Gemische 2, 3, 5, 6, 8 und 9 entsprechen der Erfindung. In diesen Gemischen wurde eine wäßrige Salpetersäure verwendet, die 60 Gewichtsprozent Salpetersäure enthielt.

Tabelle I

Gemisch

Ammonium
nitrat

Dieselöl
Nr. 2

Salpetersäure

(Gewichtsteile)

Detonationsgeschwindigkeit

(m/s)

	Pellets
100	6,1	3,2
100	6,2	7,0
100	4,2

1800 2247 2582

Körnchen

4	100	6,1	—	2492
5	100	6,2	3,2	2795
6	100	4,2	7,0	2700

	Körnchen
100	6,1	3,2
100	6,2	3,2
100	6,2

fehlgeschlagen 1673 1673

Tabelle II zeigt die Ergebnisse der Vergleichsversuche zwischen typischen Nitrocarbonitrat-Sprengmitteln, wie sie bisher üblich waren, und körnigen Sprengmittelgemischen gemäß der Erfindung. Die Gemische 10 und 11 stellen typische bekannte· Nitrocarbonitrat-Sprengmittel dar. Die Gemische 12,13 und 14 sind Gemische gemäß der Erfindung.

Tabelle II

Gemisch	Ammonium nitrat	Öl	Diatomeenerde	3,7	6O°/oige Salpetersäure	Größe der
		(Gewichtsteile)	3,7		Patrone
10	100	7,7	3,8		7,5 · 25 cm
11	100	7,7	3,8	—.	15 · 25 cm
12	100	7,6	3,8	5,9	7,5 · 25 cm
13	100	7,6	5,9	7,5 · 25 cm
14	100	7,6	5,9	10 · 25 cm

Zündmittel

Detonationsgeschwindigkeit (m/s)

750 g Gel.-Dyn. 750 g Gel.-Dyn. 225 g Gemisch B 750 g Gel.-Dyn. 750 g Gel.-Dyn.

fehlgeschlagen fehlgeschlagen

2291

2304

2315

Tabelle III zeigt die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen mit Sprengmittelgemischen gemäß der Erfindung, die als zusätzlichen Brennstoff Kohlehydrate enthalten.

Tabelle III

Gemisch Nr.	Form des Ammoniumnitrats	Ammo nium nitrat	Diesel heizöl Nr. 2	Körniger Zucker Gev	Melassen yichtsteile	Gemisch aus Kohle- und Glukoseteilchen	60 »/„ige Salpeter säure	Detonations geschwindigkeit (m/s)
15 16 17	Körnchen (Prills) Kügelchen (Pellets) Kügelchen	100 100 100	5,0 5,0 5,0	3,3	7,5	7,5	8,7 12,5 12,5	3046 2957 2760

Die Erfindung umfaßt ferner Sprengmittel in Form von Dispersionen, die in aufgeschrammter Form verwendbar sind. Diese Aufschlämmungen sind vergießbar und flüssig oder halbflüssig.

Ein Vorteil der aufgeschlämmten Mischungen der Erfindung besteht darin, daß diese Mischungen unter normalen Bedingungen weder die Menge an normalerweise titrierbarer Azidität aufweisen noch so korrosiv sind, wie man aus der in der Mischung vorhandenen Menge an Salpetersäure erwarten würde.

Der brennbare Bestandteil ist mit Wasser nicht mischbar und besteht vorzugsweise aus einem öligen Material, beispielsweise aus Paraffin oder raffiniertem Mineralöl. Von den öligen Stoffen, die zur Verwendung geeignet sind, eignen sich solche besonders, die bei Umgebungstemperatur flüssig sind. Ein geeigneter brennbarer Stoff, der den Anforderungen der Erfindung entspricht, ist ein raffiniertes Kohlenwasserstofföl, aus dem nahezu alle ungesättigten Kohlenwasserstoffe entfernt worden sind.

Die aufgeschlämmten Mischungen stellen in physikalischer Hinsicht stabile Dispersionen dar. Die vorliegenden Dispersionen zeigen keine Trennung der Komponenten, selbst wenn sie 8 Stunden lang bei Temperaturen im Bereich von 24 bis 3O⁰C gelagert werden. Häufig sind die vorliegenden Dispersionen Monate lang oder länger stabil.

Claims

Patentansprüche:

ίο 1. Sprengmittel auf der Basis von Salpetersäure

und Ammoniumnitrat, ferner brennbaren organischen, flüssigen und/oder festen Stoffen, enthaltend die Salpetersäure als 30- bis 80%ige wäßrige Lösung, die Brennstoffkomponente als mit der wäßrigen Säure nicht mischbaren, darin dispergierten Stoff, ferner einen säurebeständigen Emulgator.
2. Sprengmittel nach Anspruch 1, enthaltend als Brennstoffkomponente Mineralöl, Paraffin oder ein Paraffinwachs.