DE2045020B2

DE2045020B2 - Wettersprengstoffe mit erhöhter Energie

Info

Publication number: DE2045020B2
Application number: DE19702045020
Authority: DE
Inventors: Paul Dr. Lingens; Hubert Dr. Radzewitz
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1970-09-11
Filing date: 1970-09-11
Publication date: 1979-08-16
Also published as: DE2045020C3; FR2107484A5; BE772471R; CS160602B2; GB1321187A; HU166081B; PL81812B1; DE2045020A1

Description

Vorliegende Erfindung betrifft pulverfönnige oder geiatinöse Weuersprengstoffe hoher Sicherheit und Energie, entsprechend der DE-PS 20 00 620, bei denen das dort verwendete spezielle Ammoniumnitrat oder die anorganischen Perchlorate bis zu 40 Gew.-% bezogen auf das gesamte Sprengstoffgemisch, durch ein solches ersetzt ist, dessen spezifisches Volumen größer als 0,60 cmVg ist

Gegenstand des DE-Patentes 20 00 620 sind pulverförmige und gelatinöse Wettersprengstoffc auf der Basis von sensibilisierenden Komponenten, eines umgekehrten Salzpaares mit einem Molverhältnis Alkalinitrat zu Ammonchlorid 1 :1 und eines Zusatzes von Ammoniumoxalat und/oder Ammoniumchlorid und außerdem gegebenenfalls Inertstoffen und verbrennbaren Substanzen, die gekennzeichnet sind durch a) einen zusätzlichen Gehalt von 1,0 bis 15 Gew.-°/o, vorzugsweise zwischen 2 und 8 Gew.-%, bezogen auf das Sprengstoffgemisch, an anorganischen Perchloraten und/oder NH4NO3 mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 500cm²/g und b) eine positive Sauerstoffbilanz bis zu +10%, vorzugsweise zwischen 1 und 6%.

Bei diesen Wettersprengstoffen wird als sauerstoffliefernder 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 »Oberfläche« handelt es sich hierbei um die »äußerer Oberfläche, die mit Hilfe der Meßmethode nach Blaine ermittelt wurde.

Es wurde nun gefunden, daß man auch Ammoniumnitrat-Sorten mit einer geringeren spezifischen Oberfläche als 500 cm²/g verwenden kann, ohne daß die Schlagwettersicherheiten abnimmt. Dabei wird unter

35 der spezifischen Oberfläche die tatsächlich meßbare Oberfläche verstanden, die auch geometrische Oberfläche bezeichnet wird und bei der die Rauhigkeit der Oberfläche sowie die durch die Wände der Poren gebildete innere Oberfläche nicht berücksichtigt wird. Voraussetzung hierfür ist, daß das Ammoniumnitrat in Form von Granalien oder Prills vorliegt, die mehr als 3,5% Luft enthalten, d. h, deren spezifisches Volumen (d. h. das Verhältnis von Volumen zu Masse) größer als 0,60 cm³/g ist Die Teilchengröße ist so zu bemessen, daß mindestens 80% der Teilchen ein Sieb mit einer Maschen weite von 0,1 mm nicht passieren.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind also Wettersprengstoffe auf der Basis von sensibilisierenden Komponenten, eines umgekehrten Salzpaares, mit einem Molverhältnis Alkalinitrat zu Ammonchlorid 1 :1 und eines Zusatzes von Ammoniumoxalat l-ad/oder Ammoniumchlorid und außerdem gegebenenfalls Inertstoffen und verbrennbaren Substanzen, sowie von Ammoniumnitrat mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 500 cnwg oder anorganischen Perchloraten wobei die Sprengstoffe eine positive Sauerstoffbilanz bis zu +1.0% aufweisen, nach Patent 20 00 620, die dadurch gekennzeichnet sind, daß anstelle des Ammoniumnitrats oder der anorganischen Perchlorate bis zu 40 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Sauerstoffgemisch, ein Ammoniumnitrat anwesend ist dessen spezifisches Volumen größer als 0,60 crnVg ist und in Form von Prills, Granalien oder porösen Körnern vorliegt, von denen mindestens 80% > 0,1 mm sind.

Unter Prills oder Granalien sind erfindungsgemäß solche Körper zu verstehen, die bei der Körnung von Ammoniumnitrat nach den bekannten Prillierungs- bzw. Granulierungsverfahren hergestellt werden und in denen mehr als 3,5% Luft verteilt sind, so daß die Körper eine »innere« Oberfläche enthalten.

Der Zusatz von Mitteln zur Verhinderung des Zusammenbackens oder zur Beeinflussung der Kristallisation oder anderer Eigenschaften des Ammoniumnitrats, wie er bei den bekannten Prillierungs- bzw. Granulierungsverfahren oft praktiziert wird, ist durchaus möglich und soll den erfindungsgemäßen Gedanken in keiner Weise einschränken. 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 (ζ. B. Octadecylamin), Derivaten des Guanidins (z. B. Octadecylguanidin) oder AIk; bulfaten (z. B. Laurylsulfat) oder mit Alkylolaminen, wie z. B. Äthanolamin.

Sensibilisierend? Komponenten im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die bekannten Salpetersäureester mehrwertiger Alkohole, wie Glycoldinitrat, Glycerintrinitrat und Pentaerythrittetranitrat u. a. Es können aber auch Gemische dieser Salpetersäureester eingesetzt werden.

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), Natriumhydrogencarbonat 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 werden 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 Substan- ι ο zen 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, is Iangkettige Alkylamine, Zellstoffe, Quellmittel, wie Guarmehl, Erdalkali-, Alkali- und Ammoniumsalze organischer Säuren, kristallwasserhaltige Salze 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 Sprengstoffe wurde die jm Hauptpatent 20 00 620 beschriebene Methode herangezogen. Durch den Rückstoß der ausströmenden Schwaden von 300 g Sprengstoff erfährt ein an Stahlseilen aufgehängter Mörser einen Pendelausschlag, dessen maximale Ampli- r tude 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 Ausstr-*.menergie der Schwaden wird auf 1 kg Sprengstoff bezogen und in js mt/kg angegeben.

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

Beispiele la und Ib

Es wurden zwei Sprengstoffe in an sich bekannter Weise hergestellt Beide Sprengstoffe besitzen nach den deutschen Prüfbestimmungen für Wettersprengstoffe der Klasse HI (vgl. Aufsatz Ahrens, Nobel Heft Mai -r, 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

Sprengstoffe
!a Ih

ülycerintrinitrat

Glycoldinitrat

Guarmehl

Calciumstearat

Tonerde

Kaliumnitrat

Ammoniumchlorid

Ammoniumoxalat

Ammoniumnitrat

Sprengstoffe
la

Ib

5.1	5,1
3,4	3,4
1,0	1,0
0,1	0,1
0,2	0,2
53,8	48.5
28,4	25,7
8,0	8,0
—	8.0

Pendelenergie gemessen
in mt/kg

Sauerstoffbilauz in %
Schlagwettersicherheit nach
den deutschen Prüfbestimmungen für WettersprengstofTe der Klasse III

80,3

+3,66 +4,43

keine keine

Zündung Zündung

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

B e i s p-^; e I e 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 Π aufgeführt

Tabelle 2	Sprengstoffe	2b
	2a	6,0
	6,0	4,0
Glycerintrinitrat	4,0	1,0
Glycoldinitrat	1,0	0,1
Guarmehl	0,1	0,2
Calciumstearat	0,2	42,2
Tonerde	48,3	26,5
Natriumnitrat	30,4	10,0
Ammoniumchlorid	10,0	10,0
Ammoniumoxalat	-	90,9
Ammoniumnitrat	83,4
Pendelenergie gemessen		+4,23
in mt/kg	+3,39
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 cmVg und einer Teilchengröße von 95% > 0,1 mm, so komm« 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 Energiegewinn von 9% erzielt.

Claims

Patentansprüche:

1. Pulverförmige oder gelatinöse Wettersprengstoffe auf der Basis von sensibilisierenden Komponenten, eines umgekehrten Salzpaares mit einem Molverhältnis Alkalinitrat zu Ammonchlorid ι _: ι und eines Zusatzes von Ammoniumoxalat und/oder Ammoniumchlorid und außerdem gegebenenfalls Inertstoffen und verbrennbaren Substanzen sowie von Ammoniumnitrat mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 500cm²/g oder anorganisehen Perchloraten, wobei die Sprengstoffe eine positive Sauerstoffbilanz bis zu +10% aufweisen, nach Patent 2000620, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Ammoniumnitrats oder der anorganischen Perchlorate bis zu 40 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Sprengstoffgemisch, ein Ammoniumnitrat anwesend ist, dessen spezifisches Volumen größer als 0,60 cmVg ist und das in Form von Prills, Granalien oder porösen Körnern vorliegt, von denen mindestens 80% > 0,1 nun sind.

2. Pulverförmige Wettersprengstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Erhöhung der Deflagationssicherheit Erdalkalicarbonate und/oder Natriumhydrogencarbonat und/oder zweiwertige Metalloxide in einer Menge von 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 7 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Sprengstoffgemisch, enthalten.

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