DE904995C - Ammoniumnitrat-Sprengstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung oder Änderung der den Gegenstand des Patents 899 615 bildenden Erfindung, welches Verbesserungen an Ammoniumnitrat-Sprengstoffen betrifft und besonders an Ammoniumnitratpulver, Halbgelatine- und Gelatinesprengstoffen.

In der Beschreibung des Patents 899 615 wird festgestellt, daß gewisse Nachteile dieser Sprengstoffe, die durch die außerordentlich hohe Wasserdurchlässigkeit und Wasseraufnahmefähigkeit von Ammoniumnitrat entstehen, einschließlich der schnellen Verschlechterung der Wirkung von Sprengladungen, die Ammoniumnitratpulver und Halbgelatinesprengstoffe enthalten, bei einem Verlegen der Ladung in feuchter Umgebung durch den Einschluß eines in Wasser quellbaren und wasserlöslichen Äthers eines hochmolekularen Polysaccharids, z. B. eines in Wasser quellbaren und wasserlöslichen Äthers der Cellulose oder Stärke, in einer Menge des genannten Äthers von ¹I₂ bis 5 Gewichtsprozent der Sprengstoffmischung, der er in geeigneter Weise einverleibt wird, vermindert werden. Es wird weiterhin festgestellt, daß es scheint, als wenn das wasserquellbare und wasserlösliche PoIysaccharid beim Eintauchen der Sprengladung in

Wasser durch die Berührung mit Wasser aufquillt und eine Schutzoberffä'chefü'r das Innere der Sprengladung bildet, und zwar wegen der geringen Beweglichkeit der gequollenen Masse und der geringen Geschwindigkeit, mit der diese in das umgebende -Wasser diffundiert. Im Hauptpatent wird weiter festgestellt, daß der Einschluß .dieses in Wasser quellbaren und wasserlöslichen Äthers es ermöglicht, Ammoniumnitrat-, Halbgelatine- und Pulversprengstoffe in feuchter Umgebung verwenden zu können. Obwohl die Umhüllung der Sprengladungen unfähig sein kann, das Wasser auszuschließen, bleibt das Innere der Sprengladung somit in genügender Weise zündempfindlich von dem Zeitpunkt an, wo die Ladung verlegt worden ist, bis die eigentliche Zündung erfolgt.

Bei Ammoniumnitratsicherheitssprengstoffmischungen, wie sie in den Kohlebergwerken verwendet werden, ist die Ammoniumnifratmenge groß. Diese Mischungen enthalten auch eine wesentliche- Menge eines flammenlöschenden und kühlenden Zusatzes. Einer der wirksamsten dieser flammenlöschenden und kühlenden Zusätze ist Natriumchlorid.

Darüber hinaus werden Vorteile betreffs Sicherheit und anderer Eigenschaften bei Sicherheitssprengstoffen der vorher genannten Art durch den Ersatz des Ammoniumnitrats durch gleiche Mengen Natriumnitrat und Ämmoniumchlorid mit einer teilweisen oder vollständigen Weglassung des zusätzlichen Natriumchlorids erhalten. Die. entstehenden Sprengstoffmischungen sind jedoch trotzdem noch wasseranziehend und verlieren rasch ihre Empfindlichkeit bei Verwendung unter feuchten Bedingungen. Es wurde nun gefunden, daß Sicherheitssprengstoffmischungen, die frei von zugefügtem Ammoniumnitrat sind, jedoch Natriumnitrat und Ammoniumchlorid gemeinsam mit die Explosion empfindlicher machenden Zusätzen und gegebenenfalls weiteren zusätzlichen Bestandteilen besitzen, gleichgültig ob sie Pulver- oder Halbgelatineoder sogar Gelatinekonsistenz haben, zur Verwendung in feuchter Umgebung geeignet sind, wenn der Zusammensetzung ein in Wasser quellbarer und wasserlöslicher hochmolekularer Polysaccharidäther, z. B. ein in Wasser quellbarer und wasserlöslicher Äther der Cellulose oder Stärke, einverleibt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Verbesserungen oder Abänderungen der Ammoniumnitrat-Sprengstoffmischungen des Hauptpatents, die einen in Wasser quellbaren und wasserlöslichen hochmolekularen Polysaccharidäther enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß Ämmoniumchlorid und Natriumnitrat zusammen das Ammoniumnitrat ersetzen.

Das in Wasser quellbare und wasserlösliche hochmolekulare Polysaccharid kann z. B. eine wasserlösliche Methylcellulose; eine ^; wasserlösliche Methyl-Äthylcellulose, eine wasserlösliche Hydroxy-Äthylcellulose oder ein wasserlösliches Natriumsalz einer Carboxymethylcellulose sein. Als Beispiel eines geeigneten, in Wasser quellbaren und wasserlöslichen Stärkeäthers, kann ein wasserlösliches Natriumsalz der Carboxymethylstärke verwendet werden. .

- Die Menge des vorher genannten, in Wasser quell-.baren:, und- wasserlöslichen., hochmolekularen. PoIysäccharids Jkann vorzugsweise- Va -bis 5 Gewichtsprozent der SprengstoffVerbindung'betragen.'"" ■ Es wird vorgezogen, den obenerwähnten, in Wasser quellbaren und wasserlöslichen hochmolekularen Polysaccharidäther. mit den organischen Salzen oder mit den übrigen brennbaren Stoffen zu mischen, bevor diese den übrigen Bestandteilen des Sprengstoffes einverleibt werden, obwohl es auch möglich ist, die in Wasser quellbaren und wasserlöslichen Äther dem fertigen Sprengstoff mit gleich wirksamen Ergebnissen einzuverleiben.

Vorzugsweise enthält also die Mischung gemäß der vorliegenden Erfindung auch eine geringe Menge eines Calciumsalzes einer Fettsäure mit einem hohen Molekulargewicht, z. B. Calciumstearat, Dieses verleiht der Masse eine gewisse wasserabstoßende Wirkung, die sogar die' Benetzung der Oberfläche der Sprengladung verzögert, besonders, wenn die Umgebung, in der sie gebraucht- wird, nur schwach feucht ist. Dies stört die Wirksamkeit des hochmolekularen PoIysaccharidäthers beim Aufquellen und Schützen des Inneren der Sprengladung nicht, auch wenn das Wässer.- die Wirkung des Calciumstearats überwindet und die Oberfläche feucht wird. Eine Menge innerhalb des Bereiches von Va ^^s 5 Gewichtsprozent der Sprengstoffmischung kann dieser vorteilhaft einverleibt werden.

Die Erfindung ist besonders anwendbar für Sprengstoffmischungen von pulvriger und halbgelatineartiger Beschaffenheit, obwohl diese gewöhnlich viel schneller in ihrer Wirkung schlechter werden als Sprengstoffe von gelatineartiger Beschaffenheit, wenn sie in feuchten Bohrlöchern unter solchen Bedingungen verwendet werden, daß Wasser Zutritt zu dem Sprengstoff hat.

Die folgende Tabelle erläutert, wie der Ersatz von 1,5 °/₀ Holzmehl im Sprengstoff MH 36 durch ϊ % iod feinverteilte wasserlösliche Natriumcarboxymethylcellulose und 0,5 % Calciumstearat den Sprengstoff MH 37 ergibt und dabei die Wasserundurchlässigkeit um das 32- bis 6ofache verbessert; die Tabelle läßt weiterhin erkennen, wie der Ersatz von 1,5 % Holzmehl im Sprengstoff MH 38 durch 1 °/₀ feinverteilte wasserlösliche Natriumcarboxymethylcellulose und 9i5 % Calciumstearat, um den Sprengstoff MH 39 zu ergeben, dabei die Wasserundurchlässigkeit um das etwa i2fache verbessert. Ferner wird in der Tabelle erläutert, wie durch Steigern der aufgelösten wasserlöslichen Natriumcarboxymethylcellulose um 2,5 °/₀ im Sprengstoff MH 57, um den Sprengstoff MH 58 zu ergeben, die Wasserundurchlässigkeit um etwa das 3,5fache gesteigert wird und wie die Wasserundurchlässigkeit durch prozentuales Steigern der feinverteüten wasserlöslichen Natriumcarboxymethylcellulose; im Sprengstoff MH 59 um 2,5 °/„ und durch Fortlassen der 1 °/₀ Weizenmehl auf das etwa 2,5fache gesteigert wird. Die Tabelle zeigt weiter, daß der Ersatz der 1,5 °/₀ Holzmehl im Sprengstoff MH 36 durch 1,5 °/o feinverteilte wasserlösliche Natriumcarboxymethylcellulose, um den Sprengstoff MH 57 zu ergeben, die Wasserundurchlässigkeit auf das 32- bis 6ofache" verbessert und daß durch den Ersatz der 1,5 °/o Holzmehl im Sprengstoff MH 38

durch i,5 °/₀ feinverteilte wasserlösliche Natriumcarboxymethylcellulose,. um den Sprengstoff MH 59

MH 36 MH

Nitroglycerin 11,5 1-1,5

Orthonitrotoluol 0,6 0,6

Nitrocellulose 0,25 0,25

Holzmehl 3,85 2,35

Weizenmehl — —

Ammoniumchlorid 32,4 32,4

Natriumnitrat 51,4 51,4

Porzellanerde — —

feinverteilte wasserlösliche Natrium-

carboxymethylcellulose — 1,0

Calciumstearat — 0,5

Wasserundurchlässigkeitsprüfung .... ¹^ Std. 8 bis

15 Std.

Die Erfindung wird weiter durch das folgende Beispiel erläutert, in dem die Prozentangaben sich auf ao das Gewicht beziehen.

Beispiel

Eine Mischung von Nitroglycerin und Äthylenglykoldinitrat im Verhältnis 80: 20 17,0 %

Nitrocellulose 0,5 %

Natriumnitrat 45,5 %

Ammoniumchlorid 28,5 %

Holzmehl 2,0%

Weizenmehl 1,0 °/₀

Porzellanerde 4,0 %

wasserlösliches Natriumsalz der Carboxymethylcellulose, von dem eine i%ige Lösung einen pn-Wert von 6 bis 9 hat und eine Viskosität von 30 bis 70 cP bei 20° besitzt 1,0 %

Calciumstearat 0,5 %

wird auf folgende Art hergestellt: Die gemischten flüssigen Salpeterester, die durch Nitrieren einer Mischung von 80 : 20 Glycerin und Äthylenglykol hergestellt werden, fließen zu der Nitrocellulose und dem Holzmehl, welches verrührt wird, und wenn die Mischung wenigstens teilweise gelatiniert ist, wird sie in einen Atlasmischer übergeführt, in welchen das Natriumnitrat, das Ammoniumchlorid sowie das Calciumstearat und das Natriumsalz der Carboxymethylcellulose und die Porzellanerde bereits eingeführt und zusammengemischt worden sind. Während des Laufes dieser Maschine wird nach und nach das Weizenmehl einverarbeitet. Die Maschine wird so lange in Gang gehalten, bis die Bestandteile gut miteinander vermischt sind. Die entstandene Halbgelatinesprengstoffzusammensetzung wird zu Ladungen verarbeitet, und diese werden mit gewachsten Papierhüllen versehen. Eine Zündung der Ladung des Sprengstoffes kann, nachdem er unter 15,2 cm Wasser mehr als 48 Stunden aufbewahrt wurde und obwohl sogar die Umhüllung der Sprengladung an mehreren Punkten künstlich durchlöchert wurde, noch befriedigend durch einen handelsüblichen Zünder Nr. 6 herbeigeführt werden. Diese Sprengladungen sind zum Sprengen von Kohle in schlagwetterhaltigen oder staubigen Minen geeignet.

Das wasserlösliche Natriumsalz der Carboxymethylcellulose im obigen Beispiel enthält 0,75 Natriumzu ergeben, die Wasserundurchlässigkeit auf das 5- bis 6fache verbessert wird.

MH 57 MH 58 MH 38 MH 39 MH 59 MH 60

5
0,6
0,25
2,35

32,4
51.4

5
0,6
■0,25
i,75

31.9
50,0

4.0

17,0 17,0

o,5
3,5
1,0

28,5

45.5

4,0

o,5

2,0

1,0

28,5

45,5

4-0

17,0

o,5

2,0

1,0

28,5

45,5

4.0

1,5

17,0

o,5 2,0

28,0

44,5 4,0

4,0

— 1,0

— — — 0,5 — —

8 bis 32 bis 4 bis 48 bis 24 bis 56 bis

Std. 48 Std. 6 Std. 72 Std. 32 Std. 72 Std.

carboxymethylgruppen auf ein wasserfreies Glukoseteil der Cellulose.

Ähnlich durchlöcherte Sprengladungen enthielten eine der obigen ähnliche Zusammensetzung, außer daß das wasserlösliche Natriumsalz der Carboxymethylcellulose durch ι % Holzmehl ersetzt wurde oder durch anderes unlösliches Cellulosematerial, so daß diese also nicht der Zusammensetzung gemäß der Erfindung entsprachen, und solche Ladungen könnten mittels eines ähnlichen Zünders nach 15 Minuten langer Lagerung unter 15,2 cm kalten Wassers nicht mehr gezündet werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verbesserung bzw. Abänderung von Ammoniumnitrat-Sprengstoffen nach Patent 899 615, welche einen in Wasser quellbaren und wasserlöslichen großmolekularen Polysaccharidäther enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß Ammoniumchlorid und Natriumnitrat zusammen das Ammoniumnitrat ersetzen.

2. Sicherheitssprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an in Wasser quellbarem und wasserlöslichem großmolekularem Polysaccharidäther innerhalb des Bereiches von Va bis 5 % des Gewichtes des Sprengstoffes beträgt.

3. Sicherheitssprengstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in Wasser quellbare und wasserlösliche großmolekulare Polysaccharidäther ein in Wasser quellbarer und löslicher Celluloseäther ist.

4. Sicherheitssprengstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in Wasser quellbare und wasserlösliche großmolekulare Polysaccharidäther ein in Wasser quellbarer und löslicher Stärkeäther ist.

5. Sicherheitssprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff einen Anteil eines Calciumsalzes einer hochmolekularen Fettsäure enthält.

6. Sicherheitssprengstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsalz einer hochmolekularen Fettsäure aus Calciumstearat besteht.

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