DE2218005C3 - Inorganic ammonium nitrate gel for sludge-like explosives and process for their production - Google Patents
Inorganic ammonium nitrate gel for sludge-like explosives and process for their productionInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein anorganisches Ammoniumnitrat-Gel, das Aluminiumsilikat enthält, zur Herstellung schlammförmiger Sprengstoffe ohne Zusatz weiterer Verdickungsmittel.The invention relates to an inorganic ammonium nitrate gel containing aluminum silicate, for the production of sludge-shaped explosives without the addition of other thickeners.
Ein Sprengstoff muß sensibel sein, aber neben einer hohen Detonationskraft auch eine ausreichende Stabilität aufweisen. Bei Sprengstoffen, die nicht an Ort und Stelle hergestellt werden, ist es besonders wichtig, daß ihre Detonationskraft über längere Zeiträume erhalten bleibt.An explosive must be sensitive, but not only have a high detonation force but also sufficient stability exhibit. In the case of explosives that are not manufactured on-site, it is particularly important that that their detonation power is maintained over long periods of time.
Neben pulverförmiger! Sprengstoffen, bei denen insbesondere bei längerer Lagerung die Gefahr besteht, daß bei veränderten Feuchtigkeitsbedingungen das Pulver oder Granulat zusammenbäckt,-sind auch schlammförmige Sprengstoffe bekannt, die sich für verschiedene Einsatzgebiete besonders gut eignen.In addition to powdery! Explosives which, especially if stored for a longer period of time, pose a risk of that the powder or granules bake together when the moisture conditions change, -are also sludge-shaped explosives known which are particularly suitable for various areas of application.
Solche schlammförmigen Sprengstoffe benötigen einen ihre Konsistenz aufrechterhaltenden Bestandteil. Aus der USA.-Patentschrift 3397097 ist ein schlammförmiger Sprengstoff auf der Basis von Ammoniumnitrat bekannt, bei dem eine organische Paste, nämlich Guargummi, als Verdickungsmittel Verwendung findet, das aber für den Sprengstoff selbst keinerlei Wirkung oder Bedeutung hat und daher nur Ballaststoff ist. Zur Erhöhung der Detonationskraft wird beispielsweise Vermiculit zugegeben, um Gaseinschlüsse, wie Luft, Stickstoff oder Kohlendioxid, im Sprengstoffgemisch zu bilden und zu erhalten. Nachteilig bei diesem bekannten schlammförmigen Sprengstoff ist ferner, daß bei seiner Detonation CO und CO2 entwickelt wird.Such muddy explosives require an ingredient to maintain their consistency. A sludge-like explosive based on ammonium nitrate is known from US Pat. Vermiculite, for example, is added to increase the detonation force in order to form and maintain gas inclusions such as air, nitrogen or carbon dioxide in the explosive mixture. Another disadvantage of this known sludge-like explosive is that CO and CO 2 are evolved when it detonates.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vorprodukt für einen schlammförmigen Sprengstoff zu schaffen, der eine hohe Detonationskraft sowie gute Lagerfähigkeit aufweist, wirtschaftlich herzustellen ist und weder Ballaststoffe enthält noch bei der Detonation CO und CO2 entwickelt.The object of the invention is to create a preliminary product for a sludge-shaped explosive which has a high detonation force and good storability, can be produced economically and neither contains fiber nor develops CO and CO 2 during detonation.
Diese Aufgabe wird durch ein Vorprodukt der eingangs genannten Art gelöst, das gekennzeichnet ist durch ein gereiftes Gemisch aus Ammoniumnitrat und einem gereinigten und mit Wasser gequollenen, anorganischen Gel aus Montmorillonit. VermiculitThis object is achieved by a preliminary product of the type mentioned at the outset, which is characterized is through a matured mixture of ammonium nitrate and a purified and swollen with water, inorganic gel made from montmorillonite. Vermiculite
oder hydratisiertem Halloysit.or hydrated halloysite.
Zur Herstellung dieses Vorproduktes wird Montmorillonit, Vermiculit oder hydratisiertes Halloysit mit Wasser gemischt, daß wäßrige Gemisch gesiebt und das hindurchgegangene Aluminiumsilikat-Sol zum Sieden gebracht und durch Erwärmen gequollen und konzentriert und anschließend mit Ammoniumnitrat gemischt und das Gemisch reifen gelassen.Montmorillonite, vermiculite or hydrated halloysite are used to manufacture this intermediate product mixed with water, the aqueous mixture sieved and the aluminum silicate sol that has passed through brought to the boil and swollen and concentrated by heating and then with ammonium nitrate mixed and allowed to mature the mixture.
Bei einem schlammförmigen Sprengstoff wird durch das Aluminiumsilikat erreicht, daß das Ammoniumnitrat in ein Gelgemisch übergeführt wird, das äußerst stabil ist und in dem die Detonationseigenschaften des Ammoniumnitrat«; gehemmt sind, hei der Detonation aber eine ausgezeichnete Detona- >5 tionskraft entwickelt. Nach der Explosion werden keine CO- und CO2-GaSe frei. Es wurde gefunden, daß diese positive Wirkung in schlammförmigen Sprengstoffen auf das gereinigte anorganische Gel aus einem Aluminiumsilikat zurückzuführen ist, das fähig so ist, ein stabiles Ammoniumnitrat-GeJ zu bilden. Die Detonationseigenschaften werden durch die Anwesenheit des durch Wasser gequollenen anorganischen Gels verbessert, und zwar durch das flache und unregelmäßig feine Korn des Aluminiumsilikats, so daß dieses die Eigenschaften des Sprengstoffes unmittelbar beeinflußt. Gasgefüllte Poren sind dabei nicht erforderlich. Durch das Aluminiumsilikat-Gel bleiben homogene und thixotrope Eigenschaften des Sprengstoffes erhalten. Die Sprengkraft eines mit dem Gel hergestellten Sprengstoffes läßt auch bei längerer Lagerung nicht nach.In the case of a muddy explosive, the aluminum silicate ensures that the ammonium nitrate is converted into a gel mixture which is extremely stable and in which the detonation properties of the ammonium nitrate «; are inhibited, but at the time of detonation an excellent detonation force develops. After the explosion, no CO or CO 2 gases are released. It has been found that this positive effect in muddy explosives is due to the purified inorganic gel made from an aluminum silicate which is capable of forming a stable ammonium nitrate gel. The detonation properties are improved by the presence of the water-swollen inorganic gel, namely by the flat and irregularly fine grain of the aluminum silicate, so that this directly influences the properties of the explosive. Gas-filled pores are not required. The aluminum silicate gel preserves the explosive's homogeneous and thixotropic properties. The explosive power of an explosive produced with the gel does not decrease even after prolonged storage.
Die Eigenschaften der Einzelbestandteile des Sprengstoffgemisches unterscheiden sich von denjenigen der Einzelbestandteile, d. h. von denen des Gels des natürlichen Aluminiumsilikats sowie von denen des Ammoniumnitrats. So ist beispielsweise Ammoniumnitrat selbst explosiv, wenn es aber in der erfindungsgemäßen Weise in Form des Gel-Gemisches vorliegt, ist dieses nicht explosiv, es sei denn, es wird mit Aluminiumpulver od.dgl. versetzt. Das bedeutet, daß ein neuer Zustand für das Ammoniumnitrat geschaffen wird, wenn es in Form des Gel-Gemisches vorliegt.The properties of the individual components of the explosive mixture differ from those the individual components, d. H. of those of natural aluminum silicate gel as well as those of ammonium nitrate. For example, ammonium nitrate is itself explosive, but when it is present in the invention If it is in the form of the gel mixture, it is not explosive unless it becomes with aluminum powder or the like. offset. This means that a new condition has been created for the ammonium nitrate when it is in the form of the gel mixture.
Auf diese Weise ist es möglich, eine stabile Aufschlämmung des Ammoniumnitrats zu bilden, in der die explosiven Eigenschaften unterdrückt sind.In this way it is possible to form a stable slurry of the ammonium nitrate in which the explosive properties are suppressed.
Da ferner das anorganische Ammoniumnitrat-Gel thixotrope Eigenschaften aufweist, wird es flüssig,
wenn es mit einer Druckpumpe in ein Sprengloch gepreßt wird, aber es erhält seine Viskosität wieder zurück,
wenn der Druck nachläßt und aufgehoben wird. Auf diese Weise wird das Einbringen des Sprengstoffes
in ein gewünschtes Loch leichter und die Sprengarbeiten unter Wasser oder unter See einfacher.
Der schlammförmige Sprengstoff wird zweckmäßig so hergestellt, daß pulverisiertes, natürlich
vorkommendes Aluminiumsilikat, wie Montmorillonit, Vermiculit oder hydratisiertes Halloysit mit
Wasser gewaschen wird, um den darin enthaltenen Anteil an Sand zu entfernen. Das Gemisch
aus Aluminiumsilikat und Wasser wird mit einem Vibrationssieb (DIN Nr. 100) gesiebt und das dabei erhaltene
durchsiebte Gemisch in ein Sol umgewandelt. Dieses Sol wird zum Sieden gebracht, durch Erwärmen
konzentriert und dabei Aluminiumsilikat zum Quellen gebracht. Das so erhaltene gereinigte Aluminiumsilikat-Gel
wird mit Ammoniumnitrat gemischt und dieses Gemisch mit einer Knetmaschine oder ei- -Furthermore, since the inorganic ammonium nitrate gel has thixotropic properties, it becomes liquid when it is pressed into a blast hole with a pressure pump, but it regains its viscosity when the pressure is released and released. In this way, the introduction of the explosive into a desired hole is easier and the blasting work under water or under sea easier.
The muddy explosive is expediently produced in such a way that powdered, naturally occurring aluminum silicate, such as montmorillonite, vermiculite or hydrated halloysite, is washed with water in order to remove the proportion of sand contained therein. The mixture of aluminum silicate and water is sieved with a vibrating sieve (DIN No. 100) and the sieved mixture obtained is converted into a sol. This sol is brought to the boil, concentrated by heating, and aluminum silicate is made to swell in the process. The purified aluminum silicate gel obtained in this way is mixed with ammonium nitrate and this mixture with a kneading machine or a -
Sprengstoff 1. 2(j Explosives 1. 2 (j
Anorganisches Ammoniumnitrat-Gel <■) TeileInorganic ammonium nitrate gel <■) parts
Ammoniumnitrat 7 TeileAmmonium nitrate 7 parts
anorganisches gequollenesinorganic swollen
Gel 2 Teile a5 Gel 2 parts a5
Aluminiumpulver 1 TeilAluminum powder 1 part
Explosionsgeschwindigkeit: 4000 bis 48D0 m/see. (gemessen nach der Dautriche-Methode).Explosion speed: 4000 to 48D0 m / see. (measured according to the Dautriche method).
Sprengstoff 2:Explosives 2:
Anorganisches Ammoniumnitrat-Gel 8,5 TeileInorganic ammonium nitrate gel 8.5 parts
Ammoniumnitrat 8,5 TeileAmmonium nitrate 8.5 parts
anorganisches gequollenesinorganic swollen
Gel 1,5 TeileGel 1.5 parts
Aluminiumpulver 1,5 TeileAluminum powder 1.5 parts
Explosionsgeschwindigkeit·. 5000 bis 5500 m/sec.Explosion speed ·. 5000 to 5500 m / sec.
Sprengstoff 3:Explosives 3:
Anorganisches Ammonium-Inorganic ammonium
nitrat-Gel y Teilenitrate gel y parts
Ammoniumnitrat 7 TeileAmmonium nitrate 7 parts
anorganisches gequollenesinorganic swollen
nem Mahl- oder Reibmischer mechanisch geknetet.Mechanically kneaded in a grinding or attritor mixer.
Bei einer bevorzugten Verfahrensweise wird das Aluminiumsilikat-Gel zu einer heißen konzentrierten Ammoniumnitratlösung gegeben, die aus einer Ammoniumnitratlösung abgezogen wurde, welche während der Herstellung von Ammoniumnitrat zu einem Ammoniumnitrat-Kristallisationsapparat gebracht wird. Das Gemisch wird anschließend gleichmäßig gerührt. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Ammoniumnitrat-Gel sehr wirtschaftlich hergestellt werden.In a preferred procedure, the aluminosilicate gel becomes a hot concentrated one Given ammonium nitrate solution, which was withdrawn from an ammonium nitrate solution, which during brought to an ammonium nitrate crystallizer for the production of ammonium nitrate will. The mixture is then stirred evenly. In this way, the inventive Ammonium nitrate gel can be produced very economically.
Wichtig ist, daß das Gemisch reift, und die Sprengkraft des aus dem Gemisch hergestellten Sprengstoffes kann dadurch erhöht werden, daß der Reifungsprozeß entsprechend gesteuert wird.It is important that the mixture matures, and that the explosive power the explosive produced from the mixture can be increased by the fact that the maturation process is controlled accordingly.
Die Erfindung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is explained in more detail using a few exemplary embodiments.
2 Teile
0,5 Teile2 parts
0.5 parts
Gelgel
AktivkohleActivated carbon
Aluminiumpulver I TeilAluminum powder I part
Explosionsgesthwindigkeil: 43Ü0 bis 4700 m/sec.Explosionsgesthwindigkeil: 43Ü0 to 4700 m / sec.
Sprengstoff 4:Explosives 4:
9 Teile9 parts
Anorganisches Aminonium-Inorganic aminonium
niirat-Gelniirat gel
AmmoniumnitratAmmonium nitrate
anorganisches gequollenesinorganic swollen
Gelgel
Kieselsaure-Aerogel oderSilica airgel or
Silikagelpulver
Aluminiumpulver 1 TeilSilica gel powder
Aluminum powder 1 part
Explosionsgeschwindigkeit: 4500 bis 4400 m/sec.Explosion speed: 4500 to 4400 m / sec.
7 Teile
2 Teile7 parts
2 parts
1 TeilPart 1
Die Explosivkraft der Sprengstoffe kann durch Änderung der Zusammensetzung des Ammoniumnitrat-Gel-Gemisches und durch das Mischungsverhältnis mit Aluminiumpulver nach Wunsch variiert werden.The explosive power of explosives can be changed by changing the composition of the ammonium nitrate gel mixture and the mixing ratio can be varied with aluminum powder as desired.
Das als Rohmaterial verwendete anorganische Ammoniumnitrat-Gel ist während der Herstellung und seines Transports auf Grund des hohen Wassergehalts sehr stabil, und das Produkt zeigt explosive Eigenschaften erst dann, wenn es mit etwa 10% Aluminiumpulver od.dgl. gemischt wird. Auf das Gemisch wird dort, wo eine Sprengarbeit erforderlich ist, eine Sprengkapsel oder ein Zündverstärker aufgesetzt. The inorganic ammonium nitrate gel used as the raw material is during manufacture and its transport very stable due to the high water content, and the product shows explosive properties Properties only when it is made with about 10% aluminum powder or the like. is mixed. The mixture is applied where blasting work is required a detonator or an ignition amplifier attached.
Eines der Merkmale der unter Verwendung des anorganischen Ammoniumnitrat-Gels hergestellten Schlammsprengstoffe besteht darin, daß auf Grund der anorganischen Gelkomponente die Detonationswelle sich weit ausbreitet, im Gegensatz zu organischen Gelen, wie z.B. Guar-Gum. Außerdem wird in den Sprengstoffen 3 und 4 die Luft fest in den feinen Poren oder Kapillaren zurückgehalten und kann daher nur schwer daraus entweichen, so daß eine Verschlechterung des Sprengstoffes vermieden wird, wie es beispielsweise beim Entweichen von Luft bei herkömmlichem Dynamit der Fall ist.One of the features of those made using the inorganic ammonium nitrate gel Mud explosives consists in the fact that, due to the inorganic gel component, the detonation wave spreads widely, in contrast to organic ones Gels such as guar gum. In addition, in explosives 3 and 4, the air becomes solid in the fine ones Retained pores or capillaries and therefore difficult to escape from them, so that deterioration of the explosives is avoided, as is the case, for example, with the escape of air in conventional Dynamite is the case.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2646071 | 1971-04-24 | ||
| JP2646071 | 1971-04-24 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2218005A1 DE2218005A1 (en) | 1972-11-16 |
| DE2218005B2 DE2218005B2 (en) | 1976-02-26 |
| DE2218005C3 true DE2218005C3 (en) | 1977-09-15 |
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