DE69730819T2 - Zweiphasige Emulsion für Sprengstoffzusammensetzungen - Google Patents

Zweiphasige Emulsion für Sprengstoffzusammensetzungen Download PDF

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    • C06B47/14Compositions 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 comprising a solid component and an aqueous phase
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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Oxidationsmittelzusammensetzung, welche eine zweiphasige Emulsion aufweist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Sprengstoffzusammensetzungen, welche durch die Verwendung der Zweiphasenemulsion-Oxidationsmittelzusammensetzung zubereitet werden, welche exzellente Bohrlochstabilität, Wasserresistenz und Flexibilität bezüglich Schub (heave) und Geschwindigkeit aufweisen.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Sprengstoffzusammensetzungen des Typs Ammoniumnitrat/Dieselöl (ANFO) wurden und werden bei kommerziellen Sprengvorgängen weit verbreitet verwendet. Die explosive Reaktion bei ANFO ist jedoch extrem empfindlich gegenüber Wasser und dessen Gegenwart kann die Explosion beeinträchtigen oder verhindern. Tatsächlich ist es ein großes Problem, eine Sprengstoffzusammensetzung zu finden mit einer langfristigen Lagerfähigkeit und guter Feuchtigkeitsresistenz, um einen Zerfall des Oxidationsmittels zu verhindern. Solche Zusammensetzungen wurden beispielsweise vorgeschlagen im US-Patent Nr. 5,397,405. Dieses Patent beschreibt eine Sprengstoffzusammensetzung, welche ein Altöl, Ammoniumnitrat und einen Lignit aufweist. Das Vorhandensein des Lignits bietet eine hohe Konzentration an Kohlenstoff, Schwefel und Wasserstoff, was somit das Vorhandensein von Gasen wie Methan erhöht und somit entsprechend den Sprengeffekt erhöht. Der Lignit wird häufig in der Form eines konzentrierten bituminösen Kohlenpulvers verwendet.
  • ANFO wurde auch in Kombination mit Emulsionsmischungen verwendet. Ein industrielles Prill-Oxidationsmittel wird im Allgemeinen verwendet, um AN FO/Emulsionsmischungen zuzubereiten, wobei solche Mischungen als selbstsensibilisierend angesehen werden. Probleme ergeben sich jedoch, da für ANFO erhältliche und brauchbare Prills (Sprühkondensate) unterschiedliche Dichten haben und durch Verwendung von Bindemitteln und Beschichtungen chemisch variabel sind. Diese chemische Variabilität der Prills verhindert die Massenherstellung einer Emulsion, welche über längere Zeit mit dem Prill kompatibel ist. Daher ist die Flexibilität im Bezug auf die Verwendung einer Emulsion begrenzt.
  • Daher ist es in der Industrie erwünscht, eine Sprengstoffzusammensetzung zu erhalten, welche bei ihrer Zubereitung Flexibilität bietet, wie auch eine verbesserte Lagerzeit in einem Bohrloch. Verbesserte Wasserresistenz und Flexibilität in Hinsicht auf Schub und Geschwindigkeit sind ebenfalls vorteilhafte Eigenschaften einer neuen Sprengstoffzusammensetzung.
  • Sprengstoffzusammensetzungen, welche Ammoniumnitrat und eine Emulsion aufweisen, sind bekannt. Das US-Patent Nr. 5,397,399 offenbart eine Sprengstoffemulsionszusammensetzung, welche ein Oxidationsmittelsalz, kohlenstoffhaltigen Brennstoff und einen Emulgator umfasst. Die Sprengstoffemulsionszusammensetzung wird durch Begasen sensibilisiert, wobei das Begasungsverfahren das Hinzufügen einer bestimmten Menge der zweiten Emulsion zu der Sprengstoffemulsionszusammensetzung aufweist. Die zweite Emulsion enthält eine wässrige Wasserstoffperoxidlösung, einen kohlenstoffhaltigen Brennstoff und einen Emulgator. Sauerstoffgasbläschen werden in der gesamten Sprengstoffzusammensetzung nach dem Mischen erzeugt durch Zerfall des Wasserstoffperoxids, der durch einen Metallsalzkatalysator katalysiert werden kann. Das Mischen kann leicht vor Ort, am Ort der Verwendung des Sprengstoffs, durchgeführt werden. Es wird angenommen, dass das Begasen eine gleichmäßigere Gasbläschenverteilung innerhalb der Sprengstoffemulsionszusammensetzung ermöglicht. Solche Zusammensetzungen lösen jedoch nicht viele der Probleme der verbesserten Lagerfähigkeit, Flexibilität bei der Herstellung in Bezug auf das verwendete Ammoniumnitrat wie auch verbesserte Flexibilität bei der Schussleistung.
  • Mischen zweier Phasen zur Erzeugung eines Emulsionssprengstoffs ist in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 0 228 354 beschrieben. Dort ist ein Verfahren zum Zubereiten einer Emulsion des Wasser-in-Öl-Typs, welches das Zubereiten einer Prä-Emulsion aus einer Brennstoffphase und einem ersten Teil einer Oxidationsmittelphase aufweist und eine Oxidationsmittelzusammensetzung aus dem zweiten Teil der Oxidationsmittelphase und einem Hohlräume enthaltenden oder Hohlräume erzeugenden Material. Die Prä-Emulsion und die Oxidationsmittelzusammensetzung werden dann emulgiert, um die fertige Emulsion zu bilden. Das offengelegte Verfahren bietet jedoch nicht die Flexibilität, welche die Industrie wünscht.
  • Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neue Emulsionszusammensetzung zur Verfügung zu stellen, welche nützlich ist bei der Herstellung von Sprengstoffzusammensetzungen.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wasser-in-Öl Emulsion zu bieten, welche große Flexibilität hinsichtlich der Zubereitung einer Sprengstoffzusammensetzung ermöglicht.
  • Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Sprengstoffzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Lagerzeit im Bohrloch aufweist.
  • Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sprengstoffzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, welche große Flexibilität bei ihrer Schussleistung in Bezug auf die Geschwindigkeit und Schub bietet.
  • Diese und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand einer Durchsicht der folgenden Beschreibung und der daran angehängten Patentansprüche.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die oben genannten Ziele werden erreicht durch Bereitstellen einer Zweiphasenemulsion, bzw. einer Emulsion/Emulsion, welche bei der Zubereitung von Sprengstoffzusammensetzungen brauchbar ist. Im Allgemeinen ist die Zweiphasenemulsion der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet als ein Oxidationsmittel. Die Zweiphasenemulsion weist eine Mischung von zwei Emulsionen auf. Die erste Emulsion ist eine Wasser-in-Öl Emulsion, welche eine wässrige Ammoniumnitratlösung als diskontinuierliche Phase in einer gemeinsamen kontinuierlichen Phase eines Matrixöls und einen Emulgator aufweist. Die zweite Emulsion ist ebenfalls eine Wasser-in-Öl Emulsion, welche eine wässrige Phase in einer Ölmatrix mit einem Emulgator oder einem oberflächenaktiven Stoff aufweist. Die beiden Emulsionen werden auf eine Weise gemischt, dass eine Wasser-in-Öl Emulsion erzeugt wird, welche eine kontinuierliche Ölmatrix hat, in welcher Ammoniumnitratmizellen und Wassermizellen beide vorhanden sind. Diese gemischte stabile Zweiphasenemulsion bietet viele der Vorteile der vorliegenden Erfindung.
  • Die Zweiphasenemulsion kann verwendet werden zur Zubereitung einer Sprengstoffzusammensetzung durch Mischen der Emulsion mit einem Oxidationsmittel, z. B. Ammoniumnitrat. ANFO muss nicht verwendet werden, kann aber verwendet werden. Vorölen des mit der Emulsion gemischten Ammoniumnitrats ist nicht notwendig.
  • Abgesehen von der verbesserten Flexibilität der Verwendung der Emulsion mit Ammoniumnitrat zur Zubereitung einer Sprengstoffzusammensetzung weist die zubereitete Sprengstoffzusammensetzung auch eine exzellente "Lagerzeit" auf, während sie in einem Bohrloch lagert, bevor sie gezündet wird. Die Zweiphasenemulsion der vorliegenden Erfindung bietet auch Vorteile bei der Flexibilität in Bezug auf die spezielle Zusammensetzung, welche verwendet werden kann, um eine Sprengstoffzusammensetzung zuzubereiten, wie auch bei der Flexibilität der Explosionsleistung der Sprengstoffzusammensetzung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die Zweiphasenemulsion wird zubereitet durch Mischen von zwei unterschiedlichen Wasser-in-Öl Emulsionen. Die erste Emulsion ist eine herkömmliche Ammoniumnitratemulsion des Wasser-in-Öl-Typs. Vorzugsweise bildet das Ammoniumnitrat ca. 65 bis 90 Gewichts-% und stärker bevorzugt 75 bis 80 der Emulsion und wird als wässrige Lösung zugefügt. Eine Mischung aus Ammoniumnitrat mit einer kleineren Menge eines weiteren Salzes, r. B. Calciumnitrat, kann, falls gewünscht, verwendet werden, aber es ist bevorzugt, nur Ammoniumnitrat zu verwenden. Der Rest der Emulsion weist eine kontinuierliche Ölphase und einen Emulgator auf. Das Ammoniumnitrat ist der Oxidationsmittelanteil der Zweiphasenemulsion.
  • Die zweite Emulsion ist ebenfalls eine Wasser-in-Öl Emulsion. Die kontinuierliche Ölphase kann jegliches Öl sein, welches mit der Ölphase der ersten Emulsion kompatibel ist. Die kontinuierliche Ölphase kann wiederverwertete Öle oder jegliche der anderen Öle aufweisen, welche im Allgemeinen für Sprengstoffemulsionen geeignet sind. Solche Öle umfassen Mineralöle oder Leichtöl (number two fuel oil). Es ist bevorzugt, dass die kontinuierliche Ölphase in der zweiten Emulsion das gleiche Öl ist, welche in der kontinuierlichen Phase der ersten Emulsion verwendet wird.
  • Die nicht-kontinuierliche Phase in der zweiten Wasser-in-Öl Emulsion weist Wasser auf. Die Wasserphase kann zusätzliche in Wasser gelöste Komponenten umfassen, diese Möglichkeit erlaubt ein Anpassen des Sprengstoffs auf viele verschiedene Weisen. Außerdem können Sensibilisierungsverdünner, Verbrennungskatalysatoren und/oder Oxidationsmittelförderer in der Wasserphase der zweiten Emulsion gelöst bzw. dispergiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die diskontinuierliche Phase der zweiten Emulsion jedoch nur aus Wasser. Beispielsweise kann die zweite Emulsion ca. 50 Gewichts-% Öl und ca. 50 Gewichts-% Wasser aufweisen.
  • Für die zweite Emulsion ist ebenfalls ein Emulgator nötig. Falls wiederverwertetes Öl als die kontinuierliche Ölphase verwendet wird, können die wiederver werteten Öle intrinsische oberflächenaktive Stoffe enthalten, welche die Funktion des Emulgators erfüllen können. Unter den brauchbaren Emulgatoren sind Sorbitanmonooleat, Isopropylester von Lanolinfettsäuren und verschiedene andere Materialien. Eine Diskussion von emulgierenden Stoffen des Typs, welcher in der vorliegenden Verwendung verwendbar ist, ist im US-Patent Nr. 4,708,753 von Forsberg enthalten. Ein am meisten bevorzugter emulgierender Stoff basiert auf Addukten von Polyisobutylensuccinanhydrid (PIBSA). Derartige emulgierende Stoffe sind im Handel erhältlich und sind am meisten bevorzugt für die Verwendung in Sprengstoffzusammensetzungen. Im Allgemeinen ist es bevorzugt, dass der Emulgator auch der gleiche wie der Emulgator ist, welcher in der ersten Emulsion verwendet wird.
  • Nachdem die beiden Emulsionen zubereitet wurden, werden die beiden Emulsionen gemischt. Das Mischverfahren ist ein schonendes Verfahren, wobei keine signifikante Scherungsenergie verwendet wird, um die beiden Emulsionen zu mischen. Beispielsweise kann das Mischen erreicht werden durch Verwendung eines Mischers vom Betonmischertyp, einen Paddelmischer mit niedriger Drehzahl oder Mischen von konvergierenden Strömungen. Die resultierende gemischte Emulsion ist eine Wasser-in-Öl Zweiphasenemulsion dahingehend, dass es eine einzelne kontinuierliche Phase gibt, welche das Öl aufweist, aber dass es zwei diskontinuierliche Phasen gibt. Die eine diskontinuierliche Phase ist die Ammoniumnitratphase aus der ersten Emulsion und die zweite diskontinuierliche Phase ist die Wasserphase aus der zweiten Emulsion. Die beiden Phasen bleiben stabil in der gemischten Emulsion. Falls zu viel Energie beim Mischen der Emulsion verwendet wird, könnte sich ein Verschmelzen der Mizellen ereignen, so dass eine einzelne diskontinuierliche Phase erzeugt würde. Mit dem Mischen der vorliegenden Erfindung bleiben die unterschiedlichen Mizellen jedoch intakt. Es wird vermutet, dass der oberflächenaktive Stoff/der Emulgator die Mizellen beschichtet und die Mizellen getrennt hält, um ein Verschmelzen zu vermeiden. Kein Zusammenschluß der Mizellen findet statt und so entsteht die Wasser-in-Öl Zweiphasenemulsion.
  • Die erzeugte Emulsion ist stabil und bietet, wie oben erwähnt, Flexibilität beim Anpassen einer Sprengstoffzusammensetzung. Das Anpassen kann erreicht werden durch Ändern der zweiten Emulsion in Bezug auf die darin enthaltene Wassermenge wie auch in Bezug auf im Wasser gelöste Komponenten.
  • Sobald die Zweiphasenemulsion zubereitet wurde, kann eine Sprengstoffzusammensetzung zubereitet werden durch Mischen der Emulsion mit Ammoniumnitrat. Die Variabilität des industriell erhältlichen Ammoniumnitrats, welches in der Industrie existiert, hat für die Ausübung der vorliegenden Erfindung keine Folgen.
  • Bei Verwendung von Ammoniumnitrat in Prillform ist ein ANFO nicht notwendig. Das Prill muss nicht vorgeölt werden, sondern kann frei von Öl sein. Ein großer Vorteil der Verwendung der Zweiphasenemulsion/Prill-Mischung als Sprengstoffzusammensetzung ist, dass die Mischung nicht austrocknet und daher eine längere Lagerungsfähigkeit im Bohrloch hat. Daher weisen die Zweiphasenemulsion/Prill-Mischungen der vorliegenden Erfindung exzellente Stabilität im Bohrloch auf, d. h. "Lagerzeit", während sie im Bohrloch beruhen. Diese Stabilität ermöglicht ein Mischen der Emulsion und des Prills vor Ort an einer Mine und ermöglicht, dass es bis zu mehreren Monaten in einem Loch ruht, bis es gezündet wird.
  • Im Allgemeinen weist die Sprengstoffzusammensetzung 47 Gewichts-% Prill, 47 Gewichts-% der ersten Emulsion und 6 Gewichts-% der zweiten Emulsion auf. Die zweite Emulsion weist im Allgemeinen nur Wasser und Öl und einen Emulgator auf. Eine derartige Sprengstoffzusammensetzung reagiert auf einen Booster (booster sensitive), d. h., sie ist ein Sprengstoff.
  • Im Allgemeinen bieten daher die Sprengstoffzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung Flexibilität in vielen verschiedenen Anwendungen. Da die Zweiphasenemulsion kompatibel mit vielen unterschiedlichen industriell erhältlichen Prills ist, ist eine große Flexibilität bei der Zubereitung einer Sprengstoffzusammensetzung möglich. Außerdem ist die vorhandene Bohrlochstabilität extrem gut. Dies bedeutet eine flexible Lagerzeit im Bohrloch, wo die Sprengstoffzusammensetzung manchmal zwei bis drei Monate ruhen kann, bevor sie gezündet wird.
  • Das Vorhandensein von Wasser führt in der Tat zu großer Flexibilität bezüglich der Explosionsleistung der Sprengstoffzusammensetzung. Während traditionelle ANFO/Emulsion-Sprengstoffzusammensetzungen an Geschwindigkeit 4,6 bis 5200 m/s (15 bis 17000 Fuß/s) bieten, bietet die Sprengstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen von 3,4 bis 3700 m/s (11 bis 12000 Fuß/s). Man ist der Ansicht, dass durch die Gasentwicklung bei Vorhandensein von zusätzlichem Wasser ein höherer Schub und niedrigere Geschwindigkeit erreicht wird. Manche Tagebau-Bergbauvorgänge können Explosionen mit einem großen Schub und niedriger Geschwindigkeit erfordern. Außerdem benötigen manche Arbeitsvorgänge im Tagebau lange Lagerzeit in den Bohrlöchern, wo der Sprengstoff im Allgemeinen bis zu 8 bis 12 Wochen vor dem Sprengen beladen wird. Daher bieten die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung eine exzellente Sprengstoffzusammensetzung für derartige Bergbauanwendungen.
  • Es sollte auch angemerkt werden, dass durch Hinzufügen von Hohlräumen oder Bläschen zu der Sprengstoffzusammensetzung die Explosionsgeschwindigkeit auf höhere Grenzwerte erhöht werden kann. Je mehr Hohlräume oder Bläschen zu der fertigen Zusammensetzung hinzugefügt werden, desto höher ist die Geschwindigkeit. Eine Sprengstoffzusammensetzung kann auch erzeugt werden durch einfaches Hinzufügen des Hohlräume oder Bläschen zu der Zweiphasenemulsion der vorliegenden Verbindung. Die Verwendung eines Prills ist nicht notwendig, im Allgemeinen jedoch bevorzugt. Außerdem kann durch Ändern des Wassergehalts, d. h. Erhöhen des Wassergehalts, die Geschwindigkeit erniedrigt werden, beispielsweise hinab bis zu 1524 m/s (5000 Fuß/s) oder niedriger. Daher kann große Flexibilität beim Maßschneidern der Explosionsleistung auf den jeweilig involvierten Bergbau-Arbeitsvorgang erreicht werden. Der in allen folgenden Beispielen verwendete Emulgator ist ein PIBSA Addukt.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden spezifischen Beispiele detaillierter dargestellt. Es versteht sich, daß diese Beispiele zur Darstellung gegeben werden und die Offenbarung der folgenden Ansprüche nicht einschränken sollen.
  • Alle Prozentangaben in den Beispielen und andernorts in der Beschreibung sind Gewichtsprozent, solange nichts anderes festgelegt ist. Der in allen folgenden Beispielen verwendete Emulgator ist ein PIBSA Addukt.
  • Beispiel 1
  • Ein 6 Zoll (15,2 cm) PVC (Polyvinylchlorid) Rohr wurde mit einer Sprengstoffzusammensetzung beladen, aufweisend 47 Gewichts-% eines sprengstoffgeeigneten Ammoniumnitratprills, Rest aufweisend eine Zweiphasenemulsion gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Zweiphasenemulsion wurde hergestellt durch zunächst Herstellen einer ersten Emulsion bestehend aus ca. 76,36 Gewichts-% Ammoniumnitrat, 15,64% Wasser, 6,56% Mineralöl und 1,44 Gewichts-% eines Emulgators und Zusammenbringen mit einer zweiten Emulsion aus 50,0% Wasser und 50,0% säulendestilliertes wiederverwertetes Industrieöl mit intrinsischen Emulgatoren. Die beiden Emulsionen wurden in solchen Mengen kombiniert, dass bei Hinzufügen zu dem Ammoniumnitratprill die fertige Sprengstoffzusammensetzung 47 Gewichts-% des Ammoniumnitratprills, 47 Gewichts-% der ersten Emulsion und 6 Gewichts-% der zweiten Emulsion enthielt. Das PVC Rohr wurde dann mit einem Zünder versehen und abgedichtet und auf einen Druck von 110 psi (7,5 × 105 Pa) unter Druck gesetzt. Das Rohr wurde dann unter Verwendung eines 3/4 # Zünders detoniert. Die Ladung betrug ca. 5 kg und explodierte vollständig. Visuelle Inspektion zeigte, dass nichts von dem Rohr oder dem Material übrig blieb.
  • Beispiel 2
  • Die Sprengstoffzusammensetzung von Beispiel 1 wurde in ein Bohrloch mit einem Durchmesser von 6 7/8 Zoll (17,5 cm) geladen und für fünf Wochen ruhen gelassen und anschließend mit einem 3/4 # Zünder detoniert. Die Detonation verlief gut und die Detonationsgeschwindigkeit wurde mit 3431 m/s (11256 Fuß/s) gemessen.
  • Beispiel 3
  • Die Sprengstoffzusammensetzung von Beispiel 1 wurde in ein Bohrloch mit einem Durchmesser von 6 7/8 Zoll geladen und für sieben Wochen ruhen gelassen. Der Sprengstoff wurde dann unter Verwendung eines 3/4 # Zünders detoniert. Die Detonationsgeschwindigkeit wurde bei 3251 m/s (10665 Fuß/s) gemessen.
  • Beispiel 4
  • Die Sprengstoffzusammensetzung von Beispiel 1 wurde in ein Bohrloch mit einem Durchmesser von 6 7/8 Zoll geladen und für neun Wochen ruhen gelassen. Der Sprengstoff wurden anschließend mit einem 3/4 # Zünder detoniert. Die Detonationsgeschwindigkeit wurde nicht gemessen, aber eine visuelle Inspektion zeigte Brüche rund um das Bohrloch, die vergleichbar mit denen waren, welche in Beispielen 2 und 3 nach Detonation gesehen wurden.
  • Beispiel 5
  • Eine erste Emulsion wurde hergestellt mit 69 Gewichts-% Ammoniumnitrat, 4 Gewichts-% Wasser, 9 Gewichts-% Ammoniumchlorid, 6,57 Gewichts-% Mineralöl und 1,43 Gewichts-% Emulgator. Eine zweite Emulsion wurde gemacht mit 51 Gewichts-% Natriumnitrat, 41 Gewichts-% Wasser, 6,57 Gewichts-% Mineralöl und 1,43 Gewichts-% Emulgator. Die beiden Emulsionen wurden kombiniert, um eine Zweiphasenemulsion bereitzustellen, aufweisend 21,6 Gewichts-% der ersten Emulsion und 78,4 Gewichts-% der zweiten Emulsion. Die fertige Emulsion wurde dann detoniert und explodierte mit einer Geschwindigkeit von 6079 m/s (19926 Fuß/s). Dieses Beispiel macht deutlich, dass die zweite Emulsion verändert werden kann, um die fertige Sprengstoffzusammensetzung maßzufertigen, entweder durch Ändern der Wassermenge oder durch Hinzufügen einer Komponente zum Wasser in der zweiten Emulsion.
  • Beispiel 6
  • Eine erste Emulsion aufweisend 78,72 Gewichts-% Ammoniumnitrat, 16,12 Gewichts-% Wasser, 4,236 Gewichts-% Mineralöl und 0,824 Gewichts-% Emulgator wurde hergestellt. Eine zweite Emulsion, aufweisend 82,71 Gewichts-% Wasser, 14,19 Gewichts-% Mineralöl und 3,1 Gewichts-% Emulgator, wurde hergestellt. Die beiden Emulsionen wurden in einem Verhältnis von 84,82 Gewichts-% der ersten Emulsion und 15,18 Gewichts-% der zweiten Emulsion zusammengebracht. Die resultierende Zweiphasenemulsion wurde dann sensibilisiert mit 2 Gewichts-% Glasmikrokügelchen mit einem Durchmesser ca. 65 bis 75 μm (K-1 Glasmikrokügelchen, erhältlich von der 3M Co.). Die sensibilisierte Emulsion explodierte mit einer Geschwindigkeit von 5486 m/s (18000 Fuß/s).
  • Vergleichendes Beispiel 1
  • Eine 50/50 Emulsion/ANFO-Mischung wurde hergestellt mit einer Emulsion, welche aufwies 76,36 Gewichts-% Ammoniumnitrat, 15,64 Gewichts-% Wasser, 6,56 Gewichts-% Mineralöl und 1,44 Gewichts-% Emulgator, gemischt in einem Verhältnis von 1 : 1 mit einem ANFO, welches 94 Gewichts-% Industriemaßstab-Prill und 6 Gewichts-% Mineralöl. Am ersten Tag, an welchem die Mischung geladen wurde, explodierte sie mit einer Geschwindigkeit von 4888 m/s (16038 Fuß/s). Nach drei Wochen des Lagerns in einem Bohrloch detonierte die Mischung nicht mehr.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Emulsion, welche für die Herstellung einer Sprengstoffzusammensetzung geeignet ist, wobei die Emulsion aufweist: eine kontinuierliche Phase, welche ein Öl aufweist, eine erste diskontinuierliche Phase, welche eine wässrige Ammoniumnitratlösung aufweist, und eine zweite diskontinuierliche Phase, welche sich von der ersten kontinuierlichen Phase unterscheidet, welche Wasser aufweist, wobei die Emulsion stabil ist und beide diskontinuierlichen Phasen separat bleiben, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Zubereiten einer ersten Wasser-in-Öl Emulsion, welche eine diskontinuierliche Phase einer wässrigen Ammoniumnitratlösung, eine kontinuierliche Ölphase und einen Emulgator aufweist, Zubereiten einer zweiten Wasser-in-Öl Emulsion, welche eine diskontinuierliche Wasser aufweisende Phase, eine kontinuierliche Öl aufweisende Phase und einen Emulgator aufweist, und Mischen der beiden Wasser-in-Öl Emulsionen, wobei die unterschiedlichen Mizellen intakt bleiben, so dass eine Wasser-in-Öl Emulsion erzeugt wird, welche zwei unterschiedliche diskontinuierliche Phasen aufweist, wobei die eine die wässrige Ammoniumnitratlösung der ersten Emulsion und die andere die diskontinuierliche Wasserphase von der zweiten Wasser-in-Öl Emulsion aufweist.
  2. Emulsion, welche geeignet ist für die Zubereitung einer Sprengstoffzusammensetzung und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zubereitet werden kann, aufweisend: eine kontinuierliche Phase, welche ein Öl aufweist, eine erste diskontinuierliche Phase, welche eine wässrige Ammoniumnitratlösung aufweist, und eine zweite diskontinuierliche Phase, welche sich von der ersten diskontinuierlichen Phase unterscheidet und Wasser aufweist, wobei die Emulsion stabil ist und beide diskontinuierlichen Phasen separat bleiben.
  3. Sprengstoffzusammensetzung, welche die Emulsion gemäß Anspruch 2 gemischt mit Ammoniumnitrat aufweist.
  4. Sprengstoffzusammensetzung nach Anspruch 3, bei welcher mit der Emulsion gemischtes Ammoniumnitrat ca. 47 Gewichts-% der Zusammensetzung bildet, die erste Wasser-in-Öl Emulsion ca. 47 Gewichts-% der Zusammensetzung bildet und die zweite Wasser-in-Öl Emulsion ca. 6 Gewichts-% der Zusammensetzung bildet.
  5. Sprengstoffzusammensetzung aufweisend die Emulsion nach Anspruch 2, kombiniert mit einem Hohlmaterial.
  6. Sprengstoffzusammensetzung nach Anspruch 5, bei welcher das Hohlmaterial Glasbläschen aufweist.
DE69730819T 1996-02-22 1997-02-12 Zweiphasige Emulsion für Sprengstoffzusammensetzungen Expired - Lifetime DE69730819T2 (de)

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