DE69224230T2 - Explosive containing foamed sensitizer - Google Patents
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- C06B47/00—Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Sprengstoffzusammensetzungen und insbesondere auf sensibilisierte Sprengstoffzusammensetzungen.The present invention relates to explosive compositions and in particular to sensitized explosive compositions.
Halbfeste kolloidale Dispersionen wasserhaltiger Sprengstoffe oder Sprengmittel sind wohlbekannt. Diese Produkte umfassen typischerweise eine oxidierende Komponente, normalerweise hauptsächlich Ammoniumnitrat, eine Treibstoffkomponente und Wasser. Diese Sprengmittel werden im Stand der Technik als Sprengstoffschlämme (oder als Wassergele) sowie als emulsionsartige Sprengstoffe bezeichnet.Semi-solid colloidal dispersions of aqueous explosives or blasting agents are well known. These products typically comprise an oxidizing component, usually mainly ammonium nitrate, a propellant component and water. These blasting agents are referred to in the art as explosive slurries (or as water gels) and as emulsion-type explosives.
Sprengstoffschlämme umfassen typischerweise eine diskontinuierliche Treibstoffphase, welche in einer kontinuierlichen wäßrigen Lösung des oxidierenden Salzes dispergiert ist. Verdickungsmittel werden der wäßrigen Phase zugegeben, um die Viskosität des Sprengstoffs zu erhöhen oder eine Gelbildung zu bewirken und somit die Struktur des Sprengstoffs zu stabilisieren.Explosive slurries typically comprise a discontinuous propellant phase dispersed in a continuous aqueous solution of the oxidizing salt. Thickeners are added to the aqueous phase to increase the viscosity of the explosive or to cause gelation and thus stabilize the structure of the explosive.
Emulsionssprengstoffe umfassen typischerweise eine diskontinuierliche Lösung eines oxidierenden Salzes, welche in einer kontinuierlichen Treibstoffphase dispergiert ist. Emulgationsmittel werden der Dispersion im allgemeinen zu deren Stabilisierung zugegeben.Emulsion explosives typically comprise a discontinuous solution of an oxidizing salt dispersed in a continuous fuel phase. Emulsifying agents are generally added to the dispersion to stabilize it.
Die Zugabe von Additiven zu sowohl Sprengstoffschlämmen als auch Emulsionssprengstoffen zur Modifizierung der Leistung des Sprengmittels ist ebenfalls wohlbekannt. Diese Additive schließen beispielsweise die Zugabe von Aluminium- oder Ammoniumnitrat zum Sprengstoff zur Erhöhung der Festigkeit und/ oder Empfindlichkeit des Sprengmittels ein.The addition of additives to both slurries and emulsion explosives to modify the performance of the explosive is also well known. These additives include, for example, the addition of aluminum or ammonium nitrate to the explosive to increase the strength and/or sensitivity of the explosive.
Von besonderen erfindungsgemäßen Interesse ist die Zugabe von Additiven zur Erzeugung winziger Hohlräume im Sprengmittel, wobei die Hohlräume zur Steuerung der Dichte des Sprengstoffs und zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Sprengstoffs verwendet werden können. Diese sensibilisierten Sprengstoffe wurden beispielsweise von Cattermole et al. in der US-Patentschrift Nr. 3674578; von Bluhm ih der US-Patentschrift Nr. 3447978; von Wade in der US-Patentschrift Nr. 4110134 sowie von Clay in der US-Patentschrift Nr. 4181546 beschrieben.Of particular interest to the invention is the addition of additives to create tiny voids in the explosive, which voids can be used to control the density of the explosive and to increase the sensitivity of the explosive. These sensitized explosives have been described, for example, by Cattermole et al. in U.S. Patent No. 3,674,578; by Bluhm in U.S. Patent No. 3,447,978; by Wade in U.S. Patent No. 4,110,134 and by Clay in U.S. Patent No. 4,181,546.
Ein Verfahren der Einfügung von Hohlräumen in ein Sprengmittel besteht in der Zugabe von winzigen hohlen Glasballons zu einem Emulsionssprengstoff. Während durch dieses Verfahren ein geeignetes Mittel zur Erzeugung von Hohlräumen im Sprengmittel bereitgestellt wird, sind die winzigen Ballons jedoch relativ teuer und können aufgrund ihrer geringen Schüttdichte schwierig zu handhaben sein.One method of introducing voids into an explosive is by adding tiny hollow glass balloons to an emulsion explosive. While this method provides a convenient means of creating voids in the explosive, the tiny balloons are relatively expensive and can be difficult to handle due to their low bulk density.
Die Verwendung von zu winzigen Ballons ähnlichen Produkten, welche ebenfalls Partikel besitzen, die eine oder eine Anzahl an Gasblasen aufweisen, wie beispielsweise winzige kleine anorganische Kugeln aus Glas, Sirasu (japanische Vulkanasche), Siliciumsand oder Natriumsilikat und dergleichen, ist ebenfalls bekannt. Diese Materialien leiden unter den gleichen Nachteilen wie winzige Glasballons.The use of products similar to tiny balloons, which also have particles containing one or a number of gas bubbles, such as tiny inorganic spheres made of glass, sirasu (Japanese volcanic ash), silicic sand or sodium silicate and the like, is also known. These materials suffer from the same disadvantages as tiny glass balloons.
Edamura et al. haben in der US-Patentschrift Nr. 4543137 die Verwendung eines Mittels offenbart, welches Gas zurückhält, wie beispielsweise das aus geschäumten Polystyrol, geschäumten Polyurethan und dergleichen gemachte Mittel. Die gaszurückhaltenden Mittel von Edamura et al. können ähnlich wie die vorstehend beschriebenen winzigen anorganischen Ballons eine starre Struktur haben und brüchig sein und während der Handhabung zerbrechen, oder sie können weich und schwammig gemacht werden, so daß sie beständiger gegenüber einem versehentlichen Zerbrechen während der Handhabung sind.Edamura et al., in US Patent No. 4543137, have disclosed the use of a gas-retaining agent such as that made of expanded polystyrene, expanded polyurethane, and the like. The gas-retaining agents of Edamura et al., similar to the tiny inorganic balloons described above, can have a rigid structure and be brittle and break during handling, or they can be made soft and spongy so that they are more resistant to accidental breakage during handling.
Diese weichen und schwammigen gaszurückhaltenden Mittel werden durch Aufschäumung eines Schäumungsmittels in einem thermoplastischen Harz und Aushärtung des thermoplastischen Harzes und somit Einschluß von Gas in der Harzstruktur hergestellt.These soft and spongy gas-retaining agents are made by foaming a foaming agent in a thermoplastic resin and curing the thermoplastic resin and thus entrapping gas in the resin structure.
Jedoch ist für diesen Weg der Einführung von Gashohlräumen in das Sprengmittel die einleitende Herstellung einer winzigen schwammigen oder starren Kugelstruktur erforderlich, welche dem Sprengmittel zugegeben wird.However, this method of introducing gas cavities into the explosive requires the preliminary preparation of a tiny spongy or rigid spherical structure, which is added to the explosive.
Die in situ-Erzeugung von Luft- oder Gashohlräumen im Sprengmittel ist ein alternatives Verfahren zur Zugabe von mit Gas gefüllten winzigen Ballons und umfaßt typischerweise die Zugabe eines Materials, welches in Sprengmittel unter Erzeugung einer Gasblase reagiert. Diese Gasblase wird im Sprengmittel aufgrund der viskosen Natur des halbfesten Sprengmittels mitgeführt. Die Erzeugung eines Gashohlraums im Sprengmittel durch eine chemische in situ-Reaktion wird in der Industrie als chemische Begasung bezeichnet.The in situ creation of air or gas voids in the blasting agent is an alternative method to the addition of tiny gas-filled balloons and typically involves the addition of a material which reacts in the blasting agent to create a gas bubble. This gas bubble is carried along in the blasting agent due to the viscous nature of the semi-solid blasting agent. The creation of a gas void in the blasting agent by an in situ chemical reaction is referred to in the industry as chemical fumigation.
Die chemische Begasung von Sprengstoffen ist in der Industrie für Sprengstoffschlämme und Emulsionssprengstoffe wohlbekannt. In den US-Patentschriften Nr. 3886010 und 3706607 wird von Thornley und Chrisp jeweils die Verwendung von chemischen Begasungsnitteln wie Nitriten, schwachen Säuren, Hydrazin und Peroxiden in Sprengstoffschlämmen und/oder Emulsionssprengstoffen beschrieben.Chemical fumigation of explosives is well known in the slurry and emulsion explosives industry. In US Patent Nos. 3886010 and 3706607, Thornley and Chrisp respectively describe the use of chemical fumigants such as nitrites, weak acids, hydrazine and Peroxides in explosive slurries and/or emulsion explosives.
Während die chemische Begasung in der Industrie praktiziert wird, ist deren Verwendung jedoch wegen der schwierigen Steuerung der Reaktionsgeschwindigkeit der chemischen Begasungsreaktion eingeschränkt. Der Begasungsgrad kann bei kalten Herstellungstemperaturen unzureichend oder übermäßig langsam sein sowie bei heißen Herstellungstemperaturen übermäßig groß sein, wodurch nicht steuerbare Bohrlochdichten bereitgestellt werden.While chemical fumigation is practiced in industry, its use is limited due to the difficulty of controlling the reaction rate of the chemical fumigation reaction. The fumigation rate may be insufficient or excessively slow at cold manufacturing temperatures, and excessive at hot manufacturing temperatures, providing uncontrollable wellbore densities.
Ein dritter Weg zur Einführung von Gashohlräumen in ein explosives Sprengmittel besteht im mechanischen Rühren der Sprengmittelzusammensetzung, um einen eingeschlossenen Gashohlraum im Sprengmittel mitzuführen. Dieser Weg besitzt den Nachteil des intensiven mechanischen Rührens eines sensibilisierten Sprengstoffs und kann einer schlechten Langzeitstabilität des Sprengstoffs unterworfen sein, da das Gas langsam aus dem Sprengmittel entweicht.A third way to introduce gas voids into an explosive is to mechanically stir the explosive composition to entrain a trapped gas void within the explosive. This route has the disadvantage of intensive mechanical stirring of a sensitized explosive and may be subject to poor long-term stability of the explosive as the gas slowly escapes from the explosive.
Ein weiterer Weg zur Erzeugung von Gashohlräumen in einem explosiven Sprengmittel ist von Curtin und Yates in der britischen Patentanmeldungsschrift Nr. 2179035 beschrieben, wobei ein Mittel, welches Gasblasen erzeugt, dem Sprengmittel vor oder während der Unterwerfung des Sprengmittels einem über dem Atmosphärendruck liegendem Druck zugegeben wird, um mindestens einen Teil des vorhandenen Gases zu lösen. Das Sprengmittel wird schnell auf Atmosphärendruck zurückgebracht, und dadurch wird eine feine diskontinuierliche gasförmige Phase in der Zusammensetzung erzeugt. Jedoch ist für diesen Herstellungsweg die Herstellung des sensibilisierten Sprengmittels unter Druck und somit eine besondere Ausrüstung erforderlich, welche an die Handhabung des unter Druck stehenden Sprengstoffs angepaßt ist.Another way of creating gas voids in an explosive is described by Curtin and Yates in British Patent Application No. 2179035, whereby a gas bubble generating agent is added to the explosive before or during subjection of the explosive to a pressure above atmospheric pressure to dissolve at least a portion of the gas present. The explosive is rapidly returned to atmospheric pressure and a fine discontinuous gaseous phase is thereby created in the composition. However, this method of preparation requires the preparation of the sensitized explosive under pressure and thus requires special equipment adapted to the handling of the pressurized explosive.
Das Konzept der Einführung eines auf einer wäßrigen Suspension basierenden Gas-in-Flüssigkeit-Schaumstoffs in eine Sprengstoffzusammensetzung wurde ebenfalls in GB-A-1270319 und EP-A-0228354 vorgeschlagen.The concept of incorporating an aqueous suspension based gas-in-liquid foam into an explosive composition was also proposed in GB-A-1270319 and EP-A-0228354.
Im Licht der Probleme der Einführungsverfahren von Gashohlräumen aus dem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Enulsionssprengmittel bereitzustellen, welches durch die Einführung von Gashohlräumen sensibilisiert ist, wobei die Gashohlräume auf einem von den vorstehend beschriebenen Wegen verschiedenen Weg hergestellt und in das Sprengmittel eingeführt werden.In light of the problems of the prior art gas void introduction methods, it is an object of the present invention to provide an emulsion disintegrant sensitized by the introduction of gas voids, wherein the gas voids are produced and introduced into the disintegrant in a manner different from those described above.
Entsprechend wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer Sprengstoffzusammensetzung aus einer Wasser-in-Öl- Emulsion bereitgestellt, welche durch dispergierte Gasblasen sensibilisiert ist, wobei die Gasblasen in die Emulsions sprengstoffzusammensetzung durch Mischen eines Gas-in- Flüssigkeit-Schaumstoffs, welcher mindestens 90 Vol.-% Gas umfaßt, in eine Emulsionssprengstoffzusammensetzung eingeführt werden, wobei das Gas im Schaumstoff zu einer Dispersion von sensibilisierenden Gasblasen in der Emulsionsspreng stoffzusammensetzung wird, wobei die Flüssigkeit im Gas-in- Flüssigkeit-Schaumstoff einen flüssigen oder verflüssigbaren Treibstoff sowie ein Schäumungsmittel umfaßt.Accordingly, the present invention provides a process for producing an explosive composition from a water-in-oil emulsion which is sensitized by dispersed gas bubbles, wherein the gas bubbles are introduced into the emulsion explosive composition by mixing a gas-in-liquid foam comprising at least 90% by volume of gas into an emulsion explosive composition, wherein the gas in the foam becomes a dispersion of sensitizing gas bubbles in the emulsion explosive composition, wherein the liquid in the gas-in-liquid foam comprises a liquid or liquefiable propellant and a foaming agent.
Der Begriff "Schaumstoff" in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen wird zur Beschreibung einer Masse aus Blasen verwendet, welche in einer Flüssigkeit dispergiert wurde. Die Blasen sind von dünnen flexiblen Filmen einer Flüssigkeit mit gegebenenfalls viskositätssteuernden Mitteln oder Schäumungsmittelmolekülen, welche zur Stabilisierung des Films an der Grenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit absorbiert sind, umgeben und somit voneinander getrennt.The term "foam" in this specification and in the claims is used to describe a mass of bubbles dispersed in a liquid. The bubbles are composed of thin flexible films of a liquid with optional viscosity-controlling agents or foaming agent molecules which are used to stabilize the film at the Interface between gas and liquid are absorbed, surrounded and thus separated from each other.
Das meiste Volumen eines Schaumstoffs liegt in der Gasphase vor, und typischerweise umfaßt die Gasphase mindestens 90 Vol.-% des Schaumstoffs.Most of the volume of a foam is in the gas phase, and typically the gas phase comprises at least 90 volume% of the foam.
Der erfindungsgemäß verwendete Schaumstoff kann durch Einführung oder "Zerstäubung" eines unter Druck stehenden Gases in ein geschlossenes Gefäß, in welchem die unter Druck stehende flüssige Komponente des Schaumstoffs enthalten ist, Mischung und nachfolgender Entfernung des Drucks vom System unter Bildung kleiner Gasblasen in der flüssigen Komponente hergestellt werden. Der hergestellte Schaumstoff kann dann zur Sprengstoff-Grundzusammensetzung gegeben und mit dieser beispielsweise mit einem Mischgerät mit geringer Scherkraft oder einem statischen Mischgerät vermischt werden.The foam used in the invention can be produced by introducing or "atomizing" a pressurized gas into a closed vessel containing the pressurized liquid component of the foam, mixing and subsequently removing the pressure from the system to form small gas bubbles in the liquid component. The foam produced can then be added to the basic explosive composition and mixed with it, for example, using a low shear mixer or a static mixer.
Das zur Bildung des Schaumstoffs verwendete, unter Druck stehende Gas kann jedes Gas sein, welches mit den anderen Sprengstoffkomponenten verträglich ist. Vorzugsweise ist das Gas Luft, Kohlendioxid oder Stickstoff, doch jedes andere Gas könnte verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Löslichkeit des Gases in der Flüssigkeit über den gesamten Zeit- und Temperaturbereich einstellbar ist, in welchem der sensibilisierte Sprengstoff vor der Verwendung aufbewahrt wird.The pressurized gas used to form the foam may be any gas compatible with the other explosive components. Preferably the gas is air, carbon dioxide or nitrogen, but any other gas could be used provided that the solubility of the gas in the liquid is adjustable over the entire time and temperature range in which the sensitized explosive is stored prior to use.
Blasen können im flüssigen Träger auch durch mechanisches Rühren unter Erzeugung eines Schaumstoffs dispergiert werden, wie beispielsweise durch ein Mischgerät mit hoher Scherkraft wie ein Oakes-Mischgerät oder durch Mischung des flüssigen Trägers mit geringer Scherkraft zur Mitführung von Gashohlräumen im flüssigen Träger. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das mechanische Rühren bei einem nicht explosiven flüssigen Träger durchgeführt und ist daher inhärent sicherer und wirkungsvoller als ein Verfahren zur direkten Einführung von Gashohlraumen in die Sprengstoffzusammensetzung.Bubbles can also be dispersed in the liquid carrier by mechanical agitation to produce a foam, such as by a high shear mixer such as an Oakes mixer or by mixing the liquid carrier with low shear to entrain gas voids in the liquid carrier. In the process of the invention, mechanical agitation is carried out on a non-explosive liquid carrier and is therefore inherently safer and more effective than a method of directly introducing gas cavities into the explosive composition.
Die erfindungsgemäßen Schaumstoffe haben vorzugsweise eine geringe Dichte, damit die Dichte des Sprengstoffs, dem der Schaumstoff zugegeben wird, effektiv verringert wird. Vorzugsweise hat der Schaumstoff eine Dichte von weniger als 0,2 g/ml und bevorzugter von unterhalb 0,1 g/ml und noch bevorzugter von unterhalb 0,06 g/ml.The foams of the invention preferably have a low density so as to effectively reduce the density of the explosive to which the foam is added. Preferably, the foam has a density of less than 0.2 g/ml, more preferably below 0.1 g/ml, and even more preferably below 0.06 g/ml.
Sobald der Schaumstoff erzeugt ist, beginnt die die einzelnen Blasen umgebende flüssige Phase abzulaufen, wodurch an der Spitze der Blase eine dünnere Schicht als am Boden erzeugt wird. Schließlich bricht die dünnere Schicht, wodurch ein Zusammenfallen der Blasen oder ein Entweichen von Gas aus dem Schaumstoff sowie der Verlust oder das Ablaufen der Trägerflüssigkeit aus dem Schaumstoff hervorgerufen wird. Das Entweichen von Gas ist somit mit der Ablaufrate des Schaumstoffs dahingehend verbunden, daß das Gasvolumen mit dem Ablaufen von Flüssigkeit aus dem Schaumstoff verringert wird. Die Stabilität des Schaumstoffs kann daher gemessen werden, indem die Halbwertszeit des Schaumstoffs bestimmt wird, wobei die Halbwertszeit die Zeit ist, welche bis zum Entweichen der Hälfte des Gasvolumens aus dem Schaumstoff vergeht. Die Halbwertszeit ist daher ein Anzeichen für die Haltbarkeit des Schaumstoffs nach seiner Herstellung.Once the foam is created, the liquid phase surrounding each bubble begins to drain, creating a thinner layer at the top of the bubble than at the bottom. Eventually, the thinner layer breaks, causing the bubbles to collapse or gas to escape from the foam, and the carrier liquid to be lost or drained from the foam. The escape of gas is thus related to the drain rate of the foam in that the volume of gas is reduced as liquid drains from the foam. The stability of the foam can therefore be measured by determining the half-life of the foam, where the half-life is the time it takes for half the volume of gas to escape from the foam. The half-life is therefore an indication of the durability of the foam after it has been manufactured.
Die Steuerung der Ablaufrate und somit die Steuerung der Halbwertszeit des Schaumstoffs kann durch die Zugabe von Additiven zum Schaumstoff beeinflußt und effektiv gesteuert werden, welche den Flüssigkeitsfilm um die Blase stabilisieren. Wenn der Schaumstoff dem Sprengstoff kurz nach seiner Herstellung zugegeben werden soll, beispielsweise innerhalb von ein bis vier Minuten nach der Herstellung, ist die Schaumstoffstabilität nicht so kritisch wie bei Schaumstoffen, welche hergestellt und den Sprengstoffen erst später zugegeben werden.The control of the drainage rate and thus the control of the half-life of the foam can be influenced and effectively controlled by adding additives to the foam which stabilize the liquid film around the bubble. If the foam is to be added to the explosive shortly after its manufacture, for example within one to four minutes after manufacture, the foam stability is not as critical as with foams which which are manufactured and added to the explosives only later.
Additive wie hochviskoses Polyisobutylen dienen zur Steigerung der Viskosität des Flüssigkeitsfilms um die Gasblase. Weiterhin werden zusätzliche Additive wie Schäumungsmittel dem flüssigen Träger vorzugsweise zugegeben, um die Bildung des Schaumstoffs zu unterstützen.Additives such as high-viscosity polyisobutylene serve to increase the viscosity of the liquid film around the gas bubble. In addition, additional additives such as foaming agents are preferably added to the liquid carrier to support the formation of the foam.
Entsprechend umfassen die erfindungsgemäßen Schaumstoffe vorzugsweise ein Gas, ein Schäumungsmittel, ein viskositätssteuerndes Mittel und einen flüssigen Träger.Accordingly, the foams of the invention preferably comprise a gas, a foaming agent, a viscosity controlling agent and a liquid carrier.
Durch das Schäumungsmittel wird ein Film um die Gasblasen bereitgestellt, um diese vor dem Platzen oder dem Zusammenfallen zu schützen. Typische Schäumungsmittel würden Materialien wie Proteine und genauer Milchproteine, Eiproteine, tierische Proteine, pflanzliche Proteine, Fischproteine sowie jedes Gemisch davon einschließen. Das Schäumungsmittel kann auch ein Protein-Derivat oder -Verbindungsprodukt sein, beispielsweise Phospholipide, Lipoproteine, Kollagene, hydrolisierte Proteine und Globuline. Steroide können ebenfalls als Schäumungsmittel verwendet werden.The foaming agent provides a film around the gas bubbles to protect them from bursting or collapsing. Typical foaming agents would include materials such as proteins, and more specifically milk proteins, egg proteins, animal proteins, vegetable proteins, fish proteins, and any mixture thereof. The foaming agent may also be a protein derivative or compound product, such as phospholipids, lipoproteins, collagens, hydrolyzed proteins, and globulins. Steroids may also be used as foaming agents.
Das Schäumungsmittel kann auch grenzflächenaktive Mittel wie beispielsweise FC740 (Warenzeichen) oder FC751 (Warenzeichen), welche perfluorierte grenzflächenaktive Mittel sind, oder Gemische anderer grenzflächenaktiver Mittel einschließen. Andere Schäumungsnittel schließen Lanolinöl, Derivate von Bernsteinsäureanhydrid, Glycerinmonostearat, Stearyloctacylenphosphat und langkettige Alkohole ein.The foaming agent may also include surfactants such as FC740 (trademark) or FC751 (trademark) which are perfluorinated surfactants, or mixtures of other surfactants. Other foaming agents include lanolin oil, derivatives of succinic anhydride, glycerol monostearate, stearyl octacylene phosphate and long chain alcohols.
Casein ist ein Gemisch von aus Milchtrockenmasse oder Sojabohnen extrahierten Proteinen und kann in dieser Form verwendet oder in einen wasserlöslichen Anteil oder einen öllöslichen Anteil aufgetrennt werden, von denen jeder getrennt als Schäumungsmittel verwendet werden kann. Das verwendete Casein kann in Öl vollständig oder teilweise löslich sein, ist aber im allgemeinen dispergierbar, so daß es für die Schaumstoffherstellung nicht nachteilig ist.Casein is a mixture of proteins extracted from milk solids or soybeans and can be used as such or divided into a water-soluble portion or an oil-soluble portion. fraction, each of which can be used separately as a foaming agent. The casein used may be completely or partially soluble in oil, but is generally dispersible so that it is not detrimental to foam production.
Die Stabilität des Schaumstoffs kann auch durch die Zugabe fester Partikel wie Ruß, Talk oder anderen Materialien, welche im Stand der Technik zur Schaumstoffstabilisierung bekannt sind, erhöht werden.The stability of the foam can also be increased by adding solid particles such as carbon black, talc or other materials known in the art for foam stabilization.
Die Viskosität im Schaumstoff kann durch die Zugabe von viskositätssteuernden Mitteln wie beispielsweise hochviskoses Polyisobutylen, Butylgummi, Naturgummi, difunktionelle hochmolekulare Säuren und dergleichen sowie Gemischen davon zum flüssigen Träger gesteuert werden, was zur Erhöhung der Viskosität der flüssigen Komponente des Schaumstoffs führt.The viscosity in the foam can be controlled by adding viscosity controlling agents such as high viscosity polyisobutylene, butyl rubber, natural rubber, difunctional high molecular weight acids and the like, and mixtures thereof, to the liquid carrier, which results in increasing the viscosity of the liquid component of the foam.
Eine übermäßig große Viskosität der flüssigen Komponente des Schaumstoffs ist jedoch nicht erwünscht, da die große Viskosität die Herstellung des Schaumstoffs erschwert. Daher ist ein optimales Niveau an viskositätssteuerndem Mittel erforderlich, um zu gewährleisten, daß die Ablaufrate des Schaumstoffs gering ist, aber der Schaumstoff auch relativ einfach herzustellen ist.However, an excessively high viscosity of the liquid component of the foam is undesirable because the high viscosity makes the foam difficult to manufacture. Therefore, an optimal level of viscosity control agent is required to ensure that the sag rate of the foam is low, but the foam is also relatively easy to manufacture.
In einen Schaumstoff auf Ölbasis beeinflußt die Viskosität des ausgewählten Öls auch die Leichtigkeit, mit welcher der Schaumstoff hergestellt werden kann, sowie die Ablaufrate des Schaumstoffs. Die Auswahl des Öls ist daher unter anderem vom Herstellungsverfahren des Schaumstoffs, von den Mischbedingungen, der Temperatur, Verweilzeit, dem Druck, dem Gastyp und dergleichen abhängig.In an oil-based foam, the viscosity of the oil selected also affects the ease with which the foam can be manufactured, as well as the rate of sagging of the foam. The selection of oil therefore depends on, among other things, the foam manufacturing process, mixing conditions, temperature, residence time, pressure, gas type, and the like.
Der Schaumstoff kann zur Sensibilisierung jedes geeigneten Sprengstoffmaterials, bei welchem Gashohlräume vorteilhaft sind, zugegeben werden. Sprengstoffmaterialien schließen insbesondere Emulsionssprengstoffe, aber auch Treibmittel, Hochhief-Sprengstoffe (high heave explosives) wie schweres ANFO, modifizierte Emulsionen, Gußsprengstoffe, auf Nitroester basierende Systeme sowie auf TNT, RDX oder NG basierendes Systeme ein.The foam can be added to sensitize any suitable explosive material where gas cavities are advantageous. Explosive materials include in particular emulsion explosives, but also propellants, high heave explosives such as heavy ANFO, modified emulsions, cast explosives, nitroester-based systems and TNT, RDX or NG-based systems.
Der zur Herstellung des Schaumstoffs verwendete flüssige Träger ist eine Flüssigkeit, welche vorzugsweise mit der kontinuierlichen Phase des Sprengstoffs verträglich ist und in welcher die bevorzugten Additive des Schaumstoffbildungssystems dispergiert oder gelöst werden können. Der flüssige Träger kann an der Detonation als Treibstoff teilnehmen oder ein Oxidationsmittel oder ein Sensibilisierungsmittel umfassen oder nicht reaktiv sein.The liquid carrier used to make the foam is a liquid which is preferably compatible with the continuous phase of the explosive and in which the preferred additives of the foam forming system can be dispersed or dissolved. The liquid carrier may participate in the detonation as a fuel or may comprise an oxidizer or a sensitizer or may be non-reactive.
Für einen Emulsionssprengstoff bevorzugte Flüssigkeiten sind nichtwäßrige Öle und Lösungsmittel, welche mit der flüssigen organischen Phase mischbar sind. Am meisten bevorzugt sind jedoch Flüssigkeiten oder verflüssigbare Materialien, welche als Treibstoffe in der- Sprengstoffreaktion dienen. Typischerweise schließen Treibstoffe beispielsweise Paraffinöl und Heizöl ein. Der flüssige Träger muß jedoch nicht perfekt verträglich mit der kontinuierlichen Phase des Sprengstoffs sein, vorausgesetzt, daß die erzeugte Sprengstoffzusammensetzung ausreichend stabil bleibt, damit eine für die vorgeschlagene Verwendung der Sprengstoffzusammensetzung geeignete Lagerstabilität ermöglicht wird.Preferred liquids for an emulsion explosive are non-aqueous oils and solvents which are miscible with the liquid organic phase. Most preferred, however, are liquids or liquefiable materials which serve as fuels in the explosive reaction. Typically, fuels include, for example, paraffin oil and fuel oil. However, the liquid carrier need not be perfectly compatible with the continuous phase of the explosive, provided that the explosive composition produced remains sufficiently stable to allow for storage stability suitable for the proposed use of the explosive composition.
Emulsionssprengstoffe schließen Emulsionen mit wenig und im wesentlichen keinem Wasser ein.Emulsion explosives include emulsions with little to essentially no water.
Der flüssige Träger trägt vorzugsweise zur gesamten Treibstoffphase bei, welche im Emulsionssprengstoff vorhanden ist, und kann daher als Treibstoff für den Sprengstoff beschrieben werden, wie vorstehend beschrieben. Bei der Herstellung des Schaumstoffs ist es jedoch erwünscht, die Menge an bei der Herstellung des Schaumstoffs verwendeter Flüssigkeit zu minimieren, um die Menge an Flüssigkeit zu maximieren, welche zur vorhergehenden Bildung des Basis-Emulsionssprengstoffs verfügbar ist.The liquid carrier preferably contributes to the total propellant phase present in the emulsion explosive and can therefore be described as a propellant for the explosive as described above. However, in preparing the foam, it is desirable to minimize the amount of liquid used in preparing the foam in order to maximize the amount of liquid available for the prior formation of the base emulsion explosive.
Durch die Auswahl eines flüssigen Trägers von geeigneter Viskosität, wie beispielsweise hochviskosem Paraffinöl, kann die Verwendung eines viskositätssteuernden Mittels ebenfalls vermindert oder ausgeschlossen werden.By selecting a liquid carrier of appropriate viscosity, such as high viscosity paraffin oil, the use of a viscosity control agent can also be reduced or eliminated.
Der einmal hergestellte Schaumstoff wird zu einer Sprengstoff-Grundzusammensetzung gegeben, welche ein unzureichend oder überhaupt nicht sensibilisierter Emulsionssprengstoff ist. Der Schaumstoff wird vorzugsweise der Sprengstoff- Grundzusammensetzung kurz nach seiner Herstellung zugegeben, um die Notwendigkeit zur Herstellung von Schaumstoffen zu minimieren, welche über längere Zeiträume stabil sind. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Verwendung von Schaumstoffen mit einer Halbwertszeit von mehr als ein bis vier Minuten erwünscht ist, um eine ausreichende Zeit zur Mischung des Schaumstoffs in die Sprengstoffzusammensetzung zur Verfügung zu haben.The foam, once prepared, is added to a basic explosive composition which is an insufficiently or not at all sensitized emulsion explosive. The foam is preferably added to the basic explosive composition shortly after its preparation in order to minimize the need to prepare foams which are stable over longer periods of time. Experience has shown that the use of foams with a half-life of greater than one to four minutes is desirable in order to provide sufficient time for the foam to be mixed into the explosive composition.
Der Schaumstoff wird vorzugsweise der Sprengstoff-Grundzusammensetzung durch eine Mischtechnik mit geringer Scherkraft wie einem statischen Mischgerät oder einem Gummimischgerät zugegeben. Während der Zugabe des Schaumstoffs wird der Schaumstoff zerbrochen und seine Gasblasen lediglich in der Sprengstoff-Grundzusammensetzung dispergiert. Auf dieser Stufe besteht im allgemeinen keine Notwendigkeit für ein intensives mechanisches Rühren zur Mitführung zusätzlicher Gashohlräume in der Sprengstoffzusammensetzung.The foam is preferably added to the explosive base composition by a low shear mixing technique such as a static mixer or a rubber mixer. During the addition of the foam, the foam is broken up and its gas bubbles are merely dispersed in the explosive base composition. At this stage, there is generally no need for intensive mechanical stirring to introduce additional gas cavities into the explosive composition.
Die Sprengstoff-Grundzusammensetzung, welcher das Schaumstoff-Sensibilisierungsmittel zugegeben wird, kann jeder chemisch verträgliche Emulsionssprengstoff seinf dessen Sprengstoff-Grundzusammensetzungen im Stand der Technik beschrieben sind. Diese Sprengstoff-Grundzusammensetzungen bestehen im allgemeinen aus einer Wasser-in-Öl-Dispersion aus einer wäßrigen Lösung eines oxidierenden Salzes und einem Treibstoff.The explosive base composition to which the foam sensitizer is added can be any chemically compatible emulsion explosive whose explosive base compositions are described in the prior art. These explosive base compositions generally consist of a water-in-oil dispersion of an aqueous solution of an oxidizing salt and a propellant.
Das oxidierende Salz kann eines der typischerweise in der Industrie verwendeten sauerstoffhaltigen Salze sein. Diese Salze schließen beispielsweise Nitrate, Chlorate und Perchlorate ein. Am meisten bevorzugt sind Salze wie Natriumnitrat, Calciumnitrat, Kaliumnitrat und am meisten bevorzugt Ammoniumnitrat oder Gemische davon. Für einen Emulsionssprengstoff kann das oxidierende Salz geschmolzen werden (z.B. als eutektisches Gemisch), um eine Flüssigkeit bereitzustellen, welche als diskontinuierliche Phase oder bevorzugter als konzentrierte wäßrige Lösung im Treibstoff dispergiert werden kann.The oxidizing salt may be any of the oxygenated salts typically used in the industry. These salts include, for example, nitrates, chlorates and perchlorates. Most preferred are salts such as sodium nitrate, calcium nitrate, potassium nitrate and most preferably ammonium nitrate or mixtures thereof. For an emulsion explosive, the oxidizing salt may be melted (e.g. as a eutectic mixture) to provide a liquid which can be dispersed in the fuel as a discontinuous phase or, more preferably, as a concentrated aqueous solution.
Die Treibstoffphase kann aus irgendeinem aus dem Stand der Technik von Sprengstoffen bekannten flüssigen oder verflüssigbaren Treibstoff bestehen und mit dem bei der Herstellung des Schaumstoffs verwendeten Treibstoff identisch oder von diesem verschieden sein. Geeignete Materialien schließen Mineralöl, Wachse, Paraffinöle, Benzol, Toluol, Xylole sowie Gemische aus Petroleumdestillaten wie Benzin, Kerosin und Dieseltreibstoff ein.The fuel phase may consist of any liquid or liquefiable fuel known in the explosives art and may be identical or different from the fuel used in the manufacture of the foam. Suitable materials include mineral oil, waxes, paraffin oils, benzene, toluene, xylenes and mixtures of petroleum distillates such as gasoline, kerosene and diesel fuel.
Ein als eine erfindungsgemäße Ausführungsform gebildeter Emulsionssprengstoff schließt vorzugsweise auch stabilisierende grenzflächenaktive Mittel wie beispielsweise ein Genisch aus Sorbitansesquioleat und einem auf Polyisobutylen bernsteinsäureanhydrid (PIBSA) basierendem grenzflächenaktiven Mittel ein. Diese auf PIBSA basierenden grenzflächenaktiven Mittel in der kanadischen Patentschrift Nr, 1244463 (Baker) beschrieben. Jedoch kann jedes grenzflächenaktives Mittel, welches in der Technik der Emulsionssprengstoffe von Nutzen ist, zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Emulsion verwendet werden.An emulsion explosive formed as an embodiment of the invention preferably also includes stabilizing surfactants such as a mixture of sorbitan sesquioleate and a polyisobutylene succinic anhydride (PIBSA) based surfactant. These PIBSA based surfactants are described in Canadian Patent No. 1244463 (Baker). However, any surfactant useful in the emulsion explosives art may be used to prepare the emulsion used in the present invention.
Viele geeignete herkömmliche Emulgatoren wurden in der Literatur genau beschrieben und schließen beispielsweise Sorbitanester wie Sorbitansesquioleat, Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonoalmitat, Sorbitanmonostearat und Sorbitantristearat, die Mono- und Diglyceride fettbildender Fettsäuren, Lecithin aus Sojabohnen und Derivate von Lanolin wie Isopropylester von Lanolinfettsäureestern, Gemische aus höhermolekularen Fettalkoholen und Wachsestern, ethoxylierte Fettsäureether wie Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylenoleyllaurat und substituierte Oxazoline wie 2-Oleyl-4,4-bis(hydroxymethyl)-2- oxazoline ein. Geeignete Gemische derartiger herkömmlicher Emulgatoren können auch zusammen mit einem oder mehreren Modifikatoren für den Gebrauch in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ausgewählt werden.Many suitable conventional emulsifiers have been described in detail in the literature and include, for example, sorbitan esters such as sorbitan sesquioleate, sorbitan monooleate, sorbitan monoalmitate, sorbitan monostearate and sorbitan tristearate, the mono- and diglycerides of fat-forming fatty acids, lecithin from soybeans and derivatives of lanolin such as isopropyl esters of lanolin fatty acid esters, mixtures of higher molecular weight fatty alcohols and wax esters, ethoxylated fatty acid ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl laurate and substituted oxazolines such as 2-oleyl-4,4-bis(hydroxymethyl)-2-oxazolines. Suitable mixtures of such conventional emulsifiers may also be selected together with one or more modifiers for use in the compositions of the invention.
Die Sprengstoffzusammensetzungen können auch zusätzliche Additive umfassen, um die Eigenschaften des explosiven Sprengmittels zu steigern oder zu modifizieren. Die Verwendung dieser Additive ist in der Sprengstoffindustrie allgemein bekannt und schließt die gewöhnlich zu Emulsionen gegebenen festen Zusatzstoffe und Sensibilisierungsmittel ein, beispielsweise Aluminium, Ferrosilicium, TNT, AN, MAN, PETN und dergleichen. Weiterhin können zusätzliche Sensibilisierungsmittel wie beispielsweise winzige Glasballons ebenfalls in Kombination mit den erfindungsgemäßen Schaumstoffen verwendet werden.The explosive compositions may also comprise additional additives to enhance or modify the properties of the explosive. The use of these additives is well known in the explosives industry and includes the solid additives and sensitizers commonly added to emulsions, for example, aluminum, ferrosilicon, TNT, AN, MAN, PETN and the like. Furthermore, additional sensitizers such as tiny glass balloons may also be used in combination with the foams of the invention.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer sensibilisierten Sprengstoffzusammensetzung nach Anspruch 10 bereitgestellt.According to a further embodiment of the invention, a method for producing a sensitized explosive composition according to claim 10 is also provided.
In dieser Ausführungsform wird der Schaumstoff hergestellt, indem eine Trägerflüssigkeit mit einem Schäumungsmittel unter Bildung einer Schaumstoffbildungslösung gemischt und die Lösung einem mechanischen Rühren wie in einem Mischgerät mit hoher Scherkraft, geringer Scherkraft oder in einem statischen Mischgerät oder in anderen Mischgeräten, die einem Fachmann für Schaumstoffherstellung bekannt sind, oder einer Druckgaszerstäubung unterworfen wird oder eine Aufschäumung durch eine chemische Reaktion im Schaumstoffsystem erfährtIn this embodiment, the foam is prepared by mixing a carrier liquid with a foaming agent to form a foam forming solution and subjecting the solution to mechanical agitation such as in a high shear mixer, low shear mixer, or static mixer or other mixing equipment known to one skilled in the art of foam production, or to pressurized gas atomization or to foaming by a chemical reaction in the foam system.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.The invention will now be described with reference to the following examples.
Eine auf einem Treibstoff (oder Öl) basierende Schaumstoffbildungslösung wurde mit der in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzung hergestellt. Alle angegebenen Prozentwerte sind Gewichtsprozente, soweit nichts anderes angegeben ist. Tabelle 1: Auf Öl basierende Schaumstoffbildungslösung A fuel (or oil) based foaming solution was prepared with the composition shown in Table 1. All percentages given are by weight unless otherwise stated. Table 1: Oil-based foaming solution
* perfluoriertes grenzflächenaktives und blasenstabilisierendes Mittel* perfluorinated surfactant and bubble stabilizing agent
Ein Schaumstoff wurde durch Zerstäubung der Schaumstoffbildungslösung mit einem unter Druck stehenden Stickstoffgasstrom hergestellt. Ein Schaumstoff wurde hergestellt, der ein Gasvolumen von mehr als 890 Vol.-%, eine Schaumdichte von 0,12 g/ml und eine Halbwertszeit von mehr als 45 Minuten hatte.A foam was prepared by atomizing the foam-forming solution with a pressurized nitrogen gas stream. A foam was prepared that had a gas volume of more than 890 vol%, a foam density of 0.12 g/mL, and a half-life of more than 45 minutes.
Einen auf Öl basierenden Schaumstoff umfassende Emulsionssprengstoffzusammensetzungen wurden erfindungsgemäß mit den in Tabelle 3 ausgeführten Formulierungen hergestellt. In jedem Beispiel wurde der Schaumstoff gemäß dem in Beispiel 1 ausgeführten Verfahren und gemäß der in Beispiel 1 ausgeführ ten Formulierung hergestellt.Emulsion explosive compositions comprising an oil-based foam were prepared in accordance with the invention using the formulations set forth in Table 3. In each example, the foam was prepared according to the procedure and formulation set forth in Example 1.
Das in diesen Beispielen verwendete oxidierende Salz war ein Ammoniumnitrat/Natriumnitrat-Gemisch.The oxidizing salt used in these examples was an ammonium nitrate/sodium nitrate mixture.
Paraffinöl wurde als Ölphase in jedem Beispiel verwendet und eine ausreichende Menge zugegeben, um einen sensibilisierten Enulsionssprengstoff mit einem Gesamtanteil an Ölphase von 5% herzustellen. Die gesamte Ölphase schließt grenzflächenaktive Mittel ein.Paraffin oil was used as the oil phase in each example and a sufficient amount was added to produce a sensitized emulsion explosive with a total oil phase content of 5%. The total oil phase includes surfactants.
In jedem Beispiel wurde die Lösung des oxidierenden Salzes zu der ein auf PIBSA basierendes grenzflächenaktives Mittel und ein Sorbitansesquioleatgemisch enthaltenden Ölphase unter Vermischen gegeben, um einen Emulsionssprengstoff herzustel len. Die Beispiele 2 und 3 wurden unter Verwendung einer Vermischung mit geringer Scherkraft hergestellt, und die Beispiele 4 und 5 wurden durch Mischen mit hoher Scherkraft hergestellt. Der Schaumstoff wurde in der Emulsion durch Mischen mit geringer Scherkraft dispergiert.In each example, the oxidizing salt solution was added to the oil phase containing a PIBSA-based surfactant and a sorbitan sesquioleate mixture with mixing to prepare an emulsion explosive. Examples 2 and 3 were prepared using low shear mixing and Examples 4 and 5 were prepared by high shear mixing. The foam was dispersed in the emulsion by low shear mixing.
Die sensibilisierte Emulsion für jedes Beispiel wurde in eine 25 mm- oder 50 mm-Kartusche gegeben, um die Sprengfähigkeit des Sprengstoffs zu testen.The sensitized emulsion for each example was placed in a 25 mm or 50 mm cartridge to test the blasting ability of the explosive.
Die Sprengfähigkeit jeder Zusammensetzung wurde durch Bestimmung der zur Detonation der Zusammensetzung benötigten Zündkapselgröße gemessen. Daher ist in Tabelle 2 unter den Sprengergebnissen für jedes Beispiel die verwendete Zündkapselgröße und das Sprengergebnis angegeben. Wenn sie gemessen wurde, ist die Detonationsgeschwindigkeit (DG) für eine erfolgreiche Sprengung angegeben.The explosive capability of each composition was measured by determining the primer size required to detonate the composition. Therefore, in Table 2, under the blast results for each example, the primer size used and the blast result are given. If measured, the detonation velocity (DG) for a successful blast is given.
Die Beispiele 2 und 3 sind typisch für Produkte, die als "Massenl"-Sprengmittel verkauft werden würden und bei denen daher eine Zündkapselempfindlichkeit nicht erwartet wird. Die Beispiele 4 und 5 sind typisch für verpackte Produkte, und eine Zündkapselempfindlichkeit kann erwünscht sein. In allen Beispielen konnten unter Verwendung des Schaumstoff-Sensibilisierungsmittels Sprengstoffe hergestellt werden, welche eine für die industrielle Verwendung akzeptable Empfindlichkeit hatten. Tabelle 2: Sprengergebnisse geschäumter Sprengstoffe Examples 2 and 3 are typical of products that would be sold as "bulk" explosives and therefore would not be expected to have primer sensitivity. Examples 4 and 5 are typical of packaged products and primer sensitivity may be desirable. In all examples, explosives could be made using the foam sensitizer which had acceptable sensitivity for industrial use. Table 2: Blasting results of foamed explosives
¹ Ein 81/19-Gemisch (Gewichtsverhältnis) aus Ammoniumnitrat und Wasser mit einem F-Punkt (Fudge pomt) von etwa 60ºC.¹ An 81/19 mixture (by weight) of ammonium nitrate and water with a fudge point of approximately 60ºC.
² Ein Gemisch aus Paraffinöl (4% des gesamten Sprengstoffgewichts), einem auf PIBSA basierenden grenzflächenaktiven Mittel (0,66) und Sorbitansequioleat (0,34%) wurde zur Herstellung eines Emulsionssprengstoffs mit einem Gesantanteil an Ölphase von 5% zugegeben.² A mixture of paraffin oil (4% of the total explosive weight), a PIBSA-based surfactant (0.66%) and sorbitan sequioleate (0.34%) was added to prepare an emulsion explosive with a total oil phase content of 5%.
³ Ein 77/11/12-Gemisch (Gewichtsverhältnis) aus Ammoniumnitrat, Natriumnitrat und Wasser mit einem F-Punkt (Fudge point) von etwa 75ºC.³ A 77/11/12 (by weight) mixture of ammonium nitrate, sodium nitrate and water with a fudge point of approximately 75ºC.
&sup4; Sprengergebnisse sind in Gramm an PETN in dem zur Detonation verwendeten Zünder und mit der DG für die entstehende Explosion angegeben.&sup4; Blast results are given in grams of PETN in the detonator used for detonation and with the DG for the resulting explosion.
Die Stabilität des hergestellten Produkts wurde gemessen, indem die Sprengstoffzusammensetzung aus Beispiel 5 3 Monate gelagert wurde. Wie in Tabelle 2 gezeigt, hatte die Zusammensetzung eine akzeptable DG nach dreimonatiger Lagerung bei 22ºC.The stability of the manufactured product was measured by storing the explosive composition of Example 5 for 3 months. As shown in Table 2, the composition had an acceptable DG after three months of storage at 22ºC.
Ein "dotierter" Emulsionssprengstoff, welcher durch einen auf Öl basierenden Schaumstoff, der wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, sensibilisiert worden war, wurde mit der folgenden Formulierung hergestellt:A "doped" emulsion explosive sensitized by an oil-based foam prepared as in Example 1 was prepared with the following formulation:
i. AN/NN/WASSER³ 68%i. AN/NN/WATER³ 68%
Ölphase²Oil phase²
ii. Ammoniumnitratprills 29%ii. Ammonium nitrate prills 29%
iii. Schaumstoff 3% Dichte 1,18 g/ml 100 mm Durchmesseriii. Foam 3% Density 1.18 g/ml 100 mm diameter
² Ein Gemisch aus Paraffinöl (4% des gesamten Sprengstoffgewichts), einem auf PIBSA basierenden grenzflächenaktiven Mittel (0,66) und Sorbitansequioleat (0,34%) wurde zur Herstellung eines Emulsionssprengstoffs mit einem Gesamtanteil an Ölphase von 5% zugegeben.² A mixture of paraffin oil (4% of the total explosive weight), a PIBSA-based surfactant (0.66) and sorbitan sequioleate (0.34%) was added to prepare an emulsion explosive with a total oil phase content of 5%.
³ Ein 77/11/12-Gemisch (Gewichtsverhältnis) aus Ammoniumnitrat, Natriumnitrat und Wasser mit einem F-Punkt (Fudge pomt) von etwa 75ºC.³ A 77/11/12 (weight ratio) mixture of ammonium nitrate, sodium nitrate and water with a fudge point of approximately 75ºC.
Der Sprengstoff dieses Beispiels wurde hergestellt, indem zunächst das AN/NN/WASSER-Gemisch in einem Gemisch aus Paraffinöl und grenzflächenaktivem Mittel mit einem Mischgerät mit geringer Scherkraft emulgiert wurde. Das emulgierte Gemisch wurde nachfolgend mit Ammoniumnitratprills unter Herstellung einer dotierten Emulsion vermischt und der auf Öl basierende Schaumstoff zur Sensibilisierung des Sprengstoffs zugegeben. Die dotierte Emulsion hatte eine DG von 3970 m/s, wenn sie mit einer Treibladung aus 40 g Pentolit gezündet wurde. Die Empfindlichkeit der dotierten Emulsion war für Anwendungen mit größerem Durchmesser industriell akzeptabel.The explosive of this example was prepared by first emulsifying the AN/NN/WATER mixture in a mixture of paraffin oil and surfactant using a low shear mixer. The emulsified mixture was subsequently mixed with ammonium nitrate prills to produce a doped emulsion and the oil-based foam was added to sensitize the explosive. The doped emulsion had a DG of 3970 m/s when ignited with a propellant charge of 40 g of pentolite. The sensitivity of the doped emulsion was industrially acceptable for larger diameter applications.
Ein schwerer ANFO-Sprengstoff, welcher durch einen auf Öl basierenden Schaumstoff, der wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, sensibilisiert worden war, wurde mit der folgenden Formulierung hergestellt:A heavy ANFO explosive sensitized by an oil-based foam prepared as in Example 1 was prepared using the following formulation:
i. AN/NN/WASSER³ 50% Ölphase²i. AN/NN/WATER³ 50% Oil phase²
ii. Ammoniumnitratprills 47,5%ii. Ammonium nitrate prills 47.5%
iii. Schaumstoff 2,5%iii. Foam 2.5%
Dichte 1,25 g/mlDensity 1.25 g/ml
100 mm Durchmesser100mm diameter
² Ein Gemisch aus Paraffinöl (4% des gesamten Sprengstoffgewichts), einem auf PIBSA basierenden grenzflächenaktiven Mittel (0,66) und Sorbitansequioleat (0,34%) wurde zur Herstellung eines Emulsionssprengstoffs mit einem Gesamtanteil an Ölphase von 5% zugegeben.² A mixture of paraffin oil (4% of the total explosive weight), a PIBSA-based surfactant (0.66) and sorbitan sequioleate (0.34%) was added to prepare an emulsion explosive with a total oil phase content of 5%.
³ Ein 77/11/12-Gemisch (Gewichtsverhältnis) aus Ammoniumnitrat, Natriumnitrat und Wasser mit einem F-Punkt (Fudge pomt) von etwa 75ºC.³ A 77/11/12 (weight ratio) mixture of ammonium nitrate, sodium nitrate and water with a fudge point of approximately 75ºC.
Der Sprengstoff dieses Beispiels wurde hergestellt, indem zunächst das Aninniwasser-Gemisch in einem Gemisch aus Paraffinöl und grenzflächenaktivem Mittel mit einem Mischgerät mit geringer Scherkraft emulgiert wurde. Das emulgierte Gemisch wurde nachfolgend mit Ammoniumnitratprills unter Herstellung eines schweren ANFO-Sprengstoffs vermischt und der auf Öl basierende Schaumstoff zur Sensibilisierung des Sprengstoffs zugegeben. Die dotierte Emulsion hatte eine DG von 3300 m/s, wenn sie mit einer Treibladung aus 40 g Pentolit gezündet wurde. Die Empfindlichkeit der dotierten Emulsion war für Anwendungen mit größerem Durchmesser industriell akzeptabel.The explosive of this example was prepared by first emulsifying the aninni water mixture in a mixture of paraffin oil and surfactant using a low shear mixer. The emulsified mixture was subsequently mixed with ammonium nitrate prills to produce a heavy ANFO explosive and the oil-based foam was added to sensitize the explosive. The doped emulsion had a DG of 3300 m/s when ignited with a propellant charge of 40 g of pentolite. The sensitivity of the doped emulsion was industrially acceptable for larger diameter applications.
Nachdem spezifische erfindungsgemäße Ausführungsformen beschrieben wurden, ist es selbstverständlich, daß Modifikationen davon von Fachleuten vorgeschlagen werden können, und es sollten alle in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallenden Modifikationen abgedeckt sein.Having described specific embodiments of the invention, it is to be understood that modifications thereto may be suggested by those skilled in the art, and all modifications falling within the scope of the appended claims are intended to be covered.
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Owner name: ORICA EXPLOSIVES TECHNOLOGY PTY. LTD., MELBOURNE, |
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