DE3224477A1 - Verfahren zum phlegmatisieren von teilchenfoermiger explosiver substanz - Google Patents
Verfahren zum phlegmatisieren von teilchenfoermiger explosiver substanzInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zeitweisen Beseitigen der Gefahren, die mit dem Transport, der Lagerung
und der Behandlung von teilchenförmigem, festem Sprengstoff
und/oder anderen teilchenförmigen, festen Explosivsubstanzen verbunden sind.
10
Als allgemeine Bezeichnung für ein Verfahren, mit dem eine Explosivsubstanz zeitweise nicht explosiv gemacht werden
kann, wird die Bezeichnung Phlegmatisierung im folgenden benutzt.Demnach kann die Erfindung als Verfahren zur Phlegmatisierung
oder Desensibilisierung von teilchenförmiger, fester Explosivsubstanz bezeichnet werden.
-ζ*
Eine große Anzahl von explosiven Substanzen, von denen viele zur Zeit ausschließlich als Sprengstoffe benutzt
werden, könnten in der Zukunft eine sehr viel breitere Anwendung als Ausgangsmaterial in verschiedenen
chemischen Verfahren finden, vorausgesetzt, daß die mit ihrer Behandlung, ihrem Transport und ihrer Lagerung verbundene
Explosionsgefahr eliminiert werden kann. Zur Zeit können derartige Substanzen erst dann angewendet werden,
wenn beträchtliche Sicherheitsmaßnahmen getroffen worden sind, was dazu führt, daß diese Substanzen nur für die reine
ExplosivstoffIndustrie zugänglich sind. Die Hauptzielrichtung
der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Arten von festen Explosivsubstanzen auch als Ausgangsstoffe für
andere chemische Industriezweige zugänglich zu machen, wo immer der Wunsch besteht, sie zu benutzen.
Ein Beispiel einer festen Explosivsubstanz, die in einem gewissen Ausmaß bereits als Ausgangsmaterial in der
Chemietechnik verwendet wird und deren Verwendung in der Zukunft höchst wahrscheinlich wesentlich zunehmen wird,
ist Trinitrobenzol (TNB). Als Beispiel für einen bis heute rein militärischen Sprengstoff, der auch großes ziviles
Interesse als Ausgangsmaterial finden könnte, vorausgesetzt daß die Sicherheitsprobleme in zufriedenstellender Weise
gelöst werden können, ist Trinitrotoluol (TNT).
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum zeitweisen Unschädlichmachen oder Phlegmatisieren von teilchenförmigen
fester Explosivstubstanz, um diese zeitweise nichtexplosiv
zu machen. Damit ist gemeint, daß die Substanz detonationssicher sein soll auch dann, wenn sie ziemlich
starken Zünddetonationen, Funken, Schlägen oder Erhitzung ausgesetzt ist. Der Ausdruck "zeitweise" in diesem Zusammenhang
bedeutet, daß nur solche Maßnahmen zur Erzielung der gewünschten Handhabungssicherheit der Explosivsubstanz
zugelassen werden können, die leicht wieder rückgängig gemacht werden können, so daß die vollständig reine Ausgangssubstanz
wiederhergestellt wird. Eine weitere Forderung, die an die phlegmatisierte Substanz gestellt werden muß,
ist die, daß die Substanz lagerbeständig sein soll, d.h.
daß auch bei längeren Lagerzeiten keine Änderungen der chemischen Zusammensetzung und auch keine allmähliche
Abnahme der Phlegmatisierung oder Desensibilisierung der Substanzen eintritt.
Es wurde erfindungsgemäß gefunden, daß teilchenförmige Feststoffe in einfacher Weise phlegmatisiert oder desensibilisiert
werden können, in dem man die fragliche Substanz mit einer ausreichenden Menge eines teilchenförmigen nicht
explosiven Materials mischt, Xtfelches gegenüber der Explosivsubstanz
indifferent ist. Es wurde ferner gefunden, daß ver-
schiedene Materialien, die alle der vorgenannten Forderung
an sich genügen, in der Praxis in ungleichem Maße als Phlegmatisierungsmittel wirken, d.h. daß von diesen
Materialien verschiedene Mengen verwendet werden müssen, um eine sichere Mischung zu ergeben.
Chloridionen enthaltende Salze haben sich als besonders geeignet als Phlegmatisierungsmittel erwiesen.
Das deutlich beste Phlegmatisierungsmittel, das bisher gefunden wurde, ist Kalziumchlorid. Für praktische Anwendüngen
sollten jedoch auch Natriumchlorid und Eisen-(II)-
Chlorid (FeCl2) in Betracht gezogen werden, auch wenn hiervon
größere Mengen benötigt werden als bei Kalziumchlorid.
Versuche haben gezeigt, daß sogar eine derart explosive Substanz wie Trinitrobenzol phlegmatisiert werden kann durch
Mischung mit knapp über 50 Gew.-% Kalziumchlorid. Bei Verwendung von Natriumchlorid oder Eisen-(II)-Chlorid als
Phlegmatisierungsmittel wird eine etwas größere Menge davon benötigt. In diesem Zusammenhang kann darauf hingewiesen
werden, daß in diesem Zusammenhang kristallwasserhaltiges Kalziumchlorid und Eisenchlorid angesprochen ist.
Aus der Forderung nach Lagerstabilität ergibt sich, daß die Explosivsubstanz und das Phlegmatisierungsmittel
4 -
ungefähr gleiche Korngröße haben sollten, da trockene Mischungen mit ungleichen Kornfraktionen zur Separierung
neigen, wenn sie kontinuierlich gerüttelt oder Schwingungen ausgesetzt werden. Zwar haben auch die Form des
Korns und die Teilchenstruktur sowohl der Explosivsubstanz als auch des Phlegmatisierungsmittels eine gewisse
Bedeutung für die Neigung der Mischung, bei Rüttel- oder Vibrationseinfluß entmischt zu werden, jedoch können diese
Verhältnisse im einzelnen nur schwer festgestellt und definiert werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß für
das Phlegmatisierungsmittel eine mittlere Korngröße zugelassen werden kann, die zwischen der Hälfte und dem Doppelten
der mittleren Korngröße der Explosivsubstanz liegen kann, ohne daß die Lagerstabilität der Mischung gefährdet
ist.
Um die Anwendung als Ausgangsstoff in einem chemischen
Verfahren zu gewährleisten, muß die Phlegmatisierung der Explosivsubstanz nur ^temporär sein, d.h. es muß ohne
Schwierigkeit möglich sein, die Ursprungssubstanz in der reinen Form wiederzugewinnen. Die Forderung, daß die Ursprungssubstanz
leicht wiederherzustellen sein soll, darf jedoch die Lagerstabilität der. phlegmatisierten Mischung
nicht gefährden. Zur Phlegmatisierung von nicht wasserlöslicher Explosivsubstanz sind wasserlösliche Phlegmatisierungsmittel
vorzuziehen, da sie leicht mit Wasser aus-
C „
gewaschen werden können, wenn die Explosivsubstanz in reiner Form wiedergewonnen werden soll. In diesem Zusammenhang
ist es auch erwünscht, daß die dabei anfallende wässrige Lösung des Phlegmatisierungsmittels keine
eigenen Probleme für die Umweltbelastung schafft. Als teilchenförmige Substanzen, die geprüft sind und sich
als weniger oder gar nicht geeignet als Phlegmatisierungsmittel gezeigt haben, können Laktose, Natriumsulfat, Eisenoxid
(Fe-O-) und Eisenpulver genannt werden.
Der in den Ansprüchen definierte Gegenstand der Erfindung wird im folgenden durch Ausführungsbeispiele näher
erläutert.
Die im folgenden aufgeführten Probenmischungen wurden einem oder mehrere der im folgenden kurz beschriebenen
Tests unterworfen.
Für den Detonationstest wurde die Probenmischung in ein Stahlrohr von gegebenen Abmessungen zusammen mit einem
elektrisch ausgelösten genormten Detonator gepackt. Durch Besichtigung des dabei verformten Rohres kann direkt festgestellt
werden, ob die Probenmischung detoniert ist oder ob lediglich der Detonationszünder den Schaden, verursacht
hat.
Der Deflagrations- oder Abbrandtest wird verwendet, um festzustellen, inwieweit die freiliegende Oberfläche
der Probenmischung mit einer offenen Flamme angezündet werden kann.
Beim Stahlbombentest wird die Probenmischung sehr intensiv in einer Stahlbombe erhitzt, die im wesentlichen
vollständig, bis auf eine kleine öffnung, geschlossen ist.
Die Erhitzung erfolgt elektrisch oder mittels eines Bunsenbrenners. Die Erhitzung soll so kräftig sein, daß die
Probenmischung sich zersetzt. Um die Sensibilität der verschiedenen Probenmischungen festzustellen, kann man die
größte Ausblasöffnung der Stahlbombe messen, die an der Stahlbombe durch deren Sprengen durch den von der Zersetzung
der Probenmischung verursachten Druckaufbau gebildet wird. Eine leichtere Methode zum Vergleichen der
Sensibilität der verschiedenen Probenmischungen besteht darin, eine Bombe mit einer genormten Ausblasöffnung und
eine genormte Probenmischung zu verwenden und die Zeit sowie die zugeführte Menge an Wärmeenergie zu messen,
die zum Aufsprengen der Stahlbombe benötigt wird. Bei den nachstehend aufgeführten Versuchen wurde eine Ausblasöffnung
von 1,0 mm und eine Menge von 15 g der Probenmischung in allen Fällen verwendet. Die in der folgenden
Tabelle angegebenen Werte beziehen sich auf Versuche, die mit elektrischer Erhitzung durchgeführt wurden.
Stahlbombentests
- At-
| Explosivsubstanz/ Phlegmatisierungs- mittel |
Mischungs verhältnis (Gew.-%) |
Zeit bis zur Detonation (S) |
Bei der Detonation freigesetzte Energie (KJ) |
| TNB/Fe2O3 | 30:70 | 56 | 16,5 |
| Il | 50:50 | 51 | 15,7 |
| TNB/FeCl2-4H2O | 30:70 | keine Detonation |
|
| 40:60 | 157 | 48,4 | |
| TNB/Na2SO4 | 50:50 | 88 | 26,5 |
| TNB/Fe-Pulver | 50:50 | 101 | 30,0 |
| TNB/Laktose | 50:50 | 66 | 19,4 |
| TNB/CaCl2-CH2O Il |
40:60 50:50 |
keine Detonation keine Detonation |
|
| Il | 60:40 | 216 | 65,1 |
| Il | 80:20 | 135 | 45,0 |
| TNB/NaCl | 50:50 | 122 | 39,6 |
| Il | 80:20 | 111 | 31,9 |
Die Detonationsversuche zeigten, daß Mischungen von 50:50 % TNB/CaCl2 zur Explosion gebracht werden konnten,
Mischungen von 45:45 % dagegen nicht.
Der Stahlbombentest wurde auch durchgeführt mit Mischungen von 45:55 % TNB/CaCl2 und Erhitzung mit einer
Gasflamme, ohne daß eine Explosion verursacht wurde. Ein vergleichbarer Abbrandtest zeigte ferner, daß eine
Mischung von 45:55 % TNB/CaCl- mit einer offenen Flamme
nicht in Brand gesetzt werden konnte.
Mischungen von 45:55 % TNB/CaCl2 wurden auch dem
üblichen Fallkammertest ausgesetzt, wobei der Fall eines 2-kg-Gewichts aus einer Höhe von 150 cm keine Explosion
verursachte.
Es wurde somit festgestellt, daß auf jeden Fall eine homogene Mischung von TNB/CaClp, die maximal 45 Gew.-%
TNB enthält, als nicht-explosive Substanz angesehen werden kann.
Aus entsprechenden Überlegungen kann davon ausgegangen werden, daß auch für andere teilchenförmige Explosivsubstanzen
entsprechende Grenzwerte gelten. Beispielsweise werden bei TNT größere Mengen des Phlegmatisierungsmittels
benötigt als bei TNB.
Claims (9)
- PatentansprücheVerfahren zum Phlegmatisieren von teilchenförmiger,fester Explosivsubstanz, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz mit einem festen, teilchenförmigen, nicht explosiven und bezüglich der Explosivsubstanz inerten Material als Phlegmatisierungsmittel gemischt wird, welches im wesentlichen die gleiche Teilchengröße wie die Explosivsubstanz hat und in einer Menge zugemischt wird, die ausreicht, um die gesamte Mischung nicht explosiv zu machen.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß das Phlegmatisierungsmittel eineBANK. DRESDNER BANK, HAMBURG. 4030448 (BLZ 20080000) · POSTSCHECK: HAMBURG 147607-200 (BU 20010020) · TELEGRAMM: SPECHTZIESmittlere Teilchengröße hat, die zwischen der Hälfte und dem Doppelten der Teilchengröße der Explosivsubstanz liegt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß bei einer nicht wasserlöslichen Explosivsubstanz ein leicht wasserlösliches Salz als Phlegmatisierungsmittel verwendet wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , daß als Phlegmatisierungsmittel ein Chloridionen enthaltendes Salz verwendet wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß als Phlegmatisierungsmittel KaI-ziumchlorid (Cad«) verwendet wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , daß als Phlegmatisierungsmittel Natriumchlorid (NaCl) oder Eisen-(II)-Chlorid (FeCl2) verwendet wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch g e k e η η zeichnet , daß Kalziumchlorid als Phlegmatisierungsmittel in einer Menge von nicht weniger als 50 Gew.-% der— 2 —Gesamtmischung verwendet wird.
- 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet , daß zum Phlegmatisieren von 1,3,5 Trinitrobenzol (TNB) eine homogene Mischung aus 1,3,5 Trinitrobenzol und aus Kristallwasser enthaltendem Kalziumchlorid (ungefähr Cl-'HUO) mit im wesentlichen der gleichen Korngröße hergestellt wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß Kalziumchlorid mit einer Korngröße, die zwischen der Hälfte und dem Doppelten der Korngröße der Trinxtrobenzolteilchen liegt, in einer Menge von 55 Gew.-% oder mehr der Gesamtmischung zugemischt wird.
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