DE2601162A1 - Calciumnitrat und schwefel enthaltende sprengmittelmischung - Google Patents

Description

DR. KARL TH. HEGEL · DJ.PL.-ING. KLAUS DICKEL

2 HAMBURO 5O CJROSSK BEROBTRASKK 223 8 MÜNCHEN (SO JUCIUS-KREIS-STRASSE 33 POSTFACH 5OO662 TKI.KFON (O4O) 3i) «2 95 TELEFON (O 8») 88 52 IO

cHSc: Doelliierpatoiit

Ihr Zeichen:

Unser Zeichen:

2OOO I Iaillburg, den

H 254-7

IBSQQ

726

Baiidiag

U «ί^ΐ)^λ

tmd® SSiEBIQHlSf 1IMI

Bai,® */@rl£®g©nd© Irfindiiag

ieh awf

g^E Qe3=s odes· sinsg SoM ie l2?fiM^t3ag ©ine wässrig© Bpr

Im b®is'önü®^©s, "betrifft

öle

d§.<? teil-isi

609830/0634

O ft β Ei.

Postecheckkonto: Hamburg 2912 20-205 . Bank: Dresdner Bank AG. Hamburg, Kto.-Nr. 3 813 897

BAD ORIGINAL

2801162

H 254? -2-

vollständig in der wässrigen, flüssigen Phase gelöst ist; ferner feste oder flüssige Brennstoffe oder beides, ein Verdickungsmittel und als Sensibilisator eine Korn bination von mindestens 20 Gew.-% Calciumnitrat, im Folgenden als CN bezeichnet, als Oxidationssalz und mindestens 3 Gew.-% Schwefel als Brennstoff. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Sensibilisieren wässriger Sprengmittelmischlingen, die aus einem anorganischen Oxidationssalz, das teilweise oder vollständig in einer wässrigen, flüssigen !hase gelost ist, einem festen oder flüssigen Brennstoff oder beiden und einea Verdickungsmittel bestehe». Dieses Verfahren be sfcaht darin, einer solchen Mischung als Sensibilisator mindestens 20 Gew»-% CN und mindestens 3 Gew.-S& Schwefol beizumischen·

Sprengstoffe oder Sprengmittelmischungen vom Typ eines wässrigen Gels oder eines Schlammes, die im allgemeinen als schlammförmige Sprengstoffe oder Sprengmittel be <=· zeichnet werden, haben als technische Sprengmittel infolge ihrer geringen Kosten, ihrer Sicherheit und der ihnen innewohnenden Wasserbeständigkeit weitgehende Anwendung gefunden. Wässrige, schlammförmige Sprengmittel, die eine kontinuierliche flüssige Blase enthalten und im wesentlichen aus einem anorganischen Oxidationssalz, das gewöhnlich in der Hauptsache Ammoniumnitrat darstellt,

tmd eines Verdickungsmittel für die flüssige !nase

609830/0634

bestehen, in der ein Teil oder die Gesamtmenge des Oxidationssalzes gelöst ist und die einen Brennstoff und/oder einen Sensibilisator und gegebenenfalls andere Bestand -teile wie gasbildende oder Vernetzungsmittel enthalten, sind ait gutem Erfolg selbst in wasserhaltigen Bohrlö -ehern angewendet worden.

Dia eine genügende Empfindlichkeit der schlamm!örmigen Sprengstoffmischungen sicher zu stellen, ohne gefährliche, selb st-explodierende Sensibilisatoren, wie Trini -trotoluol oder Pentaerythrit-tetranitrat beizumischen, sind nicht-explosive Sensibilisierungsaittel, in erster Linie fein verteilte Aluminiuateilchen, wie Aluminium, das für Haizwecke geeignet ist, im allgemeinen verwendet worden. Me Empfindlichkeit von schlamaförmigen Sprengstoffmischungen wird im allgemeinen nach ihrem kriti -sehen Durchmesser bestimmt, d.h. dem kleinsten Durch -messer« bei dem eine zylindrische Ladung des Sprengstoffs wirksam und vollständig eine Detonationswelle erzeugt und somit die Sprengladung mit Erfolg detoniert· Vie gefunden wurde, vermindern selbst geringe Mengen von Aluminium, von Half einheit wie 1 Gew.-=56 oder weniger deutlich den kritischen Durchmesser einer gegebenen Hasse bei gegebener Temperatur und erhöhen somit deutlich ihre Empfindlichkeit.

Die Verwendung von Aluminium einer für Malzwecke geeigneten Feinheit als Sensibilisierungsmittel ist jedoch

609830/0634

praktisch begrenzt infolge seiner verhältnismäßig hohen Kosten im Vergleich mit anderen Bestandteilen des Sprengstoffs. Somit sind zahlreiche Versuche gemacht worden, um weniger teure Ersatz-Sensibilisatoren zu finden. Das amerikanische Patent Nr. Ke. 27, 095 lehrt, daß eine Kombination von elementarem Schwefel und Natriumnitrat als Sensibilisator in wässrigen oder schlammförmigen Sprengmittelmischungen wirkt. In Kombination lediglich mit Ammoniumnitrat erzeugt Schwefel keinen Sensibili sierungseffekt, wie dies eine Kombination aus Natriumnitrat und Schwefel tut.

Obwohl gefunden wurde, daß Schwefel besondere Sensibili« sierungswirkung in Kombination mit einer Natriumnitrat enthaltenden schlammförmigen Sprengmittelmischung be sitzt, ist Schwefel im allgemeinen als Brennstoff an sich verwendet worden, sei es mit oder ohne Natriumnitrat.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Peststellung, daß die Kombination von speziellen Mischungsverhältnissen und Mengen von Calciumnitrat und Schwefel in einer wässrigen Spi'engmittelmischung als hoch wirksamer Sen« sibilisator wirkt. Obgleich in der Wirkung ähnlich» wurde überraschenderweise gefunden, daß eine Mischung aus Calciumnitrat und Schwefel einen auffallend besse~ ren Sensibilisator darstellt als eine Mischung aus Natriumnitrat und Schwefel. Ausserdem wurde gefunden,

6ΟΘ830/0634

daß Mischungen, die Calciumnitrat und Schwefel enthalten, deutlich andere Eigenschaften aufweisen als solche, die Natriumnitrat und Schwefel enthalten·

Ein Vorteil der Mischung von Calciumnitrat und Schwefel gegenüber Natriumnitrat und Schwefel besteht darin, daß Calciumnitrat und Schwefel ein bedeutend höheres Ausmaß an Sensibilisierung erzeugt als Natriumnitrat und Schwefel.

Ein weiterer Vorteil von Calciumnitrat und Schwefel gegenüber Natriumnitrat und Schwefel besteht darin, daß eine Sensibilisierung mit Calciumnitrat und Schwefel deutlich und wesentlich weniger von der temperatur abhängig ist, als eine Sensibilisierung mit Natriumnitrat und Schwefel. Mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisierte Mischungen können leicht genügend empfindlich gemacht werden für verhältnismäßig geringe Detonationsdurchmesser von etwa 5 cm oder weniger bei 5⁰C, aber sie sind noch bei 2O⁰C und höher ohne Verwendung einer Zündkapsel empfindlich. Eine Sensibilisierung mit einer Mischung aus Natriumnitrat und Schwefel läßt diese Wirkung nicht erzielen.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber einer Sensibilisierung mit Natriumnitrat und Schwefel bezieht eich auf-die Verwendung hoher Mengen von Calciumnitrat, welches, wie in den amerikanischen

- 6ΟΘ830/0634 ·^##6

Patenten 3»66O_f181 und 3,713.917 beschrieben, Kristallisationswasser enthält, das bei* Auflösen des Seizes in einen wässrigen, flüssigen IiÖeungemittel freigtsetst wird, das jedoch umgekehrt suoh aus des L8«ungaeittel beim nachfolgenden Niederschlagen eines Heils oder der Gesamtmenge des Salzes wieder aufgenommen wird· Dies verleiht der Masse beia Mischen und Veipumpen eine gute Fließfähigkeit und bewirkt ausserdem eine Festigkeit und Beständigkeit beim Lagern bei niedrigeren als den Mischtemperaturen.

Mischungen vom Typ der vorliegenden Erfindung enthalten im allgemeinen fein verteilte Gasbläschen, die die Dichte vermindern und die,gefunden wurde, die Empfindlichkeit erheblich steigern. In Mischungen, die nicht hart sind, gestattet diese Verteilung von Gasblasen eine Kompression der Masse, und somit vermag ein hoher Druck ihre Dichte in solchem Ausmaß zu erhöhen, daß sie für eine Detonation nicht langer empfindlich bleibt. Indessen lassen sich gemäß der Erfindung Massen herstellen, die aufgrund ihrer verhältnismäßig großen Härte im wesentlichen nicht komprimierbar sind, selbst wenn sie eine feine Dispersion von Gasblasen enthalten.

Somit erzeugt eine Kombination von Calciumnitrat und Schwefel gemäß vorliegender Erfindung nicht nur eine bessere Sens&Mlisierung» son&es® sie verleiht zusätzlich deu ifass® erwünschte physikalische - ··,!

609830/0634

Eigenschaften aufgrund des Kristallwassergehaltes des Calciumnitrats·

Me vorgenannten Vorteile und Unterschiede einer Sensibilisierung mit Calciumnitrat und Schwefel im Vergleich mit einer solchen durch Natriumnitrat und Schwefel be ginnen, wie beobachtet wurde, in der Praxis insbesondere hinsichtlich der Sensibilisierungswirkung bei einem GaI-ciumnitratgehalt von mindestens etwa 20 Gew.-%, berech net auf die Gesamtmasse,und mit einer genügenden Menge von Schwefel, vorzugsweise zwischen etwa 5 und etwa 7 Gew.~%. Soweit nicht etwas Anderes angegeben ist, sind die Prozentzahlen des Calciumnitrate im folgenden unter Ausschluß des Kristallisationswassers berechnet, obwohl dies normalerweise mit Calciumnitrat assoziiert ist,und zwar beispielsweise in Mengen von etwa 15 Gew.-% bei handelsüblichem Calciumnitrat. Sie oben beschriebene Härtewirkung wird bei einem Gehalt von Calciumnitrat oberhalb 30 Gew.=% deutlich. Vorzugsweise ist der Schwe« fei in Mengen anwesend, die ausreichen, um ein Verhält -* nis von Calciumnitrat : Schwefel von etwa 5 '· 3 s Ί zu schaffen, was dem stöchiometrisehen Verhältnis für die Reaktion von Calciumnitrat und Schwefel unter Bildung von Calciumsulfat, Stickstoff und Sauerstoff entspricht, obwohl Schwefel in Mengen von lediglich 3 % oder mehr anwesend sein kann und dennoch für eine ausreichende Sensibilisierung sorgt. Schwefel im Überschuß zum optimalen Mengenverhältnis erzeugt keine deutliche ...8

^ 609830/0634

weitere Sensibilisierung, und somit wirkt die überschüssige Henge lediglich als Brennstoff, Die oberen Grenzen sowohl für Calciumnitrat wie für Schwefel sind nicht kritisch imd sind im Grunde lediglich durch die praktische Anwendbarkeit bedingt, wie sie für eine im wesentlichen in der Sauerstoffbilanz ausgeglichene Sprengstoffmischung notwendig ist. Schwefel wird normalerweise nicht in größeren Mengen,als dem optimalen Verhältnis entspricht, angewendet.

Neben der Kombination von Calciumnitrat und Schwefel enthalten die Massen gemäß vorliegender Erfindung im allgemeinen anorganische Oxidationssalze, flüssigen oder festen Brennstoff oder beide, Wasser, Verdickungsmittel und gegebenenfalls gasbildende und Vernetzungsmittel.

Bas Oxidationssalz oder die Salze, von denen mindestens etwa 20 Gew.=# der Gesamtmasse aus Calciumnitrat bestehen', sollen aus der Gruppe der Ammonium- und Alkalini träte oder -perchlorate und Ammonium- und Alkalierdni traten und -perchloraten ausgewählt werden. Beispiele solcher Salze sind Ammoniumnitrat, Natriumnitrat, Calciumnitrat, Kaliumnitrat, Ammoniumperchlorat, Calciumperchlorat, Kaliumperchlorat und dergleichen. Vorzugsweise besteht das Oxidationssalz aus einer Kombination von Ammoniumnitrat und Calciumnitrat in vorzugsweise etwa der gleichen Mengen. Das gesamte verwendete Oxidationssalz beträgt gewöhnlich etwa 50 bis etwa 80 Gew.#

^der 609830/0634 **·⁹

der Gesamtmischung und liegt vorzugsweise zwischen etwa 60 und etwa 75 %·

Die Gesamtmenge des in der Mischung vorhandenen Wassers liegt für gewöhnlich zwischen etwa 5 und etwa 20 GeWo-% einschließlich des Kristallisationswassers des Calciumnitrate«, Me Verwendung von Wasser in Mengen innerhalb dieser Größenordnung gestattet es iia allgemeinen, daß die Mischungen flüssig genug sind, um sie mit Hilfe der üblichen Schlammpumpen bei erhöhten Bildungs- oder Wischtemperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der Massse (60°G bis 70°0) zu verpumpen* wobei sie jedoch, beim Kühlen unterhalb der Temperatur des Schmelzpunktes, wie beispielsweise auf Zimmertemperatur, hat und verhältnismäßig unsusaiamenpressbar werden infolge der Tatsache, daS das Calciumnitrat beim Niederschlagen des Kristallin eationswasser wieder aufnimiat. Obwohl mindestens 20 % Calciumnitrat für Mischungen gemäß vorliegender Erfindung erforderlich sind, werden zweckmäßig Mengen zwi sehen etwa 30 % und etwa 45 % angewendet, ausschließ lieh des Kristallisationswassers«

Zusätzlich zum Schwefel, der wie angegeben in Mengen von mindestens etwa 3 Gew.-=% anwesend sein soll, werden andere feste oder flüssige Brennstoffe oder beide in Hangen angewendet, die ausreichen, um eine Mischung zu schaffen, deren Satarstoffbilanz iia wesentlichen ausgeglichen, ist« Beispiele solcher Brennstoffe, die

...10

60Θ830/063Α

verwendet werden können, sind fein verteiltes, zerkleinertes Aluminium, kohlenstoffhaltige Verbindungen wie Gilßonit oder Kohle_r vegetabilische Körner wie Weizen und dergleichen. Zu den flüssigen Brennstoffen können auch mit Wasser mischbare oder nicht-mischbare organische flüssigkeiten gehören. Mischbare flüssige Brennstoffe sind Alkohole wie Methylalkohol, Glycol-, wie Äthylen glycol, Amide wie Formamid und analoge Stickstoff-haltige Flüssigkeiten. Biese Flüssigkeiten wirken im allgemeinen als Lösungsmittel für das Oxidationssalz und können daher ysss33? in verschiedenem Ausmaße ersetzen. Nicht-mischbare flüssige Brennstoffe sind aliphatische_f alizyklische und/oder aromatische, gesättigte oder ungesättigte flüssig« Kohlenwasserstoffe. Ein besonders bevorzugter nichtmischbarer flüssiger Brennstoff ist Brennöl Nr. 2. Die Gesamtmenge des angewendeten Brennstoffes hängt von der Menge des anwesenden Oxidationssalzes und der besonderen Art des verwendeten Brennstoffes ab, sie beträgt im allgemeinen mindestens etwa 10 Gew.~%.

Die wässrige flüssige Riase der Mischung wird vorzugsweise durch den Zusatz eines oder mehrerer Verdickungsmittel von der Art und in der Menge, wie sie gewöhnlich in der Technik angewendet werden, viskos gemacht. Solche Verdickungsmittel sind Galaktomannin, vorzugsweise GuarangummiSorten, Guarmel, Guaranate oder derartige Ver bindungen von vermindertem Molekulargewicht, wie dies

...11 609830/0634

in dem amerikanischen Patent Nr. 3,788,909 beschrieben ist; ferner Polyacrylamid und analoge synthetische Verdickungsmittel, Hehle und Stärkesorten. Bas Verdickungs-, mittel ist im allgemeinen in Mengen von etwa 0,05 bis etwa 2,5 % anwesend. Indessen Können Hehle und Stärke Sorten in bedeutend größeren Hengen bis zu etwa 10 % angewendet werden; in diesen Fällen wirken sie in erheblicher Weise oder sogar primär als Brennstoffe.

Wie in der Technik allgemein bekannt ist, werden Gas bildende Mittel vorzugsweise angewendet, um die Sichte einer wässrigen, schlammförmigen Sprengstoffmischung zu erniedrigen und zu regeln und dieser eine erhöhte Emp Kindlichkeit zu verleihen. Die Hassen gemäß vorliegender Erfindung wenden vorzugsweise geringe Hengen, beispielsweise etwa 0,01 % bis etwa 0,2 % oder mehr, am besten etwa 0,05 %* solcher gasbildenden Mittel an, um eine Sichte der Hasse von weniger als etwa 1,5 zu erzielen. Die Hassen gemäß vorliegender Erfindung besitzen vorzugsweise eine Sichte von etwa 1 bis etwa 1,3* Ein bevorzug »tes gasbildendes Hittel ist ein Nitritsalz wie Natriumnitrit. Nitrite können dazu verwendet werden,um sich chemisch in der Lösung der Hasse zu zersetzen und hierbei Gasblasen zu erzeugen· Sin mechanisches Rühren der verdickten, wässrigen Hiase der so erhaltenen Masse während der Vermischung dieser wässrigen Phase und der fein verteilten Feststoffe führt zu einem Einfangen

...12

609830/0634

feiner Ge.sblasen, wodurch eine Begasung mit Hilfe mechanischer Mittel herbeigeführt wird. Hohle Teilchen wie hohle (xlaskügelchen, geschäumte. Styroporperlen und plastische Microballons werden ebenfalls allgemein verwen ciet, um eine vergaste Schlammasse herzustellen, besonders wenn mangelnde Zusammenpressbarkeit unter hohem Druck gewünscht wird. Zwei oder mehrere dieser gebräuchlichen Vergasungsmittel können gleichzeitig angewendet werden.

Di© Massen gemäß der Erfindung werden dadurch hergestellt, daß zunächst eine Lösung des Oxidationssalzes in Wasser, gegebenenfalls unter Mischung mit einem flüssigen Brennstoff _t hergestellt wird, die einen Erweichungspunkt von 5O⁰O besitzt. Diese Lösung wird bei erhöhter Temperatur von etwa 6Q⁰G bis 7O⁰C hergestellt und in diesem "uatande gehalten. Die Lösung ist vorzugsweise durch Siüverieiben eines Teils oder der Gesamtmenge des Ver dickungsmittels vorverdickt. Dieser Lösung werden die übrigen Ingredientien einschließlich von fein verteiltem Schwefel zugesetzt. Die übrigen Ingredientien werden homogen innerhalb der gesamten Lösung durch mechanisches !Rühren diepergiert, wie dies in der Technik allgemein bekannt ist. Die entstehende Sprengstoffmischung kann dann, während sie noch flüssig ist, in den gewünschten Behälter, beispielsweise durch Pumpen, übergeführt werden.

...13

609830/0634

Die vorliegende Erfindung läßt sich besser unter BeSragnähme auf eine Anzahl von Beispielen verstehen. Sie Beispiele A und E in der folgenden Tabelle betreffen be -kannte Hassen unter Verwendung von Natriumnitrat und Schwefel und Aluminium einer Feinheit wie für Haizwecke benutzt wird als Sensibilisierungsmittel· Die Beipiele B, C und Ώ verwenden Calciumnitrat und Schwefel als Sensibilisierungsmittel gemäß vorliegender Erfindung. Das Beispiel C enthält Aluminium von einer für Haizwecke geeigneten Feinheit ale zusätzliches Sensibilisierungsmittel· Ein Vergleich der Beispiele A und E mit den Bei -spielen B, C und D zeigt klar» daß die Mischung Calcium= nitrat/Schwefel einen deutlich besseren Sensibilisator darstellt als die Kombination von Natriumnitrat und Schwefel» So zeigen beispielsweise die Hassen mit Na -triumnitrat und Schwefel kritische Durchmesser bei 5°C von 6,35 und 7 »62 cm, während Hassen mit Calciumnitrat und Schwefel selbst ohne die Sensibilisierung mit Aluminium, wie es für Haizwecke geeignet ist, kritische Durchmesser von 5 cm aufweisen bzw. 3»8 cm und weniger.

Dieser Unterschied in dem kritischen Durchmesser ist praktisch wichtig, da gepackte Erzeugnisse aus Gründen der Betriebssicherheit für Detonationszwecke vorzugsweise auf Durchmesser beschränkt sind, die das Doppelte des kritischen Durchmessers der Hassen betragen. So dürfte dia Hasse nach Beispiel E im allgemeinen nicht in einem Druchmesser unter 15 cm verpackt werden, während Hassen der Beispiele C und D leicht in Durchmessern von 7*6 cm verpackt werden können. Tatsächlich können Mae sen nach

609830/0634 ^e·

H 2547 -14-

Beiiipiel C höchstwahrscheinlich sogar in geringeren Durchmessern als 7,6 cm verpackt werden, da ihr kritischer Durehmesser weniger oder gleich 3»8 cm iet. Demnach schafft die Kombination von Calciumnitrat und Schwefel eine Hasse, die deutlich anpassungsfähiger hinsichtlich der Größe des verpackten Erzeugnisses ist.

Die Kombination von Calciumnitrat and Schwefel gemäß der Erfindung ergibt, wie gefunden wurde, eine Sensibilisierung, die etwa demjenigen durch Verwendung von etwa 1 % Aluminium gleichwertig ist, daa eine besonders gute Qualität für Malzwecke darstellt» Demnach kann ein deutlich wirtschaftlicherer Sprengstoff durch Verwendung von Calciumnitrat und Schwefel hergestellt werden anstelle der V^a?wendung τοη Aluminium für Mal-zweeke cdai? auch diircli teilweise*! Srsata desselben«, Dia S©nsiteilisierungs«- wi;j?!iung der Kombination von Calciumnitrat und Schwefel ist augenscheinlich bei einem Vergleich der Beispiele D und P. Diese Beispiele sind in allen wichtigen Punkten identisch mit den Unterschied, daß die Hasse F keinen Schwefel enthält. Bei der Hasse D bewirkt die Sensibilisierung mit Calciumnitrat und Schwefel einen kritischen Durchmesser bei 5⁰C von 3,8 cm, während bei der Hasse nach Beispiel F ohne eine Sensibilisierung durch Calciumnitrat und Schwefel der kritische Durchmesser bei 5⁰O 12,7 cm beträgte

• ••15

609830/0634

Sie Tatsache, daß Hassen, die mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisiert sind, hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit von der Temperatur unabhängiger sind als Hassen, die mit Natriumnitrat und Schwefel sensibilisiert sind, ist leicht aus einem Vergleich der Beispiele G und H ersichtlich. Die Masse nach Beispiel G, die mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisiert ist, besitzt einen kritischen Bruchmesser von weniger als oder gleich 3»8 cm bei 5⁰C. Sie ist aber nicht zündkapselempfindlich bei 20⁰C und erfordert eine Fento lit sprengkapsel der Zusammensetzung von 3/50 von 8 Gramm zu ihrer Detonation· Die Hasse H, die mit Natriumnitrat und Schwefel sensibilisiert ist, hat im wesentlichen die gleiche Empfind -lichkeit wie die Hasse G bei 20⁰C, erfordert also eine Sprengkapsel von 8 Gramm zur Detonation. Indessen ist die Hasse H bei 5°C deutlich weniger empfindlich und zeigt hier einen kritischen Durchmesser von 6,35. Demnach sixg$ihre Sensibilität mehr als bei der Hasse G bei abnehmender Temperatur.

Die Tatsache, daß mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisiert a Hassen leicht in der Weise eingestellt werden können, daß sie bei 20⁰C nicht zündkapselempfindlich bleiben, ist aus den Beispielen G und I ersichtlich. Bei 20°C benötigen.die Hassen dieser beiden Beispiele mindestens 8 Gramm einer Pentolitkapsel mit der Zusammenset ~ zung 50/50 zur Detonation. Demnach wurden die Hassen

....16

60 9 830/0634

H 25*7 -16-

dieeer Beispiele bei 20⁰C mit einer Standard-Zündkapsel Nr. 8 nicht detonieren. Diese hohe Temperatur-Abhängigkeit der Sensibilität bei einer Zündung ohne Sprengkapsel wurde festgestellt, obwohl die Ilasse nach Beispiel G 1 % Aluminium einer für Haizwecke geeigneten Feinheit als zusätzliches Sensibilisierungsmittel enthielt und die Hasse nach Beispiel I, obwohl diese kein malfeines Aluminium aufwies, Calciumnitrat und Schwefel in Mengen enthielt, die etwa den maximalen für die Praxis in Betracht kommenden Verhältnissen entsprechen·

Me Beispiele J und K enthalten lediglich 3 % Schwefel und lediglich etwa 24 bzw. 16 % Calciumnitrat, ungerechnet das Kristallisationswasser. Obgleich die Hasse nach Beispiel J verhältnismäßig geringe Hengen an Calciumnitrat und Schwefel enthält und deutlich weniger empfindlich ist als beispielsweise die Hasse D, die etwa optimale Hengen an Calciumnitrat und Schwefel aufweist, ist bei der Hasse nach J die Sensibilisierung durch Calciumnitrat und Schwefel doch genügend, um eine wirksame Detonation einer Ladung von 10 cm Durchmesser bei 5⁰O zu erreichen. Es ist bemerkenswert, daß die Hasse K* die lediglich 16 % Calciumnitrat enthält, was weniger ist als die praktisch erforderliche Henge von mindestens 20%, nicht empfindlich genug war, um selbst in einer Ladung von 15 cm Durchmesser bei 5⁰C zu detonieren.

• ..17

609830/0634

H 2547 -17-

AlIe oben angegebenen Beispiele, die eine Sensibilieierung durch Calciumnitrat und Schwefel aufweisen, besitzen, wie gefunden wurde, gute Stabilität und Wasserbe ständigkeit; sie sind bei ihrem ursprünglichen Ansatz flüssig und pumpbar und werden beim Kühlen auf Temperaturen unter ihre Erweichungspunkte hart und verhältnismäßig unzutsammenpressbar mit Ausnahme der Hasse K.

Die Massen gemäß vorliegender Erfindung können nach dem Ansetzen mit Hilfe eines mit einer Pumpe ausgerüsteten Förderw&gens oder einer anderen in der Technik wohl bekannten Apparatur unmittelbar in das Bohrloch eingebracht werden. Infolge ihrer guten Wasserbeständigkeit bedürfen sie keiner Schutzpackung und können unmittelbar in wasserhaltige Bohrlöcher eingebracht werden. Normaler» weise besitzen solche Bohrlöcher Durchmesser von minde stens 7,6 und gewöhnlich von 15 cm oder mehr.

Bei der Verwendung in geringen Durchmessern von beispielsweise 7»6 cm oder weniger werden die Massen vorzugsweise in zylindrischer, stangenartiger Form verpackt. Ein übliches Verpackungsmaterial ist Polyäthylen. Ver Packungsmittel oder Apparaturen sind in der Technik be» kennt. In verpackter Form können die Massen praktisch ebenso verwendet werden wie die üblichen Dynamitstangen· Da die Massen wasserbeständig sind, braucht man keine

...18

609830/0634

mühsame Vorsorge zu treffen, um ein Reißen der Packung in einer Umgebung, in der Wasser vorhanden ist, zu verhüten» Infolge der ihr innewohnenden hohen Sensibilität und der Möglichkeit, die Massen veiter durch verhältnismäßig geringe Mengen eines Alvjniniuias, wie es für Mal zwecke geeignet ist, zu sensitilisieren_t können diese in fcurcfricasasm der verschiedensten Ar* verwendet werden.

Wie as in der !©elmik bekannt ist, können Massen gemäß vorliegen der Erfiriduag angesetzt werden« dia je nach tfttn&c^ verschiedene physikalische Eigenschaften besitzen. Beispielsweise können die Fließfähigkeit®?^ Massen in weitem Umfange schwanken, etwa dueh Einstellen der gegenseitigen Mengen des Verdickungsmittelε, des Vernetzungsmittels und des flüssigen Lösungsmittels. Obwohl eine harte, im wesentlichen nicht kcmprimierbare und daher verhältnismäßig druckbeständige Form vorzuziehen ist, könnan auch flüssigere Massen in zufriedenstellender Waise detonieren, wo hohe Drucke nicht einzutreffen sind.

Obwofel di3 vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die erläuternden Beispiele und bevorzugte Ausführungeformen beschrieben ist, sind für Fachleute verschiedene Abänderungen offensichtlich, und solche Abänderungen aollen zum Bereich der Erfindimg gehören, wie sie in den an schließenden Ansprüchen definiert ist.

..,19

609830/0634

H 2547

OT O (D OD CO CD

Masse

Bestandteile (Gew.-56 der Gesamtmasse )

L © sung enthaltend:

TABELLE GD E

NHON 1) Natriumnitrat zugesetztes Wasser Verdickungsmittel

Thioharnstoff

42.0 37.7 37-7 38.8 37-9 38.8 37.7 42.0 38.0 46.5 55-8 4.5.4. 4.5.4. 46.7 — 46.7 45.4 — 45.8 30.0 20.0

13.6 — — — 14.0 — — 13.6

14.6 5.2 5.2 5.4 12.4 5.4 5.2 14.6 5-2 13.4 15.9

0.2 O.58³ O.58⁵ 0.6³ 0.2 0.6³ O.58³ 0.2 0.6³ O.57³ O.57⁵

0.08 0.2 0.2 0.2 0.08 0.2 0.2 0.08 0.1 0.1 0·1

Zusatz zur Lösung: _p Verdickungsmittel 0.45* — Schwefel 5.3 6.3

Atomisiertes Aluminium 2.0 3.0 Aluminium einer Feinheit geeignet für Malzwecke: 1.0 —= Gilsonit 6.0 5.4

Gaserzeugendes Mittel (1 Teil Natriumnitrit auf 4 Teile Wasser):

6.6 7.1

4.0 6.3 6.0 6.7

0.5 — 1.0 1.0 —

6.6 8.0 4.5 4.7 5.4 6.0

0.15 0.3 0.2 0.3

Vernetzungsmittel Gekörntes Natriumnitrat 14.7 Perlen auB Styroporschaum —

Eigenschaften:

Dicht© bei 5°0

Dichte bei 20⁰C _Λ 1.13 Kritischer Durchm.b/ 5°C 6.35 Kritischer Durchm.b/20°0_Ä — Minimale Zündkapsel b/ 5°C — Minimale Zündkapsel b/20°C — Detonati onsge schwindigke it b/5 0 in km/sec:

0.2 0.3
0.2^Z

5 ~ -4

0.15
„2 —

0.5 —

0.2

0.2*
17.7

2.7 2.0

3.5

5.5

0·2 0.3 0.2 0.2 0.2

0.2* 0.2^" 0.2^

1.08 0.97 1.03 1.01 — 1.1 1.04 1.1 1.06 1.07

1.05 1.08 1.03 — ' — —

3.8 3.8 7.6 12.7 3.8 6.35 6.35 10.0 F6

— 10.0 — —· — —

«τ,«= _-. «,_ „„ ■■ 8 gm 8 gm 8

CD ISJ

'Calciumnitrat der Firma Norsk Hydro für Düngezwecke etwa folgender Zusammensetzung in Gew.-%:

6 % Ammoniumnitrat 79 % Calciumnitrat 15 % Wasser

'Ein Biopolymerer Gummi, der unter dem Warenzeichen "EX-~23" von General Kills vertrieben wird»

- ^Ein Giiaranguimmisiskümroling mit einem auf etwa 115*000 verminderten Molekulargewicht.

"''Wässrige Lesung enthaltend etwa 13 % Natriumdichromat. ^⁷^Wässrige Lösung enthaltend etwa 50 % Natriumdichromat ·

..21

609830/0634

Claims (11)

1. PATENTANSPRÜCHE
2. Sprengstoffmischung, die ein anorganisches Oxidaionssalz enthält, das teilweise oder vollständig in einer flüssigen Blase gelöst ist und ausserdem festen oder flüssigen Brennstoff oder beide und' ein Verdickungsmittel enthält, gekennzeichnet durch einen Sensibilisator, dar aus einer Kombination von mindestens 20 % Calciumnitrat als Oxidationssalz und mindestens
3. 3 Gew.-% Schwefel als Brennstoff besteht.

   Sprengmasse nach Anspruch 1, dadurch ge ~ kennzeichnet, daß der Schwefel in genügen-= den Mengen vorhanden ist, um ein Verhält nis von Calciumnitrat zu Schwefel von etwa 5 : 3 : 1 zu erzeugen.

   Sprengmasse nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das anorganische Oxydationssalz Ammoniumnitrat und Calciumnitrat enthält.

   ...22

   609830/0634
4. 4. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese 5 % bis 7 % Schwefel, 35 % bis 45 56 Calciumnitrat und 5 % bis 20 % Gesamtwasser enthält.
5. 5· Hasse nach. Anspruch 1, dadure^v gekennzeichnet, daß mindestens ©in leil des Verdickungsmittels vernetzliar ist und die Hasse einen geringeren Betrag eines Ternetzungsmittels aufweist·
6. δο Hasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieee dtirah die Verwendung einer kleinen Menge eines gasbildenden Mittels begast ißt.
7. 7♦ Masse neoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens sin Teil dee Verdickungsmittel aus Guarangummi oder einem seiner Abkömmlinge besteht.
8. 8. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine geringe Henge eines Aluminiums einer Feinheit, wie sie für Malzweckβ «rfor derlich ist, als zusätzliches Sensibilisie rungsmittel enthält.

   • •♦23

   609830/0634

   H 25*7 -23-
9. 9· Hasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei niederer Temperatur eine gute Empfindlichkeit zeigt, aber daß sie bei 2O⁰C nicht zündkapselempfindlich ist.
10. 10. Verfahren zum Sensibilisieren einer wässrigen Sprengstoffmischung, die aus einem anorgani sehen Oxydationssalz, welches ganz oder teilweise in einer wässrigen flüssigen Phase ge löst ist, einem festen oder flüssigen Brenn stoff oder beiden und einem Verdickungsmittel besteht, dadurch gekennzeichnet« daß man dieser Hasse mindestens 20 Gew.~% Calciumnitrat als Oxydationssalz und mindestens 3 Gew.-$ Schwefel als Brennstoff zufügt.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hasse in der Weise herge stellt wird, daß man

    a) zunächst eine wässrige Lösung eines Veils oder der Gesamtmenge des anorganischen Qxydationssalzes einschließlich des Calciumnitrate herstellt , die· gewünschtenfalls durch ein Ver « dickungsmittel vorverdickt sein kann» daß man

    ...24

    609830/0634

    24- 2601182

    b) die übrigen Ingredientien einschließlich des Schwefels zusetzt; und daß nan

    c) die übrigen Ingredientien gleichmäßig mit der Lösung vermischt, um eine homogene Hasse herzustellen.

    609830/0634