DE2045020A1

DE2045020A1 - Wettersprengstoffe mit erhöhter Energie

Info

Publication number: DE2045020A1
Application number: DE19702045020
Authority: DE
Inventors: Paul Dr.; Radzewitz Hubert Dr.; 5090 Leverkusen Lingens
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1970-09-11
Filing date: 1970-09-11
Publication date: 1972-05-10
Also published as: DE2045020B2; FR2107484A5; BE772471R; PL81812B1; CS160602B2; GB1321187A; DE2045020C3; HU166081B

Description

Troisdorf, den 9. Sept. 1970 70 110 (1827)

DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln

"Wettersprengstoffe mit erhöhter Energie"

Vorliegende Erfindung betrifft pulverförmige oder gelatinöse Wettersprengstoffe hoher Sicherheit und Energie, entsprechend dem Hauptpatent ....... (Patentanmeldung P 20 00 620.6), bei denen das .dort verwendete spezielle Ammoniumnitrat durch ein solches ersetzt ist, dessen spezifisches Volumen größer als 0,60 cm^/g ist.

Gegenstand des Hauptpatentes ...... (Patentanmeldung P 20 00 620.6) sind pulverförmige und gelatinöse WetterSprengstoffe auf der Basis von sensibilisierenden Komponenten, eines umgekehrten Salzpaares sowie Ammoniumoxalat und/oder Ammoniumchlorid und.außerdem gegebenenfalls Inertstoffen und verbrennbaren Substanzen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie zusätzlich bis zu 15 Gew.%, vorzugsweise zwischen 2 und 8 Gew,%, bezogen auf das Sprengstoffgemisch, anorganische Perchlorate und/oder NH^ NO, mit einer spezifischen Oberfläche von mindestehs 500 cm /g enthalten und eine positive Sauerstoffbilanz bis zu +10 %, vorzugsweise zwischen 1 und 6 %, besitzen.

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Bei diesen Wettersprengstoffen wird als sauerstoffliefemder Zusatz Ammoniumnitrat verwendet, sofern es die genannte spezifische Oberfläche besitzt» Diese Bedingung wird an das Ammoniumnitrat gestellt,, damit der Wettersprengstoff die notwendige Sicherheit beim Arbeiten unter Tage mit sich bringt. Bei dem Ausdruck "Oberfläche¹¹ handelt es sich hierbei um die "äußere" Oberfläche, die mit Hilfe der Meßmethode nach Blaine ermittelt v/urde ο

Es wurde nun gefunden ₉ daß man auch Ammoniumnitrat-Sorten mit einer geringeren äußeren Oberfläche als 500 cm /g verwenden kannj ohne daß die Schlagwettersicherheit abnimmt. Voraussetzung hierfür ist, daß das Ammoniumnitrat in Fora von Granalien oder Prills vorliegt^ die mehr als 3_P5 % Luft enthalten,, d.h., deren spezifisches Volumen größer als 0,60 cm /g ist. Die Teilchengröße ist so zu bemesseiip daß mindestens 80 % der Teilchen ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,1 mm nicht passieren.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind also WetterSprengstoffe auf der Basis von sensibilisierenden Komponenten, eines umgekehrten Salzpaares, dem Ammoniumoxalat und/oder Ainmoniurachlorid hinzugefügt ist und anorganischen Perchloraten und/oder NH. NO.™ die eine positive Sauerstoffbilanz bis zu +10 % aufweisen ₉ gemäß Hauptpatent <,..„,, (Patentanmeldung P 20 OO 620.6), die dadurch gekennzeichnet sindρ daß das Ammoniumnitrat in Kengen bis zu 40 Gew*%„ vorzugsweise zwischen 1 und 20 Gew_o%_B bezogen auf das gesamte SauerstoffgemiSCh₉ darin entfalten Ist, sofern sein spezifisches Volumen größer als O₅60 era /g ist und

es in Form von Prills, Granalien oder porösen Körnern vorliegt, von denen mindestens 80 96 >»O,1 mm sind.

Unter Prills oder Granalien sind erfindüngsgemäß solche Körper zu verstehen, die bei der Körnung von Ammoniumnitrat nach den bekannten Prillierungs- bzw. Granulierungsverfahren hergestellt v/erden und in denen mehr als 3,5 % Luft verteilt sind, so daß die Körper eine "innere¹¹ Oberfläche enthalten.

Der Zusatz von Mitteln zur Verhinderung des Zusammenbacken oder zur Beeinflussung der Kristallisation oder anderer Eigenschaften des Ammoniumnitrats, wie er bei den bekannten Prillierungsbzw. Granulierungsverfahren oft praktiziert wird, ist durchaus möglich und soll den erfindungsgemäßen Gedanken in keiner Weise enschränken. Die Ammoniumnitrat-Sorten können z.B. behandelt sein mit fein verteilten Feststoffen, wie z.B. Aerosil, Kieselgur, Kaolin, Talkum oder mit Farbstoffen, wie z.B. Fuchsin (Magenta) oder mit hydrophobierenden Stoffen, wie z.B. aliphatischen Aminen (z.B. Qctadecylamin), Derivaten des Guanidine (z.B. Octadecylguanidin) oder Alkylsulfaten (z.B. Laurylsulfat) oder mit Alkylolaminen, wie z.B. Äthanolamin.

Sensibilisierende Komponenten im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die bekannten Salpetersäureester mehrwertiger Alkohole, wie Glycöldinitrat, Glycerintrinitrat'und Pentaerythrittetranitrat u.a. Es können aber auch Gemische dieser Salpetersäureester eingenetzt werden.

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Das umgekehrte Salzpaar besteht aus äquimolaren Mengen von Ammoniumchlorid und Alkalinitrat, wobei man als Alkalinitrate vorzugsweise die Nitrate des Kaliums und Natriums verwendet.

Erdalkalicarbonat (Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Dolomit), Natriuiflhydrogencarbonat und zweiwertige Metalloxide (Magnesiumoxid, Kupferoxid, Zinkoxid) können in bekannter Weise zu Erhöhung der Deflagrationssicherheit den erfindungsgemäßen Sprengstoffen zugesetzt werden. Der Zusatz dieser Stoffe kann in Mengen zwischen 0,1 bis 15 Gew.%, vorzugsweise zwischen 0,5 bis 7 Gew.%, bezogen auf das Sprengstoffgemisch, erfolgen.

Sprengstoffe mit guter Schlagwettersicherheit und Leistung wer den erhalten, wenn man für das Gemisch der anorganischen Verbindungen, mit Ausnahme der erfindungsgemäß zugesetzten Ammoniumnitratkörner, eine Kornfeinheit wählt, bei der 30 bis 100 % ein Sieb mit 0,1 mm Maschenweite passieren.

Die erfindungsgemäßen Sprengstoffe können gegebenenfalls auch Inertstoffe und verbrennbare Substanzen in Mengen bis zu 30 Gew.%, vorzugsweise zwischen 0,2 und 2 Gew.%, bezogen auf das Sprengstoffgemisch, enthalten.

Als Beispiel für verbrennbare Substanzen seien genannt: Paraffin, Holzmehl, Graphit, Metallseifen, langkettige Alkylamine, Zellstoffe, Quellmittel, wie Guarmehl, Erdalkali-, Alkali- und Ammoniumsalze organischer Säuren, kristallwasserhaltige Salze

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sowie halogenhaltige, verbrennbare, organische Substanzen (z.B. Chlorparaffine, Wachse auf der Basis von chloriertem Naphthalin).

Als Beispiel für Inertstoffe seien genannt: Tonerde, Kieselsäure, Silicate sowie Natrium- oder Caliumchlorid.

Zur Messung des Energiegewinnes der erfindungsgemäßen Sprengstoff e wurde die im Hauptpatent (Patentanmeldung

P 20 OO 620.6) beschriebene Methode herangezogen. Durch den Rückstoß der ausströmenden Schwaden von 300 g Sprengstoff erfährt ein an Stahlseilen aufgehängter Mörser einen Pendelausschlag, dessen maximale Amplitude gemessen wird. Sämtliche Versuche wurden mit Sandbesatz geschossen, d.h. 200 g Sand pro Patrone wurden abschneidend mit dem Bohrlochmund in das Mörserbohrloch geschoben. Die Ausströmenergie der Schwaden wird auf 1 Jig Sprengstoff bezogen und in mt/kg angegeben.

Die Schlagwettersicherheit der erfindungsgemäßen Sprengstoffe wurde in der Versuchsstrecke geprüft (vgl. Nobel Heft Mai 1959» " Seite 126 ff.).

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Beispiele 1a und 1b

Es wurden zwei Sprengstoffe in an sich bekannter Weise hergestellt. Beide Sprengstoffe besitzen nach den deutschen Prüfbestimraungen für Wettersprengstoffe der Klasse III (vgl. Aufsatz Ahrens, Nobel Heft Mai 1959) die Schlagwettersicherheit dieser Klasse.

In der Tabelle 1 werden die Zusammensetzung, die gemessene Pendelenergie, die Sauerstoffbilanz und Schlagwettersicherheit der beiden Sprengstoffe aufgeführt:

	Tabelle 1	1a	73	1b	1
	Sprengstoffe	5,1	+3,66	5,	4
Glycerintrinitrat		3,4	keine Zündung	3,	0
Glycoldinitrat		1,0		1.	1
Guarmehl		0,1		o,	2
Calciumstearat		0,2	o,	5
Tonerde		53,8	48,	7
Kaliumnitrat		28,4	25,	0
Ammoniumchlorid		8,0	8,	0
Ammoniumoxalat		—	8,	3
Ammoniumnitrat		80,	43
Pendelenergie gemessen	in mt/kg	+4,	keine Zündung
Sauerstoffbilanz in %
Schlagwettersicherheit sehen PrüfbeStimmungen Sprengstoffe der Klasse	nach den deut für Wetter- III

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Der Sprengstoff 1a entspricht bekannten Sprengstoffmischungen. Ersetzt man in diesem Sprengstoff einen Teil des umgekehrten Salzpaares durch Ammoniumnitrat-Prills mit einem spezifischen Volumen von 0,66 cm /g und einer Teilchengröße von 98 %> 0,1 mm, so kommt man zu dem erfindungsgemäßen Sprengstoff 1b. Durch den Ammoniumnitratzusatz wird die Sauerstoffbilanz von 3»66 auf 4,43 % angehoben. Es wird ein Energiegewinn von 10 % gegenüber dem Vergleichssprengstoff 1a gefunden. Die Schlagwettersicherheit beider Sprengstoffe entspricht den Forderungen für Wettersprengstoffe der deutschen Sicherheitsklasse III.

Beispiele 2a und 2b

Es wurden zwei Sprengstoffe in an sich bekannter Weise hergestellt. Beide Sprengstoffe besitzen die nach den deutschen PrüfbeStimmungen für Wettersprengstoffe der Klasse II erforderliche Schlagwettersicherheit. In der Tabelle 2 wurden die Zusammensetzung, die gemessene Pendelenergie, die Sauerstoffbilanz und die Schlagwettersicherheit nach den deutschen Prüfbestimmungen für Wettersprengstoffe der Klasse II aufgeführt.

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Tabelle 2	2a	2b
Sprengstoffe	6,0	6,0
	4,0	4,0
	1,0	1,0
	0,1	0,1
	0,2	0,2
	48,3	42,2
	30,4	26,5
	10,0	10,0
	-	10,0
	83,4	90,9
mt/kg	+3,39	+4,23

Glycerintrinitrat

Glycoldinitrat

Guarmehl

Calciumstearat

Tonerde

Natriumnitrat

Ammoniumchlorid

Ammoniumoxalat

Ammoniumnitrat

Pendelenergie gemessen in mt/kg

Sauerstoffbilanz in %

Der Sprengstoff 2a entspricht bekannten Sprengstoffmischungen. Ersetzt man in diesem Sprengstoff einen Teil der Salze durch Ammoniumnitrat-Prills mit einem spezifischen Volumen von 0,65 cm /g und einer Teilchengröße von 95 % > 0,1 mm, so kommt man zu dem erfindungsgemäßen Sprengstoff 2b. Hierbei wird die Sauerstoffbilanz von +3,39 auf +4,23 % angehoben. Es wird für den Sprengstoff 2b gegenüber dem Vergleichssprengstoff 2a ein Energiegevinn von 9 % erzielt.

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"""" Origins

Claims

Patentansprüche - ■ .

ι .■ " ■'■'■-.

,j Pülverförmige oder gelatinöse Wettersprengstoffe auf der Ba-

sis von sensibilisierenden Komponenten, eines umgekehrten Salzpaares sowie Ammoniumoxalat und/oder Ammoniumchlorid und gegebenenfalls Inertstoffen und verbrennbaren Substanzen, die außerdem zusätzlich noch bis zu 15 Gew.%, bezogen auf das Sprengstoffgemisch, anorganische Perchlorate und/oder NH. NO^ mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens cm /g enthalten und eine positive Sauerstoffbilanz bis zu

+10 % besitzen gemäß Hauptpatent (Patentanmeldung

P 20 00 620.6), dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniumnitrat in Mengen bis zu 40 Gew.?£, vorzugsweise zwischen 1 und 20 Gew.%, bezogen auf das gesamte Sprengstoffgemisch, anwesend ist, sofern es in Form von Prills und/oder Granulaten und/oder porösen Körnern, von denen mindestens 80 % "y 0,1 mm sind, vorliegt.
2. Pulverfömiger Wettersprengstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich noch Erdalkalicarbonate und/ oder Natriumhydrogencarbonat und/oder zweiwertige Metalloxide in Mengen von 0,1 bis 15 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 7 Gew.%, bezogen auf das gesamte Sprengstoffgemisch, in dem Sprengstoffgemisch vorhanden sind.

Dr.Sk/Ko

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