DE2756261A1

DE2756261A1 - Premixture for explosive mfr. - is prepd. from ammonium nitrate and formaldehyde and contains ammonium nitrate, methyl nitrate and alkali metal formate

Info

Publication number: DE2756261A1
Application number: DE19772756261
Authority: DE
Inventors: Balakrishnan Ganapath Sundaram; Kuppam Srinivasa Iy Varadachar
Original assignee: IDL CHEMICALS Ltd
Current assignee: IDL CHEMICALS Ltd
Priority date: 1977-12-16
Filing date: 1977-12-16
Publication date: 1979-06-21

Abstract

Pre-mixt. for the mfr. of explosives is prepd. in liq. phase by (a) mixing NH4NO3 and HCHO; (b) heating gradually to set up an exothermic reaction and keeping 1-2 hrs. at =95 degrees C; (c) vacuum distn. to reduce water content to 8-10 wt.% and (d) removing the HCOOH formed, to leave 1.wt.% HCOOH, by adding sufficient MeOH or EtOH to form Me-. or Et formate and vacuum distn. The residual HCOOH is then neutralised with alkali to pH 6.5, to form a liq. mixt. consisting of NH4NO3, mono- or dimethyl nitrate and a small quantity of alkali formate. The pre-mixt. can be worked to (1) rock-blasting explosives for underground or tunnel construction, and (2) safety mining explosives for coal mines subject to fire-damp. The explosives are water-proof and can be ignited in water-contg. drilling holes up to 24 hrs. after charging.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Vormischung aus Ammonium-Process for the preparation of a premix from ammonium

nitrat und Formaldehyd zur Fertigung von Sprengstoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Vormischung aus Ammoniumnitrat und Formaldehyd in flüssiger Phase zur Fertigung von Sprengstoffen.nitrate and formaldehyde for the manufacture of explosives The invention relates to a method of making a premix from ammonium nitrate and formaldehyde in the liquid phase for the manufacture of explosives.

Erfindungsgemäß werden Ammoniumnitrat und Formaldehyd gemischt, bis zum Einsetzen einer exothermen Reaktion allmählich erwärmt und 1 bis 2 Stunden bei einer höchstens 950C betragenden Temperatur gehalten, darauf der Wassergehalt durch eine Vakuumdestillation auf 8 bis 10 Gew.-% gesenkt und die entstandene Ameisensäure durch eine zur Bildung von Methyl-bzw. Äthylformiat ausreichende Zugabe von Methanol bzw. Äthanol im Vakuum bis auf einen Gehalt von höchstens 1 Gew.-% entfernt, die dann noch verbleibende Ameisensäure mittels Alkali auf einen pH-TaJert von 6,5 neutralisiert, so daß eine aus Ammoniumnitrat, Mono- bzw. Dimethylnitrat sowie einer kleinen Menge Alkaliformiat bestehende flüssige Mischung resultiert.According to the invention, ammonium nitrate and formaldehyde are mixed until gradually warmed to the onset of an exothermic reaction and 1 to 2 hours at a temperature not exceeding 950C kept, then the water content through reduced a vacuum distillation to 8 to 10 wt .-% and the resulting formic acid by a for the formation of methyl or. Ethyl formate sufficient addition of methanol or ethanol removed in vacuo to a content of at most 1 wt .-%, the then still remaining formic acid neutralized with alkali to a pH TaJert of 6.5, so that one of ammonium nitrate, mono- or dimethyl nitrate and a small amount Alkali formate existing liquid mixture results.

Diese flüssige Phase wird zu verschiedenen Sprengstoffen verarbeitet.This liquid phase is processed into various explosives.

Beispiel 620 Gewichtsteile Ammoniumnitrat und 620 Gewichtsteile Formaldehyd oder 80 Gewichtsteile Ammoniumnitrat und 690 Gewichtsteile Formaldehyd werden in einem Reaktionsgefäß gemischt und die Temperatur langsam auf 400C bis 450C gesteigert, wobei die Reaktion exotherm abläuft. Nun wird das Aufheizen unterbrochen. Man achtet jedoch darauf, daß die Temperatur 950C nicht überschreitet. Bei dieser Temperatur wird die Lösung 1 - 2 Stunden gehalten.Example 620 parts by weight of ammonium nitrate and 620 parts by weight of formaldehyde or 80 parts by weight of ammonium nitrate and 690 parts by weight of formaldehyde are in mixed in a reaction vessel and the temperature slowly increased to 400C to 450C, the reaction being exothermic. The heating is now interrupted. One respects however, ensure that the temperature does not exceed 950C. At this temperature the solution is held for 1 - 2 hours.

Danach wird die resultierende Lösung einer Vakuumdestillation (95-10505 und 10 Torr während etwa 3 Stunden) unterzogen, um die Hauptmenge tmeisensäure und Wasser zu entfernen, bis d:m ndsseranteil etwa 8 - 10 % beträgt.The resulting solution is then subjected to vacuum distillation (95-10505 and 10 Torr for about 3 hours) to the main amount of formic acid and Remove water until the minor content is about 8-10%.

Nach Bestimmung des Ameisensäuregehalts durch Titration mit einer Standard-Natronlauge versetzt man die Lösung mit Methanol oder Äthanol und entfernt die Ameisensäure in Form von Methylformiat oder Äthylformiat durch Destillation im Vakuum. Die resultierende flüssige Phase besteht aus Ammoniumnitrat, einem Gemisch aus Monomethylaminnitrat und Dimethylaminnitrat und einem geringen Anteil Ameisensäure (nicht über 1 %). Die Ameisensäure wird auf einen pH-Wert von 6,5 neutralisiert, indem man die erforderliche Menge Natronlauge zugibt.After determining the formic acid content by titration with a Standard sodium hydroxide solution is mixed with methanol or ethanol and removed formic acid in the form of methyl formate or ethyl formate by distillation in a vacuum. The resulting liquid phase consists of ammonium nitrate, a mixture from monomethylamine nitrate and dimethylamine nitrate and a small amount of formic acid (not more than 1%). The formic acid is neutralized to a pH value of 6.5, by adding the required amount of caustic soda.

Die so hergestellte Vormischung läßt sich zu verschiedenen Sprengstofftypen weiterverarbeiten.The premix produced in this way can be converted into various types of explosives further processing.

ã ) Gesteins-Sprengstoff zur Verwendung im Untertage- und Tunnel bau 80 bis 90 Gewichtsteile der flüssigen Phase, die wie vorher beschrieben erhalten wurde, werden mit 5 bis 8 Gewichtsteilen Natriumnitrat, 5 bis 8 Gewichtsteilen Natriumperchlorat, 1 Gewichtsteil Guarmehl, 2 Gewichtsteilen Schwefel (nicht feiner als 250 /um) und 0,02 bis 0,04 Gewichtsteilen Vernetzer wie zum Beispiel Kaliumpyroantimonat, Natriummetaantimonat, Natriumdichromat oder ähnlichen Substanzen gemie-h . Dieses Gemisch wird mit einem Rührer mit großer Geschwindigkeit gerührt, bis die Dichte des Gemisches zwischen 0,6 und 1,?0 g/ml liegt. Die entstandene viskose Lösung kann in Polyäthylen-Patronen abgefüllt werden, die einen Durchmesser von 20 mm und eine Länge von 5C mm besitzen, woraus sich das geforderte Gewicht des Sprengstoffes in der End-Verpackung ergibt.ã) Rock explosives for use in underground and tunnel construction 80 to 90 parts by weight of the liquid phase obtained as previously described 5 to 8 parts by weight of sodium nitrate, 5 to 8 parts by weight of sodium perchlorate, 1 part by weight guar flour, 2 parts by weight sulfur (not finer than 250 μm) and 0.02 to 0.04 parts by weight of crosslinking agents such as potassium pyroantimonate, sodium metaantimonate, Sodium dichromate or similar substances according to This mixture is with a Stirrer stirred at high speed until the density of the mixture between 0.6 and 1.0 g / ml. The resulting viscous solution can be put in polyethylene cartridges are filled with a diameter of 20 mm and a length of 5C mm, from which the required weight of the explosive in the final packaging results.

Die auf diese Weise gefertigten Patronen können mit einer Sprengkapsel No. 6 gezündet werden und haben eine Detonationsgeschwindigkeit von 3.500 bis 4.000 m/sec. Ihre relative weight strength entspricht 80% der strength von Sprenggelatine. The cartridges manufactured in this way can be detonated with a detonator No. 6 and have a detonation speed of 3,500 to 4,000 m / sec. Their relative weight strength corresponds to 80% of the strength of explosive gelatine.

b) Wetter-Sprengstoffe für schlagwettergefährdete tohlengruben 80 bis 90 Gewichtsteile der oben beschriebenen flüssigen Phase werden nach Zusatz von 5 bis 8 Gewichtsteilen Natriumnitrat, 5 bis 8 Gewlchtsteilen Natriumperchlorat und 1 Gewichtsteil Guarmehl zur Herstellung von Wettersprengstoffen verwendet, die in der Klasse P 1 in schlagwettergefährdeten Kohlengruben zur Anwendung kommen. Zu diesem Zweck fügt man zu der o.g. Mischung 5 bis 10 Gewichtsteile Kochsalz hinzu; Als günstiger Zusat7stoff dient Gepulverter Graphit (nicht größer als 75 /um) in Mengen bis zu einem Gewichtsteil. Nach Zugabe der genannten Substanzen wird das Gemisch in einem Mischer mit einem schnell-laufenden Rührer gemischt, bis die Dichte auf 1,05 - 1,10 g/ml abgefallen ist.b) Weather explosives for firedamp-endangered cesspools 80 to 90 parts by weight of the liquid phase described above are after the addition of 5 to 8 parts by weight of sodium nitrate, 5 to 8 parts by weight of sodium perchlorate and 1 part by weight of guar flour used in the manufacture of weather explosives, which are used in of class P 1 are used in coal mines at risk of firedamp. to this The purpose is to add 5 to 10 parts by weight of table salt to the above mixture; As cheaper Powdered graphite (not larger than 75 μm) in amounts up to serves as an additive one part by weight. After adding the substances mentioned, the mixture is in one Mixer mixed with a high speed stirrer until the density was 1.05 - 1.10 g / ml has fallen.

Die viskose Flüssigkeit kann in Polyäthylen-Patronen 31 eines Durchmessers von ) mm und mehr und einer Länge, die dem gewünschten Sprengstoffgewicht in der fertigen Verpackung entspricht, abgefüllt werden.The viscous liquid can be in polyethylene cartridges 31 of a diameter of) mm and more and a length that corresponds to the desired explosive weight in the finished packaging, to be filled.

Die so gefertigten Patronen lassen sich mit einer Sprengkapsel No. 6 zünden und liefern eine Detonationsgeschvindigkeit von 3.000 bis 3.500 m/sec. Nach Arbeitsleistung und 3eschaffenheit können sie als Kl.I-Sprengstoffe in schlagwettergefährdeten Kohlengruben verwendet werden.The cartridges manufactured in this way can be filled with a detonator no. 6 ignite and deliver a detonation speed of 3,000 to 3,500 m / sec. Depending on their work performance and quality, they can be used as class I explosives in firedamp-prone Coal mines are used.

Der oben beschriebenen flüssigen Phase können auch weitere organische Substanzen, Brennstoffe und andere oxidierende Salze wie NaN03, andere Alkalinitrate oder Erdalkalinitrate zugefügt werden. Die Zugabe von Natriumperchlorat sollte entsprechend variiert werden, um der fertigen Mischung die notwendige Sauerstoffbilanz zu verleihen.The liquid phase described above can also contain other organic Substances, fuels and other oxidizing salts such as NaN03, other alkali nitrates or alkaline earth nitrates are added. The addition of sodium perchlorate should be adjusted accordingly can be varied in order to give the finished mixture the necessary oxygen balance.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sprengstoffe sind wasserfest und können wirkungsvoll in vasserführenden Bohrlöchern bis zu 24 Stunden nach Beginn der Ladearbeit gezündet werden. The explosives produced by the method according to the invention are waterproof and can be effectively detonated in water-carrying boreholes up to 24 hours after the start of the loading work.

Claims

Claim method for producing a premix from ammonium nitrate and formaldehyde in the liquid phase for the manufacture of explosives, characterized in that that ammonium nitrate and formaldehyde mixed until the onset of an exothermic Reaction gradually warmed up and 1 to 0 hours at a temperature not exceeding 950C Temperature held. then the water content by vacuum distillation to 8 to 10 Gev .-% and the formic acid formed by a for the formation of Methyl or ethyl formate sufficient addition of methanol or ethanol in vacuo removed to a content of at most 1 wt .-%, the then remaining Formic acid is neutralized to a pH of 6.5 by means of alkali, so that one from ammonium nitrate, mono- or Dimethyl nitrate and a small amount of alkali formate existing liquid mixture results.