DE1816751A1

DE1816751A1 - Anorganische,oxydierende Sprengstoffsalze

Info

Publication number: DE1816751A1
Application number: DE19681816751
Authority: DE
Inventors: Lawrence Robert Wilbur
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1967-12-29
Filing date: 1968-12-23
Publication date: 1969-08-28
Also published as: BE726192A; US3455750A; NL6818748A; BR6805179D0; GB1190130A; FR1601038A

Description

PA TCNTAN WAL TE

k₉. JPictard'Gaffer..JShM* 1316751

PATENTANWALT DIPL-ING. R. M D LLER- BORN ER PATENTANWALT DIPL-ING. HANS-H. WEY

B ER LI N - DAHLEM 33 -PODBIE LS KIALLE E 63 8MdNCHENK-WIDENM AY ERSTH AS SE 49

TEL. 0311 . 762907 . TELEGR. PROPINDUS ■ TELEX 0184057 TEL. 0811 -225585 - TELEGR. PROPINDUS · TELEX 0524244

21 6h6

HERCULES INCORPORATED

Wilmington, Delaware (USA)

Anorgani sclie, oxydierende Sprengstoff salze

Die Erfindung betrifft wasserfreie, anorganische, oxydierende Sprengstoffsalze vom Ammoniumnitrat-Brennstofföl-Typ und vom Nitrocarbonitrat-Typ, die feinverteiltes Silicium und/oder eine oder mehrere Siliciumlegierungen mit einem Siliciumgehalt von mindestens 70 $ als Erregerkomponente enthalten. Diese zeichnen sich durch erhöhte Sicherheit bei Herstellung und Verarbeitung sowie durch Stabilität gegen Entmischung der Silxciumpartxkel aus.

909835/0965

1616751

Anorganische oxydierende Salzsprengstoffe oder -Mischungen vom wasserfreien Typ enthalten ein anorganisches Salz, gewöhnlich Ammoniumnitrat, als Hauptbestandteil neben einem geeigneten Brennstoff oder Erreger, wie einen oder mehrere Stoffe der Gruppe Aluminium, Kohle, ein Kohlenwasserstofföl, ein Mono- oder Dinitrotoluol u. dgl». Da die Brennstoff- oder Erregerkomponente dieser Sprengstoffe gewöhnlich eine Erhöhung der Empfindlichkeit bewirkt, werden sie auch oft als Sensibilisatoren bezeichnet.

Die vorstehend genannten Sprengstoffe sind zwei der gut bekannten Typen, d. h, Nitrocarbonitrat und Ammoniumnitrat-Brennstoff öl, und sie werden in der Fachliteratur oft und auch nachstehend als NCN bzw» ANFO bezeichnet. Ein Sprengstoff vom Ammoniumnitrat-Brennstofföl-Typ enthält neben dem anorganischen oxydierenden Salz einen kleinen Anteil an Kohlenwasserstofföl und oft einen kleinen Anteil an feinverteiltem Aluminium oder einer Aluminium-Magnesium-Legierung als weiteren Brennstoff oder Erreger; die Sprengstoffe vom Nitrocarbonitrattyp enthalten neben dem anorganischen oxydierenden Salz einen Erreger, wie Mono— oder Dinitrotoluol, feinverteilte Kohle, feinverteiltes Aluminium u. dgl.»

Diese Sprengstoffe sind frei von Bestandteilen, die als solche hochexplosiv sind. Die NCN-Sprengstoffe und gewöhnlich auch die ANFO-Sprengstoffe sind unempfindlich gegenüber der Sprengwirkung einer handelsüblichen Zünd-

909835/096S

copy

ORIGINAL

kapsel No. 8; sie werden jedoch stets zündbar durch die Sprengwirkung einer konventionellen Zündladung, wie PÄTN, Pentolite, Tetryl u. dgl..

Wenn auch in den vorstehend genannten anorganischen oxydierenden Salzsprengstoffen eine Zeit lang Aluminium eingesetzt worden ist, ist doch die Verarbeitung von Aluminium während der Herstellung gefährlich, und oft wird die Empfindlichkeit des erhaltenen Sprengstoffes auf ein Maß erhöht, das eine besonders vorsichtige Behandlung während der Lagerung und der Verschiffung erforderlich macht, auch wenn es gegenüber der Sprengwirkung einer elektrischen Zündkapsel No. 8 unempfindlich ist. Außerdem entmischt sich das gewöhnlich verwendete feinverteilte Aluminium leicht von den übrigen Sprengstoffbestandteilen während der Lagerung, insbesondere dann, wenn das oxydierende Salz in klumpiger Form vorliegt, was selbstverständlicla zur Mischungsuneinheitlichkeit und zu unzuverlässigem Verhalten des Sprengstoffes beiträgt.

Die Erfindung bezieht sich auf anorganische oxydierende Salzsprengstoffe vom wasserfreien Typ, der einen neuen metallischen Erreger- oder Brennstoff-Bestandteil enthält, und der weitgehend dieselbe Sprengkraft hat wie die Sprengstoffe, die Aluminium enthalten. Sie zeichnen sich jedoch durch eine geringere Empfindlichkeit und deshalb eine größere Sicherheit bei Herstellung und Verarbeitung, größere statische Widerstandskraft und größere Beständigkeit gegen Abscheiden des

9098 3 5/Ubdb

— >- ^C0PY

metallischen Bestandteils aus·

Erfindungsgemäß sind die anorganischen oxydierenden SaIζSprengstoffe vom wasserfreien Typ dadurch gekennzeichnet, daß sie als Erregerbestandteile 2 bis 18 Gew.-$ feinverteiltes Silicium enthalten, das weitgehend sämtlich ein 30 Maschen (30 mesh) US-Standardsieb passiert* Dies kann Silicium, mindestens eine Silicium-Metall-Legierung mit einem Siliciumgehalt von mindestens 70 Gew.-$ oder ein Gemisch aus Silicium und mindestens einer dieser Legierungen sein·

Üblicherweise enthalten die erfindungsgemäßen Sprengstoffe auf Gewichtsbasis etwa 78 bis etwa 98, vorzugsweise nicht mehr als etwa 92 $, eines anorganischen oxydierenden Salzes, etwa 1 bis etwa 8, vorzugsweise 2 bis 5 $» einer ergänzenden, gewöhnlich kohlenstoffhaltigen Brennstoffkomponente und das oben bezeichnete feinverteilte Silicium. Vielfach ist die feinverteilte Siliciumkomponente eine Legierung mit einem Siliciumgehalt von mindestens 85 $, wovon mindestens 90 $ ein 100 Maschen (100 mesh) US-Standardsieb passiert· Besonders vorteilhafte Siliciumkomponentenbestandteile der jetzt bevorzugten Mischungen liegen oft vorteilhaft in der Größenordnung von 6 bis I5 Gew,-% vor. In einigen Fällen werden begrenzte Anteile an feinverteiltem Aluminium vorteilhaft als Ergänzungsstoff zu der Siliciumkomponente eingesetzt, und zwar in einem Gewichtsverhältnis bis zu etwa ItI, wobei das feinverteilte Aluminium in der fertigen Sprengstoffmischung in einer Menge von nicht mohr als etwa 5 Gew.-56 vorliegt.

909835/0965

Der Ausdruck "anorganisches oxydierendes Salz" bezeichnet bekanntlich ein solches, das unter Detonierbedingungen Sauerstoff für das erforderliche Sauerstoffgleichgewicht liefert. Vielfach ist Ammoniumnitrat die einzige sauerstoffliefernde Salzkomponente· Jedoch können auch andere sauerstoffliefernde Salze allein oder mit Ammoniumnitrat als ergänzendes oxydierendes Salz verwendet werden· Von diesen werden Alkalimetallnitrate, gewöhnlich Natriumnitrat, zur Zeit bevorzugt, und in der fertigen Mischung liegen sie als ergänzendes anorganisches oxydierendes Salz in einem Gewichtsverhältnis von Ammoniumnitrat zu Natriumnitrat von 4:1 bis 0,3*1 vor, Beispiele für sauerstoffliefernde Salze, die allein oder zusammen mit Ammoniumnitrat als ergänzende oxydierende Salze verwendet werden können, sind Alkali- und Erdalkalimetallnitrate und -perchlorate (einschließlich den Ammoniumsalzen), wie beispielsweise Natriumnitrat, Magnesiumnitrat, Calciumnitrat, Kaliumnitrat, Bariumnitrat, Natriumperchlorat, Ammoniumperchlorat, Calciumperchlorat und Magnesiumperchlorat·

Die Teilchengröße der anorganischen oxydierenden Salzbestandteile ist nicht kritisch. Ammoniumnitrat kann beispielsweise aus Klumpen bestehen, oder es kann auch als Granulat vorliegen und in dieser Form grob bis fein sein· Andere anorganische oxydierende Salzbestandteile haben gewöhnlich eine vergleichbare Teilchengröße·

Obwohl die Sprengstoffe nach der Erfindung nicht unbedingt mehr als ein anorganisches oxydierendes Salz und die Siliciumkomponente als Erreger (oder Brennstoff)

9098 3 5/0966

enthaiten müssen, enthalten sie üblicherweise eine geeignete ergänzende Brennstoffkomponente, vorzugsweise einen kohlenstoffhaltigen Brennstoff. Weitere Beispiele für geeignete Brennstoffbestandteile sind Schwefel, Gilsonit, feinverteilte Kohle, mono- oder dinitrierte Kohlenwasserstoffe, z. B. DNT und MNT, Äthylenglykol, gewöhnlicher granulierter Zucker, Paraffinwachs, Nitroparaffine, Kohlenwasserstoffbrennstoff Öle u. dgl. Von den zahlreichen kohlenstoffhaltigen Brennstoffkomponenten sind Kohlenwasser stoff brennstoff öle und Mono- und Dinitrotoluole besonders zu bevorzugen.

Die feinverteilte Siliciumerregerkomponente der Spreng* stoffe nach der Erfindung kann aus einem breiten Bereich von handelsüblichen Reinheitsgraden ausgewählt sein, so daß nicht nur die Verwendung von weitgehend reinem Silicium möglich ist, sondern auch aus einer Anzahl von Siliciumlegierungen und Siliciumnnschungen eine Auswahl getroffen werden kann.

Der Siliciumgehalt der Siliciumkomponente beträgt erfindungsgemäß mindestens 70 $} vorzugsweise liegt er in der Größenordnung von 85 $ und mehr. Beispielsweise und typische Teilchengrößenverteilungen und Zusammensetzungen der zu bevorzugenden Siliciumkomponenten nach der Erfindung sind in Tabelle 1 angegeben.

909835/0965

TabelXe

Teilchengrößen und Zusammensetzung

Siliciumkomponente

US-Standardsiebmaschengröße

II

III

größer	als	30	Spuren	Spuren
größer	als	ko
größer	als	50	16,2	6,0
größer	als	60	15,5
größer	als	80		29,0
größer	als	100	31,5	65,0
kleiner	als	100
größer	als	200	26,7
kleiner	als	200
größer	als	325	8,1
kleiner	als	325	2,0

Analyse der Teilchengrößenverteilung mit Sharpie s-"Mikromerogr

82 # kleiner als 7k Mikron

39 $ kleiner als kh Mikron

Typische Probe einer Siliciumkomponente

Prozent Silicium

Typen I und III Typ II - 97 85

Die Siliciumkomponente des Typs II ist besonders vorteilhaft, weil sie wirtschaftlich und befähigt ist, die Explosionsreaktion einzuleiten« Typ II ist eine Silicium-1egxerungsmischung, die bei einem nominalen Siliciumbereich von 82 bis 88 # etwa 80 $> Silicium enthält. Die Bereichsanalyse der hauptsächlichen restlichen Elemente, die in der Legierung gebunden sind, ist wie folgt«

909835/096b

Aluminium 0,70 bis 1,25 Calcium 0,35 bis 0,60 Kohlenstoff 0,10 bis 0,15 Chrom 0,20 bis 0,30 Kupfer 0,03 bis 0,08 Magnesium 0,02 bis 0,05

Molybdän 0,01 bis 0,04

Nickel 0,04 bis 0,08

Phosphor 0,01 bis 0,03

Titan 0,08 bis 0,12

Mangan 0,05 bis 0,15

Eisen Rest

Die Siliciumkomponenten der Typen X und III sind Siliciumlegierungen, die 95 bis 97 % Silicium enthalten, wobei die Bereichsanalyse der hauptsächlichen restlichen Elemente, die in der Legierung gebunden sind, wie folgt ist:

Aluminium 0,20 bis 0,65 # Titan 0,03 bis 0,07 #

Calcium 0,02 bis 0,05 # Phosphor 0,002 bis 0,006

Kohlenstoff 0,04 bis 0,09 fi Schwefel 0,06 bis 0,10 #

Chrom 0,01 bis 0,03 # Vanadin 0,06 bis 0,10 56

Kupfer 0,01 bis 0,03 # Mangan 0,01 bis 0,03 #

Nickel

0,035 bis 0,06 # Eisen

0,5 bis 1,5

Anhand der folgenden Beispiele werden die Sprengmischungen nach der Erfindung im einzelnen erläutert·

Beispiele 1 bis k

Em wurden zwei Sprengetoffaiechungen nach der Erfindung, (Beispiele 2 und k) angesetzt und >weila auf die Empfindlichkeit, auegedrückt durch die kleinste Zündladung, die für die Zündung erforderlich ist, geprüft« Zwei weitere und entsprechende Sprengnischlingen (Beispiele 1 und 3), die anstelle von Silicium Aluminium enthielten, wurden

909835/0965

zu Vergleichszwecken geprüft. Die bei diesen Prüfungen erhaltenen Werte sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

Tabelle 2

Mindest-Zündladung für Zünder

Militär Zünd- Detonatians-

Ansatz (Gewichtsprozente) kapsel'"/(Army geschwin-

Bei- Ammonium- Metall Brenn- Dichte cap) oder Pen- digkeit spiel nitrat (1) stoff- (g/ccm) tolite (grams) m/sec(5)

öl (2)

1	89	7 7	7	Al^	4	0,88	MiIit.Zündkapsel	3300
2	89	7		4	0,81	Pentolite * '	3550
3 4	92, 92,	7, 7,	3 Al*³' 3 SlC)	0 0	0,84 0,86	Pentolite * ' Pentolite ⁽ⁱ⁶⁰⁾	2800 3350

1) Klumpen - Alle kleiner als 6 mesh, 5 $ (max.) größer als

8 mesh, 2 °p (max. ) kleiner als 20 mesh (US-standardsieb)

2) Brennstofföl No. 2

3) Aluminium- Mindest-Al-Gehalt 90 $, 90 $ kleiner als

30 mesh (US-Standardsieb)

4) Typ II der Tabelle 1, Sxliciumgehalt 85 Gew.-#

5) Gemessen als Durchschnitts-Detonationsgeschwindigkeit über eine 20 cm-Länge am Ende einer (28") 7I cm langen Sprengstoffsäule, die in einem Eisenrohr von (5" x 28") 12,7 χ 71 cm Größe befindlich ist (Tabelle 4o). Die Detonationszeit über eine Länge von 20 cm des Sprengstoffe wird elektronisch mittels eines ZählChronographen gemessen.

909835/096b

1818751

6) 1,87 mal so stark wie eine Zündkapsel' No. 8

Die Beispiele 1 und 2 erläutern Ammoniumnitrat-Brennstofföl-Silicium-Sprengmischlingen nach der Erfindung und ihre Empfindlichkeit, die merklich geringer ist als bei Mischungen, die anstelle von Silicium Aluminium enthalten. Xn gleicher Weise erläutern die Beispiele 3 und 4 Ammoniumnitrat-Silicium-Sprengmischungen nach der Erfindung, die keinen ergänzenden Brennstoff enthalten und die eine geringere Empfindlichkeit zeigen als entsprechende Ammoniumnitrat-Aluminium-Sprengmischlingen. Die Silicium enthaltenden Sprengmischungen nach der Erfindung sind weniger empfindlich und deshalb sicherer während Lagerung und Verschiffung zu handhaben als entsprechende Sprengmischungen, die entsprechend der konventionellen Technik Aluminium enthalten.

Beispiele 5 bis 10

Die Beispiele 5 bis 10, die in Tabelle 3 zusammengestellt sind, veranschaulichen ebenso, daß die Empfindlichkeit von Sprengmischungen nach der Erfindung geringer ist als die von konventionellen, feinverteiltes Aluminium als Metallkomponente enthaltenden Mischungen. Bei jedem Beispiel wurde so vorgegangen, daß ein Metallbehälter mit 82,5 mm Durchmesser und 108 mm Höhe mit 250 g der Mischung gefüllt und bei der angegebenen Temperatur dem Aufschlag eines aus 30 m (100 ft) abgefeuerten weichspitzi-gen Geschosses vom Trommelkaliber 220, Körnung 48 (220 caliber swift, 48 grain) ausgesetzt wurde.

909835/09öb

Tabelle 3 Ansatz (Gewichtsprozente)

Bei- Ammoniumspiel nitrat(w

01

(2) Temp,

Ergebnis

Anmerkungen

17,2 keine Reaktion

65,5

keine Reaktion

Behälter war,

ausgenommen

die Ein-

s chi agö ff ng.,

unverändert

wie für Be i-

spiel 1

89 89 h 16,7 teilweise
detoniert

h 65,5 teilweise
detoniert

Behälter in 2 Stücke zerrissen
Behälter in h Stücke zerrissen

89

7 Si 15»5 Geringfügige, Ausgenommen falls überhaupt,Einschlag-Reaktion loch war der

Behälter unverändert· 8°ringfügige, Ausgenommen falls überhaupt,Einschlag-Reaktion loch war der

Behälter unverändert.

Fußnoten (1), (2), (3) und (k) vgl. Tabelle 2

Dl· Beispiel· 5 bis 10 veranschaulichen die feringe Empfindlichkeit, die AjoHoniuani tr at-Brennst off öl-Spreng el schlingen durch die Gegenwart von feinverteiltem Silicium erteilt wird, im Gegensatz su der merklich höheren Empfindlichkeit, die durch die konventionelle Anwesenheit

909835/096S 8AD ORiOiNAL

von feinvertelitem Aluminium Ammoniumnitrat-Metall-Sprengmischungen erteilt wird,

Eeispiele 11 und 12

Die Beispiele 11 und 12 in Tabelle 4 veranschaulichen, daß die Sprengmischungen nach der Erfindung hinsichtlich des Energieinhalts den entsprechenden, feinverteiltes Aluminium anstelle von Silicium enthaltenden Mischungen äquivalent sind. Bei der Durchführung der Prüfungen, deren Ergebnisse in Tabelle 4 zusammengestellt sind, wurde eine Sprengmischung nach der Erfindung angesetzt und auf Energieinhalt untersucht, während dia entsprechende aluminiumhaltige Mischung zum Vergleich derselben Prüfung unterzogen wurde. Drei Proben jeden Ansatzes wurden auf Detonationsgeschwindigkeit und Detonationsenergie untersucht, die gemäß Standardtabelle 40 in einem Eisenrohr von 12,7 cm χ 71 cm unter Wasser angeordnet wurden, und zwar in Übereinstimmung mit dem Verfahren von Cole (Cole, H.C, Underwater Explosions, Princeton University Press, Princeton, New Jersey (1948), Seiten 228 bis 285) und Sadwin (Sadwin, L.D., Cooley,C.M., Porter, S.J., Stresau, R.H.; Underwater Evaluation of the Performance of Explosions, International Symposium on Mining Research, Missouri, Februar I96I, Vol.1). Die Rohre wurden vertikal 3 πι (10 ft) unterhalb der Vaeseroberfläche aufgehärg; und befanden sich etwa 3130 m (11 ft) über dem Grund. Die Ladungen wurden vom Boden her mit bekannten Pentolite-Zündkapseln mit einem Inhalt von 340 g Pentolite gezündet. Der durch die Detonation erzeugte Druck wurde durch einen piezoelektrischen Hydrophon-Umsetzer in Spannungsimpulse umgesetzt,

909835/0 9
COPY

die einer Kathodenstrahlröhre zugeführt wurden. Die Blasenzeiten wurden von einem Zähl-Zeitschreiber aufgezeichnet. Die Spannungsamplitude wurde auf psi-Einheiten durch Prüfung einer vergleichbaren Pentolite-Ladung abgestimmt. Die Blasenzeit wurde auf Energieeinheiten durch Prüfung einer 60 $-igen Hochdruck-Gelatine-Dynamit-Ladung abgestimmt. Die Detonationsgeschwindigkeiten wurden über eine 20 cm-Länge der Ladung durch einen Zähl-Zeitschreiber ermittelt.

Tabelle 4

Gewicht

Ammoniumni trat

(2)
Brennstoffen ^K '

(3)

(1)

Aluminium
Silicium

(4)

Dichte (g/cnr)

ο
Spitzendrück (kg/cm~)

Schubenergie (Blasen) 10^ft-lbs/lb.

1O^mkp/kg Schockenergie 10^Jft-lbs/lb.

10-^mkp/kg Gesamtgewichtsenergie 10 ft-lbs/lb.

1O mkp/kg Gesamtgewichtsenergie 1Oft-lbs/lb.

1O^mkp/kg Detonationageschwindigkeit {ra/sec)

Beispiel 11	Beispiel 12
89	89
4	4
. 7	—
100	100
0,71	o,76
47,5	49,0
719	672
220	205
617	651
188	199
1336	1323
475	4o4
589	630
180	192
3583	3650

Fußnoten (i) bis (4) vgl. Tabelle 2

COPY

Beispiel 13

Vielfach ist es von Vorteil, die Siliciumerregerkomponente der Mischungen nach der Erfindung durch feinverteiltes Aluminium zu ergänzen, zweckmäßig mit einer Aluminiummenge, die etwa 5 Gew.—5& der gesaarten Sprengmischung nicht überschreitet, wie durch die Verte, die in der folgenden Tabelle 5 zusammengestellt sind, veranschaulicht wird·

Tabelle 5

Ansatz (Gewichtsprozente) Beispiel 13

Ammoniumnitrat * ' 81

DNT , . 5

Aluminium\^w' 5

Silicium"' 9

(5) Detonationsgeschwindigkeit (m/sec) 3150

Zündladung, Gramm Fentolite 21

Fußnoten (1), (3), (4) und (5) vgl. Tabelle 2

Die Sprengmischungen nach der Erfindung können nach jedem geeigneten Mischverfahren hergestellt werden« Gemäß einer Verfahrensweise wird das anorganische oxydierende Salz, oftmals Ammoniumnitrat allein, in eine Mischzone eingebracht, wonach Silicium zugesetzt und die Vermischung der beiden Bestandteile eingeleitet wird· Wenn eine ergänzende Brennstoff komponente, insbesondere ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff, in άβη Ansatz aufgenommen werden soll, wird dieser zweckmäßig unter Vermischung dem anorganischen oxydierenden Salz zugesetzt, ehe die

9Ü9835/Ü966

BADQRfßlNAL Siliciutnkomponente zugegeben wird.

Die Sprengstofftechnik hat in den letzten Jahren in starkem Maße klumpenförmige Ammoniumnitrat-Kohlenwasserstoffbrennstofföl-Mischungen bei zahlreichen Verwendungszwecken eingesetzt, und die Verwendung von feinvert eil tem AluminiuB als Erregerkomponente war oftmals unzureichend infolge von Entmischung oder Abtrennung der Aluminiumteilchen aus den Leerstellen in der Masse der Klumpen« Überraschenderweise wurde jedoch festgestellt, daß die Siliciumteilchen in den NCN- und ANFO-Mischlingen nach der Erfindung, die Ammoniumnitrat in Klumpenform enthalten, sich nicht aus diesen abscheiden. Offenbar schmiegen sie sich an die Klumpen an, wodurch Entmischung verhindert und so Mischungen mit unerwarteter Einheitlichkeit in Zusammensetzung und Verhalten geschaffen werden.

Beispiel 14

Die Sicherheit bei der Herstellung der Sprengmischungen nach der Erfindung im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit des Siliciumbestandteils wird anhand der Ergebnisse von Entflammbarkeitsprüfungen von feinverteiltem Aluminium zahlreicher Teilchengrößen, die bisher in wasserfreien Sprengmischungen vom ANFO- und NCN-Typ verwendet wurden, veranschaulicht. Jede Prüfung, deren Ergebnisse in der folgenden Tabelle 6 zusammengestellt sind, wurde durchgeführt, indem etwa 100 g Probe über eine Länge von 16" abwärts in einem Rohr von 8^H Durchmesser abgesenkt wurde, welches am Boden belüftet wurde und ein offenes oberes

909835/UÖbb

Ende aufwies, wobei gleichzeitig eine bekannte elektrische Zündladung an einem Punkt etwa in der Mitte der 16"-Strecke gezündet wurde.

Tabelle 6

Farbreinheit des Aluminiums {97 $ 74 Mikron) ( 6 # 44 Mikron) Aluminium (400 mesh) Aluminium (200 mesh) Silicium^

Zündflamme 1,8 - 2,4 ns hoch

(6-8 ft)

^w 30 cm (1 ft) « 1,2 m (4 ft)

Fußnote (4) vgl. Tabelle 2

Dies zeigt, daß sich das feinverteilte Silicium nicht entflammte, während die drei feinverteilten Aluminiumtypen aufflammten, was den erheblich größeren Sicherheitsgrad bei der Herstellung und Verarbeitung von Mischungen nach der Erfindung, die auf der Siliciumkomponente beruht, anzeigt, nämlich als bei der Herstellung der konventionellen wasserfreien Aluminium-Ammoniumnitrat-Sprengstoffmischungen.

In einigen Fällen sind die Sprengstoffmischungen nach der Erfindung vom ANFO-Typ zündkapselempfindlich, z. B. detonierbar durch die Detonation einer bekannten Zündkapsel No. 8, wenn es gewünscht wird, ein solches Zündmittel zu verwenden, und vorgezogen wird, daß diese Zündkapsel unempfindlich ist, kann ein kleiner Teil dieses Stoffes, der detonationsneutral ist, dem Ansatz beigegeben werden,

909835/0965

um diesen in ausreichendem Maße unempfindlich zu machen und die Zündkapselunempfindlichkeit beizubehalten· Ein Beispiel für ein solches, Unempfindlichkeit bewirkendes Material ist feinverteilter Ton in einer Menge von 0,5 bis 1,5 #.

Zweckmäßig enthalten die Sprengstoffe nach der Erfindung vom ANFO- und NCN-Typ jeweils auf Gewichtsbasis 78 bis 92 $ anorganisches oxydierendes Salz und 1 bis 8 $ kohlenstoffhaltigen ergänzenden Brennstoff neben der definierten Silicium-Erregerkomponente; bei einer besonderen Ausführungsform enthalten sie als Silicium-Erregerkomponente eine Siliciummetall-Legierung mit einem Siliciumgehalt in der Größenordnung von mindestens etwa 85 $ und einer solchen Teilchengröße, daß mindestens etwa 90 $ ein US-Standardsieb mit 100 Maschen passieren. Bevorzugte ANPO-Sprengstoffe enthalten ein Kohlenwasserstoffbrennstoff öl als kohlenstoffhaltigen Bestandteil, oftmals ein Brennstofföl No, 2, das in der Größenordnung von etwa 2 bis 5 $ vorliegt; bevorzugte NCN-Sprengstoffe enthalten ferner DNT und/oder MNT als ergänzenden kohlenstoffhaltigen Brennstoffbestandteil, ebenfalls in einer zweckmäßigen Menge von 2 bis 5 $·

Die vorliegende Erfindung ist nicht streng auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, Der Fachmann kann zahlreiche naheliegende Abänderungen und Modifikationen vornehmen, ohne daß der Bereich der Erfindung verlassen wird.

909 8 35/0 965

BAD ORiGtNAt

Claims

Patentansprüche

1. Anorganischer, oxydierender Salzsprengstoff vom wasserfreien Typ, der einen metallischen Erregerbestandteil enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Erregerbestandteil,aus 2 bis 18 Gew.-$ einer feinverteilten Siliciumkomponente besteht, das nahezu vollständig ein US-Standardsieb mit 30 Maschen passiert, und das Silicium, mindestens eine Silicium-Metall-Legierung mit einem Siliciumgehalt von mindestens 70 Gew.-5^ oder ein Gemisch aus Silicium und mindestens einer dieser Legierungen ist.

2« Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 1 bis 8 Gew.-^ eines ergänzenden Brennstoffes und 78 bis 98 Gew.-$ des anorganischen oxydierenden Salzes enthält,

3· Sprengstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen kohlenstoffhaltigen Brennstoff als ergänzenden Brennstoff enthält·

k. Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerbestaridteil eine Silicium-Metall-Legierung ist, die mindestens 85 Gew»-$ Silicium enthält und eine solche Teilchengröße hat, daß mindestens etwa 90 <jL ein US-Standardsieb mit 100 Maschen passieren, als Siliciumkomponente.

5« Sprengstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er 6 bis 15 Gew.-^b der Siliciumkomponente enthalte

9 0 9 8 3 : / 0 9 b b

BAD ORIQ)NAt

6. Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß er nicht mehr als 5 Gew.-^ feinverteilt· Aluminium bei einem Gewichts verhältnis zu dem Silicium, das 1:1 nicht überschreitet, enthält.

7* Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische oxydierende Salz zumindest zum Teil aus klumpigem Ammoniumnitrat besteht.

8. Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische oxydierende Salz Ammoniumnitrat oder ein Gemisch aus Ammoniumnitrat und Natriumnitrat bei einem Gewichtsverhältnis von Ammoniumnitrat zu Natriumnitrat von J*il bis 0,3*1 ist.

9. Sprengstoff nach einem des* Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einm Sprengstoff vom

öl

Amrnoniumnitrat-Brennstoff-Typ der Anteil an anorganischem oxydierendem Salz 78 bis 92 Gew.-^ und der an Kohlenwasserstoff brennstoff 1 bis 8 Gew.-^ beträgt.

10.Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9t dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil des anorganischen oxydierenden Salzes Ammoniumnitrat ist und daß 2 bis 5 # Kohlenwasserstoffbrennstofföl No. 2 vorliegen·

11«Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8 vom Nitrocarbon!trattyp, dadurch gekennzeichnet, daß

909836/0965

er ale Hauptteil dee anorganischen oxydierenden Salzes Ammoniumnitrat und als kohlenstoffhaltigen Brennstoff 1 bis 8 Gew.-^ eines Nitrotoluols der Gruppe Mono- und Dinitrotoluole enthält«

12· Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieser durch eine Zündkapsel No. 8 zündbar ist·

13· Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß er eine ausreichende Menge eines feinverteilten Tons innerhalb eines Bereiches von 0,5 bis 1,5 Ge»-$6 zur Herabsetzung der Empfindlichkeit des Sprengstoffes enthält, so daß dieser durch eine Zündkapsel No· 8 nicht, jedoch durch eine Zundladung zündbar ist.

Ik, Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische oxydierende Salz Natriumnitrat ist.

15· Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumkomponente eine Silicium-Metall-Legierung mit einem Siliciumgehait von 82 bis 88 Gew.-^ ist.

16. Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumkomponente eine Silicium-Metall-Legierung mit einem Siliciumgehalt von 95 bis 97 % ist.

9 O 9 H 3 b / U b b b

17· Sprengstoff nach, einem der Ansprüche 1 bis Ik, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumkomponente weitgehend reines Silicium ist.

9098 3 5/0965