DE1939137C3 - Sprengstoff - Google Patents

Description

tionsbrisanz entwickeln und mit üblichen Sprengkap- werten von 1 bis 8. Bei dem Energiefaktor handelt es

sein zündbar sind. sich um eine reine Vergleichsskala, bei der der Zah-

Das verwendete Nitromethan wird mit Hilfe eines lenwert 4 dem Energieniveau von 6O°/oigem Dyna-Geliermittels wie Nitrocellulose oder Methylvinyläther mit, also eines Sprengstoffes hoher Brisanz, entgeliert. Weitere geeignete Geliermittel sind in den 5 spricht.

USA.-Patentschriften 2 954 3JO und 2 338 165 ange- Mit jeder Probe entsprechend einem Zahlenpaar

■geben. Der Prozentgehalt an Geliermittel kann zwar der Kurve, beginnend mit 95 ⁰Zo gelförmigem Nitro-

schwanken, doch sollte das Gel so viskos sein, daß es methan und 5 °/o Ammoniumnitrat und endend mit

sich zwar nicht leicht gießen läßt, aber andererseits einem Gemisch aus 5 ^u/o gelförmigem Nitromethan und

ohne Schwierigkeiten das Einarbeiten des Ammoni- io 95⁰Zo Ammoniumnitrat wurde ein Versuch durchge-

umnitrats oder eines anderen zur Herstellung der er- führt. Jede der Versuchsproben bestand aus 50 g des

findungsgemäßen Sprengstoffe verwendeten Nitrats Gemisches in einem Papier- oder Kunststoffbecher

ermöglicht. Bei Verwendung von Nitrocellulose zum von 5 cm Durchmesser. Die Versuche wurden unter

Gelieren von Nitromethan liegt der Prozentanteil an unterschiedlichen Bedingungen durchgeführt, unter

Nitrocellulose, bezogen auf das Nitromethan, zwi- 15 anderem auch durch Explodieren der Proben hinter

sehen etwa 1 und 10 Gewichtsprozent. Sicherheitsblenden, auf offenem Feld und unter Was-

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der ser. Bei allen diesen Bedingungen waren die Ergeb-Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist die nisse praktisch die gleichen, und das Energieniveau Abhängigkeit des Energieniveaus von der Zusam- wurde jeweils in der graphischen Darstellung aufgemensetzung der erfindungsgemäßen Sprengstoffe hin- 20 tragen. Bei einer Versuchsreihe lag das Ammoniumsichtlich der beiden jeweils in Prozent angegebenen nitrat in gekörnter Form vor, bei einer weiteren VerHauptbestandteile graphisch dargestellt. Bei der suchsreihe in pulveriger Form mit einer Teilchen-Emittlung der in der graphischen Darstellung enthal- größe von ungefähr 500 μΐη, wobei der Gehalt an tenen Zahlenwerte bestand das eingesetzte gelför- Ammoniumnitrat zwischen 5 und 95 Gewichtspromige Nitroparaffin aus einer Mischung aus 4⁰Zo Ni- 25 zent lag. Die an diesen Testproben erhaltenen Ergebtrocellulose und 96 ⁰Zo Nitromethan. nisse ergaben die aus der Zeichnung ersichtliche

Außerdem wurden weitere Mischungen unter- Kurve. Das überraschende Ergebnis ist aus der gra-

sucht, bei denen das Nitromethan mit ungefähr 2 Ge- phischen Darstellung ersichtlich, die zeigt, daß ein

wichtsprozent Nitrocellulose bzw. mit etwa 8 Ge- verhältnismäßig hohes Energieniveau erreicht wird,

wichtsprozent Nitrocellulose versetzt waren. Vor- 30 wenn die Zusammensetzung der Grundmischung aus

zugsweise werden für die Gelierung des Nitrome- Nitroparaffin und Nitrat oder Nitraten im Bereich

thans ungefähr 2 Gewichtsprozent Nitrocellulose ein- von etwa K) bis 30 Gewichtsprozent Nitroparaffin

gesetzt, obgleich, wie oben bereits ausgeführt, der ge- und von etwa 90 bis 70 Gewichtsprozent Ammoni-

naue Prozentgehalt und das jeweils verwendete umnitrat oder anderen Nitraten liegt. Die dabei frei

Geliermittel in der jedem Fachmann geläufigen Weise 35 gesetzte Energie ist der von Gemischen mit einem

so abgewandelt werden können, daß man ein gelför- wesentlich höheren Prozentgehalt an Nitromethan

miges Nitroparaffin einer solchen nicht dünnflüssigen vergleichbar und liegt sogar höher als bei einer

Konsistenz erhält, das sich mit dem Ammoniumnitrat Grundnmchung, die ungefähr 40 Gewichtsprozent

oder einem anderen Nitrat homogen vermischen läßt. Nitroparaffin und 60 Gewichtsprozent Ammonium-

Obgleich Ammoniumnitrat bei der Herstellung der 40 nitrat enthält. Es ist darüber hinaus noch überraerfindungsgemäßen Sprengstoffe bevorzugt ist, kön- sehender festzustellen, daß das Explosionsenergieninen an Stelle des Ammoniumnitrats entweder Natri- veau bei einem Gemisch aus 20 Gewichtsprozent Niumnitrat oder Lithiumnitrat oder Mischungen von je- tromethan und 80 Gewichtsprozent Nitrat höher ist weils zwei oder mehreren derartigen Nitraten Ver- als bei einem Gemisch aus gleichen Gewichtsteilen. Wendung finden. Im allgemeinen werden die Nitrate 45 Auf Grund der im Vergleich zum Nitromethan niedvom Hersteller in gekörnter Form bezogen, wobei rigen Kosten für Ammoniumnitrat ist dieses Ergebdie Korngröße im Durchschnitt etwa 1,59 bis nis wirtschaftlich von großer Bedeutung, da auf diese 3,18 mm beträgt. Es wurde gefunden, daß Ammoni- Weise ein Sprengstoff mit hoher Brisanz in äußerst umnitrat und die anderen Nitrate in derart gekörnter wirtschaftlicher Weise erhalten werden kann. Wenn Form hochbrisante Sprengstoffe ergeben, doch durch 50 das Nitromethan gelförmig vorliegt, dann wird ein Überführen des Nitrats oder der Nitrate in eine pul- Sprengstoff von praktisch unbegrenzter Lagerfähigverige Form mit einer Teilchengröße von etwa keit erhalten. Bei Einsatz von flüssigem Nitromethan 500 um wird ein leichter detonierender Sprengstoff an Stelle von gelförmigem Nitromethan werden die erhalten, der darüber hinaus bei der Detonation ein in der graphischen Darstellung wiedergegebenen Erhöheres Energieniveau erreicht. Der Ausdruck »pul- 55 gebnisse ebenfalls erreicht, doch fehlt es dann an der verförmig« beschreibt im voliegenden Zusammen- unbegrenzten Lagerfähigkeit.

hang ein verhältnismäßig feinteiliges oder pulverför- Es wurden verschiedene Kombinationen vonNitra-

miges Nitrat zum Unterschied von einem gekörnten ten mit Nitromethan untersucht, wobei jeweils die

Produkt. gleiche Kurve wie in der Zeichnung erhalten wurde.

Der in der Zeichnung wiedergegebenen Kurve ent- 60 obgleich das Energieniveau bei anderen Nitraten als

spricht eine Versuchsreihe, bei der verschiedene Pro- Ammoniumnitrat niedriger lag. Die Kurve bezieht

zentanteile an gelförmigem Nitromethan und Ammo- sich auf das Energieniveau bei Verwendung von Am-

niumnitrat Verwendung fanden. Die Zahlenwerte moniumnitral und Nitromethan, allerdings wird bei

der oberen Reihe beziehen sich auf den Gewichts- Verwendung anderer Nitrate das Energieniveau in

prozentanteil an gelförmigem Nitromethan, während 65 Abhängigkeit von dem jeweils eingesetzten Nitrat el-

die untere Zahlenreihe den Gewichtsprozentanteil an was erniedrigt. So wird beispielsweise bei Verwen-

Ammoniumnitrat wiedergibt. Auf der Ordinate ist dung von Natriumnitrat oder Lithiumnitrat an Stelle

der Energiefaktor aufgetragen, und zwar mit Zahlen- von Ammoniumnitrat zwar die gleiche Kurve erhal-

ten, doch liegen die einzelnen Punkte jeweils etwas ben zeigten denselben Kurververlauf wie in der

niedriger, wobei die Kurve für Lithiumnitrat noch Zeichnung. Als spezielles Beispiel wurden die

unter der für Natriumnitrat verläuft. Verschiedene »Microballoons« in einer Menge von 2 bis 6°/o

Kombinationen wurden ebenfalls wie oben beschrie- mit einem Intervall von jeweils 1 % der Grundmi-

ben untersucht. So wurden beispielsweise Proben aus 5 schung zugefügt, wobei kein Anstieg der Explosions-

Ammoniumnitrat und Natriumnitrat, die sich jeweils energie erhalten und keine Veränderung der in der

um K)¹Vo voneinander unterschieden, beginnend mit graphischen Darstellung wiedergegebenen Kurve

100%> Natriumnitrat und endend mit lOO°/o Ammo- beobachtet wurde.

niuninitrat, hergestellt. Jede dieser Proben wurden im Die erfindungsgemäße Sprengstoffmischung kann

Gemisch mit Nitromethan bei unterschiedlichen Pro- io in verschiedener Formung, wie beispielsweise als ge-

zentgehalten entsprechend der graphischen Darstel- formte Ladung, gepreßter Booster, als Pellet, Γη

lung untersucht, wobei die gleiche Kurve erhalten Form von Stäben oder in Behältern verwendet wer-

wurde, die jedoch auf einem niedrigerem Energieni- den. Die Pellets werden in herkömmlicher Weise mit-

veau verlief. lels Druckformen hergestellt. In Stabform beispiels-

Bei einem anderen Versuch wurden die in der 15 weise kann der erfindungsgemäße Sprengstoff mit

USA.-Patentschrift 3 338165 beschriebenen »Kunst- Hilfe einer Sprengkapsel üblicher Art gezündet wer-

harzballoons« oder »-microballoons« der Grundmi- den, die in eine vorgeformte öffnung der Patrone

schung aus gelförmigem Nitromethan und Ammoni- . eingesetzt wird. Bei Verwendung der Sprengstoffmi-

umnitrat zugesetzt, doch wurde hierdurch keine Ver- schung in einem Behälter, wie in einer Patrone, kann

bcsserung bezüglich der Explosionsenergie erreicht, 20 nach Einsetzen der Sprengkapsel eine Zündschnur,

und die Ergebnisse der Explosionsversuche bei ver- wie beispielsweise bei Anwendung im Bergbau, zum

schiedener prozentualer Zusammensetzung der Pro- Zünden der Mischung Anwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

schung mit einem Gehalt an Nitromethan und 0 bis Patentansprüche: 50 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat bekannt, die als Flüssigsprengstoff zum Aufbrechen von geologi-

1. Wasserfreie, hochbrisante Sprengmischung sehen Formationen eingesetzt werden soll.

auf Basis von gelförmigem Nitromethan und an- 5 Trotz der Verwendung von gelierten Nitroparaffi-

organischen Nitraten, dadurch gekenn- nen neigen Sprengstoffmischungen mit einem hohen

zeichnet, daß sie 10 bis 30 Gewichtsprozent Gehalt an flüssigen Anteilen immer noch dazu, sich

gelförmiges Nitromethan und 70 bis 90 Ge- in verhältnismäßig kurzer Zeit in zwei Phasen aufzu-

wichtsprozent Nitrat, insbesondere Ammonium- trennen. Zur Verbesserung der Lagerstabilität ist da-

nitrat, Natriumnitrat, Lithiumnitrat oder deren io her beispielsweise in den USA.-Patentschriften

Gemische enthält. 3 338 165 und 3 101 288 vorgeschlagen worden, ge-

2. Sprengmischung nach Anspruch 1, dadurch lierte Nitroparaffine durch Zusatz von sogenannten gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Ni- »Kunstharzballoons« oder »Kunstharzmicrobaltrats zwischen etwa 500 μΐη und 3,18 mm liegt. loons« zu stabilisieren; allerdings hat sich herausge-

15 stellt, daß auch derartig vorbehandelte Mischungen nur eine geringe Lagerfähigkeit besitzen, da eine

. merkliche Trennung bereits innerhalb von 30 bis 50

Tagen eintritt Sobald eine derartige Auftrennung stattgefunden hat, kann die Sprengstoffmischung nor-

Die Erfindung betrifft Sprengstoffe aus Nitropa- ao malerweise nicht mehr zur Detonation gebracht werraffinen und Nitraten. den.

Von den zahllosen bekannten Explosivstoffen sind Außerdem weisen alle bisher bekannten Explosiv-

nur solche für den praktischen Gebrauch geeignet, Stoffmischungen aus Nitroparaffinen und Nitraten die eine ausreichende, aber nicht zu große Detona- neben der verhältnismäßig kurzen Lagerzeit den betionssensibilität besitzen. Ferner muß die Detonation 25 sonderen Nachteil auf, daß diese Mischungen eine mit einfach anzuwendenden Mitteln sicher auslösbar relativ geringe Detonationsneigung entwickeln, so sein, um ein an und für sich explosives System als daß neben Zündkapseln oder Sprengkapseln stets Sprengmittel praktisch verwendbar zu machen. Die weitere Zündladungen, wie beispielsweise Pikrin-Verwendung aliphatischer Nitroverbindungen als säure, benötigt werden, um eine sichere Detonation Sprengstoffe ist erst in den letzten Jahren im größe- 30 zu gewährleisten. Diese geringe Sensibilität der ren Maßstab durchgeführt worden, da sich die Nitro- Sprengstoffe verhindert somit eine Reihe von Anparaffine wegen ihrer flüssigen Form und wegen der Wendungsmöglichkeiten, bei denen nur Sprengkapungenügenden Stabilität nur schwer verarbeiten ias- sein eingesetzt werden können, wie beispielsweise sen. häufig im Bergbau.

So sind beispielsweise Sprengstoffmischungen aus 35 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde. Nitraten und Nitroparaffinen seit längerer Zeit be- Sprengstoffmischungen aus Nitroparaffinen und Nikannt, doch haben diese Mischungen den Nachteil, traten zu entwickeln, die neben einer stark verbesserdaß sie auf Grund von Verdampfungsvcrlusten und ten Lagerfähigkeit eine erhöhte Brisanz aufweisen,
einer Auftrennung in eine flüssige und eine feste Zur Lösung der Aufgabe wird eine wasserfreie.

Phase nur eine sehr kurze Lagerzeit besitzen. Zur 40 hochbrisante Sprengmischung auf Basis von gelför-Verbesserung der Lagerfähigkeit wurde dazu überge- migem Nitromethan und anorganischen Nitraten vorgangen, gelierte Nitroparaffine einzusetzen. Gelierte geschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Nitroparaffine können nach dem in der USA.-Patent- 10 bis 30 Gewichtsprozent gelförmiges Nitromethan schrift 2 954 350 beschriebenen Verfahren durch und 70 bis 90 Gewichtsprozent Nitrat, insbesondere Vermischen von beispielsweise Nitromethan mit Ni- 45 Ammoniumnitrat, Natriumnitrat, Lithiumnitrat oder trocellulose oder anderen Geliermitteln hergestellt deren Gemische enthält.

werden. Aus der USA.-Patentschrift 3 318 741 ist Überraschenderweise wurde festgestellt, daß hochunter anderem ein Sprengstoff aus gelierten Nitropa- brisante und praktisch unbegrenzt haltbare Sprengraffinen mit gegebenenfalls einem Gehalt an Ammo- Stoffmischungen hergestellt werden können, wenn niumnitrat bekannt; außerdem sind in der USA.-Pa- 50 diese Mischungen 10 bis 30 Gewichtsprozent gelfortentschrift 3 377 218 Sprengstoffe aus 75 bis 85 Ge- miges Nitromethan und 70 bis 90 Gewichtsprozent wichtsprozent Ammoniumnitrat und 15 bis 25 Ge- Nitrat enthalten. Diese Mischungen sind, da Nitrowicht^prozent Nitroäthan, in der USA.-Patentschrift methan im Unterschuß eingesetzt wird, sehr preis-3 379 586 Sprengstoffe aus 75 bis 85 Gewichtspro- günstig herzustellen und äußerst wirtschaftlich, obzent Ammoniumnitrat und 15 bis 25 Gewichtspro- 55 gleich es sich um hochbrisante Sprengstoffmischunzent einer Mischung aus geliertem Nitromethan und gen handelt.

Nitropropan im Verhältnis von 60 : 40 bis 45 : 55 Die Herstellung der erfindungsgemäßen Sprengundinder USA.-Patentschrift 3 377217 Sprengstoffe stoffe erfolgt durch Vermischen des Nitromethans aus geliertem Nitromethan und Ammoniumnitrat im und des Nitrates in irgendeiner bekannten Mischvor-Verhältnis von 35 : 65 bis 55 : 45 beschrieben. In al- 60 richtung, wie beispielsweise einem Bandmischer, len diesen Fällen wird aber herausgestellt, daß das einer Flügelmühle oder einer ähnlichen Vorrichtung, Mischungsverhältnis von Ammoniumnitrat zu gelier- wobei das gelförmige Nitromethan gleichförmig in tem Nilroparaffin oder das Verhältnis der verwende- dem Nitrat dispergiert wird, so daß sich eine stabile, ten Nitroparaffine untereinander einen kritischen sich nicht auftrennende Mischung mit langer Lager-Faktor darstellt, da Ammoniumnitrat als Oxydations- 65 fähigkeit bildet. Die erfindungsgemäßen Sprengmimittel mit einer positiven Sauerstoffbilanz eingesetzt schungen sind einfach herzustellen und dadurch bewird. Aus der deutschen Offenlegungsschrift sonders wirtschaftlich. Ein besonderer Vorzug der I 949 711 ist ferner eine flüssige Sprengstoffmi- Mischungen besteht darin, daß sie eine hohe Detona-