DE915196C - Ammonnitrat-Wettersprengstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Ammoniumnitrat-Wettersprengstoffen von Pulverkonsistenz, welche Natriumchlorid als flammenlöschenden Bestandteil enthalten und eine geringe Dichte aufweisen.

Bei der Herstellung von Pulversprengstoffen mit geringer Dichte wird diese gewöhnlich dadurch erreicht, daß der Sprengstoffmasse ein getrockneter pflanzlicher Kohlehydratbestandteil zugesetzt wird,

ίο der selbst eine ungewöhnlich geringe Dichte aufweist, selbst wenn er in zusammengepreßter Form vorliegt, und zwar beispielsweise Balsaholzmehl, gemahlener Kork, getrocknetes Zuckerrohr oder gewisse, eine geringe Dichte aufweisende Torf arten. Es war auch üblich, bei der Herstellung derartiger Sprengstoffe Ammoniumnitrat mit geringer Schüttdichte zu verwenden. Trotzt dieser Zusätze ist es immer noch umständlich und schwierig, einen Ammoniumnitrat-Wettersprengstoff von geringer Dichte bei gewünschter Zusammensetzung zu erhalten. ao

So hat die Anwendung eines verhältnismäßig hohen Anteils des die geringe Dichte besitzenden pflanzlichen Kohlehydratzusatzstoffes den Nachteil, daß es notwendig wird, gleichzeitig ein entsprechend hohes Verhältnis eines oxydierenden Salzes mit einem hohen verfügbaren Sauerstoffgehalt, gewöhnlich Natriumnitrat, anzuwenden, was die Wirkung hat, daß der Anteil an dem flammenlöschenden Bestandteil, der in der Masse angewandt werden kann, beschränkt wird. Es ist weiterhin bekannt, Ammoniumnitrat in bestimmten Formen von außerordentlich geringer Schüttdichte anzuwenden, um die Erreichung eines eine geringe Dichte aufweisenden Ammoniumnitrat-Wetterspreng-

stoffes zu ermöglichen, jedoch bestehen die Formen von Ammoniumnitrat, welche eine außergewöhnlich geringe Dichte besitzen, aus hohlen Kristallanhäufungen von einer sehr brüchigen Natur und infolge ihrer Brüchigkeit und den Änderungen in der Kristallform beim Lagern, insbesondere unter feuchten Bedingungen, können Schwierigkeiten entstehen beim Transportieren an den Ort der Sprengstoffherstellung. Diese Kristallanhäufungen können auch bei den ίο hergestellten Sprengstoffmischungen beim Lagern oder auf dem Transport zerfallen.

Die Anwendung von Natriumchlorid als flammenlöschenden Bestandteil bei Wettersprengstoffen ist allgemein bekannt, und bisher wurde das Natriumchlorid in der Form eines gut getrockneten, verhältnismäßig feinen Pulvers mit einem hohen Schüttgewicht von etwa 1,2 bis 1,3 g/ccm bei einem Druck von 1,7 at angewandt. Dieser Stoff kann durch direkte Verdampfung einer Salzsole im Vakuum hergestellt werden oder durch Mahlen von gröberem Material, wie beispielsweise in offenen Pfannen hergestelltes Kochsalz.

Eine geringe Dichte aufweisender Ammoniumnitrat-Wettersprengstoff, welcher Kochsalz als flammenlöschenden Bestandteil enthält, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß er Natriumchlorid enthält, welches eine Schüttdichte besitzt, die nicht über 0,9 g/ccm bei 1,7 at Druck liegt.

Gemäß der Erfindung besteht also das Verfahren zur Herstellung eines eine geringe Dichte aufweisenden Ammoniumniträt-Wettersprengstoffes, welcher Natriumchlorid als flammenlösehenden Bestandteil enthält, darin, daß das in ihm enthaltene Natriumchlorid eine Schüttdichte besitzt, die nicht über 0,9 g/ccm bei 1,7 at Druck liegt.

Die Verwendung von Natriumchlorid der angegebenen Schüttdichte ermöglicht die Herstellung von Pulverwettersprengstoffen von geringer Schüttdichte einer bestimmten Zusammensetzung. Es ermöglicht die Anwendung geringerer Mengen von pflanzlichem Kohlehydratmaterial mit geringer Dichte und ermöglicht so den Sauerstoffmangel der Sprenggase zu verringern oder die Menge an Natriumnitrat oder eines ähnlichen Salzes mit einem hohen Oxydationswert in der Sprengstoffmischung zu verringern und ermöglicht ferner, den Anteil an flammenlöschendem Salz zu erhöhen, so daß der Sicherheitsfaktor wesentlich verbessert wird, und macht es auch möglich, Formen von Ammoniumnitrat in diesen Sprengstoffmischungen anzuwenden, welche eine brauchbare Schüttdichte besitzen.

Natriumchlorid mit geringer Dichte, welches für die Durchführung des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens geeignet ist, kann dadurch hergestellt werden, daß Kaliumnitrat einer siedenden Lösung von äquimolekularen Mengen an Natriumnitrat und Kaliumchlorid zugesetzt wird, welche in bezug auf entstehendes Natriumchlorid gesättigt ist. Es können aber auch die dendritischen Formen von Natriumchlorid angewandt werden, worunter Kristallanhäufungen verstanden werden, die mindestens drei Hauptachsen und Nadelform besitzen, wobei die Nadeln in mehr als einer Ebene liegen und in gewissen Fällen an den Nadeln noch kleinere Nadeln vorhanden sind. Dendritische Kristalle dieser Art, welche eine Schüttdichte von nicht über 0,7 g/ccm besitzen, was einer Packungsdichte unter einem Druck von 1,7 at von etwa 0,8 g/ccm entspricht, können dadurch hergestellt werden, daß eine Sole mit einem pH-Wert von mindestens 7, die ein Modifizierungsmittel enthält, welches das Aufwachsen an den Mittelpunkten der Würfelflächen verhindert, verdampft wird. Dieses modifizierende Mittel kann z. B. ein komplexes anorganisches Salz, Glycerin oder ein organisches Salz mit einer langen Kette und hydrophiler Endgruppe sein, es ist aber ein lösliches Ferro- oder Ferricyanid in Mengen von 1 bis 20 Gewichtsteilen pro Million und vorzugsweise 5 bis 15 Teilen pro Million der Ausgangssole vorzuziehen. Die Verdampfung wird durch mehrfach wirkende Faktoren erreicht.

Da Ammoniumnitrat und Natriumchlorid keinen Kristallumwandlungspunkt bei 32,3° oder bei irgendeiner Temperatur besitzen, so erfahren ihre Dichteeigenschaften keine Veränderung, wenn sie unter etwas feuchten Bedingungen gelagert werden.

In den folgenden Beispielen sind einige Ausführungsformen der Erfindung angegeben, worin die Teile und Prozentangaben sich auf Gewichtsmengen beziehen, wenn nichts anderes erwähnt ist. go

Beispiel 1

Ein Pulverwettersprengstoff mit geringer Dichte besitzt z.B. folgende Zusammensetzung:

80 : 20 Mischung von Nitroglycerin und

Äthylenglykoldinitrat 10%

Torf (einer Schüttdichte von 0,20 g/ccm

unter einem Packungsdruck von 1,7 at) 12% Ammoniumnitrat (einer Schüttdichte von ' 0,71 g/ccm unter einem Packungsdruck

von 1,7 at 55.5%

Natriumnitrat 10%

Natriumchlorid 12%

Diammoniumphosphat 0,2%

Naturharz 0,3% "⁵

In diesem Falle besteht das angewandte Natriumchlorid aus dendritischen Kristallen mit einer Schüttdichte von 0,82 g/ccm bei 1,7 at Druck, wobei 97% durch ein Sieb einer Maschenweite von 0,5 mm, 48% durch ein solches einer Maschenweite von 0,25 mm und 16% durch ein solches einer Maschenweite von 0,152 mm hindurchgehen. Die angegebene Sprengstoffmischung wird durch übliches Mischen der Bestandteile in einem Mischer hergestellt. Die sich ergebende Sprengstoffpulvermischung besitzt unter einem Packdruck von 1,7 at eine Schüttdichte von 0,63 g/ccm. Dieser Sprengstoff wird zu einer Dichte von 0,62 g/ccm in Ladungen von 32 mm Durchmesser und 200 mm Länge verpreßt. Die Kraft beträgt 59% derjenigen von Sprenggelatine. Die Detonationsgeschwindigkeit beträgt I45om/sec. Der Sauerstoffmangel beträgt 1,4 g Sauerstoff pro 100 g des nicht eingewickelten, d. h. mit keiner Umhüllung versehenen Sprengstoffes.

Eine Vergleichssprengstoffpulvermischung, die nicht gemäß der Erfindung hergestellt wurde und die im

übrigen die gleiche Zusammensetzung, wie oben angegeben, besitzt, mit der Ausnahme, daß als Natriumchlorid das übliche im Vakuum getrocknete Material verwendet wurde, welches aus kubischen Kristallen einer Schüttdichte von 1,3 g/ccm bei 1,7 at bestand, und wobei die ganze Menge durch ein Sieb einer Maschenweite von 0,5 mm, 86% durch ein solches einer Maschenweite von 0,25 mm und 57% durch ein solches einer Maschenweite von 0,152 mm hindurchgingen, besitzt eine Schüttdichte von 0,72 g/ccm bei 1,7 at, und wenn diese unter gleichen Bedingungen wie die gemäß der Erfindung hergestellte Mischung zu Ladungen verpreßt wird, besitzen diese eine Dichte von 0,67 g/ccm. Die Detonationsgeschwindigkeit betrug 1500 m/sec, und der Sauerstoffmangel beträgt 1,4 g/100 g nicht eingewickeltem Sprengstoff.

Wenn das dendritische Salz in einem gemäß der Erfindung hergestellten Pulversprengstoff durch Salz gleicher Schüttdichte ersetzt wurde, das so hergestellt wurde, daß Natriumnitrat rasch einer kochenden Lösung von äquimolekularen Teilen von Natriumnitrat und Kaliumchlorid zugegeben wurde, die mit Bezug auf das entstehende Natriumchlorid gesättigt war, wurde ein Pulversprengstoff erhalten, welcher unter einem Packungsdruck von 1,7 at eine Schüttdichte von 0,63 g/ccm aufweist.

Beispiel 2

Eine Wettersprengstoffpulvermischung mit den gleichen Sprengeigenschaften wie die Sprengstoffpulvermischung gemäß Beispiel 1 kann dadurch hergestellt werden, daß die Prozentgehalte an dendritischem Natriumchlorid und Ammoniumnitrat auf 14 bzw. 65% erhöht wurden und gleichzeitig der Torfgehalt auf 10% verringert wurde unter Weglassung des Natriumnitratzusatzes. Die sich ergebende Sprengstoffmischung besitzt eine Schüttdichte von 0,65 g/ccm bei 1,7 at Druck, und wenn diese Masse zu Ladungen einer Dichte von 0,70 g/ccm gepreßt wird, so besitzen diese eine Detonationsgeschwindigkeit von 1600 m/sec. Die Wirksamkeit dieses Sprengstoffes wurde in einem ballistischen Mörser mit 62% derjenigen von Sprenggelatine bestimmt, und der Sauerstoffmangel beträgt 1,4 g/100 g nicht eingewickeltem Sprengstoff.

Beispiel 3

Eine Wettersprengstoffpulvermischung wird in der gleichen Weise durch Mischen hergestellt,, und sie besitzt die gleiche Zusammensetzung wie der Pulversprengstoff gemäß Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß der Prozentgehalt an Torf auf 10% verringert und der Prozentgehalt an Ammoniumnitrat auf 57>5% gesteigert wird. Die sich ergebende Sprengstoffpulvermischung besitzt eine Schüttdichte von 0,68 g/ccm bei 1,7 at Druck und einen Sauerstoffüberschuß von 1,8 g/100 g nicht eingewickeltem Sprengstoff.

Beispiel 4

Eine Wettersprengstoffpulvermischung wird hergestellt, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß die Prozentgehalte an Torf und an Ammoniumnitrat auf 7 und 45% verringert werden und der Prozentgehalt an dendritischem Salz auf 37,5% erhöht wird. Die Schüttdichte der sich ergebenden Pulversprengstoffmischungen beträgt dann 0,78 g/ccm bei 1,7 at Druck, und wenn dieses Pulver zu Ladungen einer Dichte von 0,75 g/ccm verdichtet wird, beträgt seine Detonationsgeschwindigkeit 1450 m/sec. Die Kraft beträgt 39% derjenigen einer Sprenggelatine, und der Sauerstoffmangel beträgt 1,4 g/100 ecm nicht eingewickeltem Sprengstoff.

Beispiel 5

Zwecks Durchführung von Vergleichsversuchen wurden zwei Wettersprengstoffpulvermischungen hergestellt, von denen jede folgende Zusammensetzung besaß:

80: 20 Mischung von Nitroglycerin und

Äthylenglykoldinitrat 10%

Torf (einer Schüttdichte von 0,20 g/ccm unter einem Packungsdruck von 1,7 at) i2°/₀

Ammoniumnitrat 55,5%

Natriumnitrat 10%

Natriumchlorid ^I2% ^8s

Diammoniumphosphat °,2%

Naturharz °»3°/o

Jede dieser Massen besaß eine Schüttdichte von 0,68 g/ccm bei 1,7 at. Die eine Masse wurde gemäß der Erfindung hergestellt, wobei das Ammoniumnitrat eine Schüttdichte von 0,82 g/ccm unter einem Packdruck von 1,7 at besaß und das Natriumchlorid eine Schüttdichte von 0,82 g/ccm bei 1,7 at Druck und die andere nicht gemäß der Erfindung hergestellt wurde und das Ammoniumnitrat eine Schüttdichte von 0,71 g/ccm unter einem Packdruck von 1,7 at besaß und das Natriumchlorid eine Schüttdichte von 1,3 g/ccm bei 1,7 at Druck.

Diese beiden Sprengstoffpulvermischungen wurden zu Ladungen einer Dichte von 0,68 g/ccm verarbeitet.

Die Sprengeigenschaften dieser beiden Pulversprengstoffe waren im wesentlichen die gleichen, jedoch während 227 g einer Ladung mit einer Zusammensetzung, die nicht der Erfindung entspricht, in einer Methan-Luft-Mischung, welche 9 Volumprozent Methan enthielt, die Atmosphäre zündete, wenn die Ladung mit einem elektrischen Knallquecksilber-Chlorat-Zünder Nr. 6 gezündet wurde, und zwar in einer Kupferlegierungshülle, zündete im Gegensatz dazu eine solche Ladung einer Pulvermischung gemäß der Erfindung die Atmosphäre nicht.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   ι . Ammoniumnitrat-Wettersprengstoff pulver mit geringer Dichte und Natriumchlorid als flammenlöschenden Bestandteil, dadurch gekennzeichnet, iao daß das angewandte Natriumchlorid eine Schüttdichte von nicht über 0,9 g/ccm bei 1,7 at Druck besitzt.
2. 2. Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er dendritisches Natriumchlorid enthält.
3. 3. Sprengstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er dendritisches Natriumchlorid enthält, das eine Packungsdichte von etwa o,8 g/ccm unter 1,7 at Druck besitzt und durch Verdampfung einer Sole mit einem pH-Wert von mindestens 7 und einem löslichen Ferro- oder Ferricyanidzusatz von χ bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsteilen auf 1 Million erhalten worden ist.
4. 4. Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Natriumchlorid enthält, das aus einer siedenden Lösung von äquimolekularen Mengen Natriumnitrat und Kaliumchlorid, welche mit Bezug auf das sich ergebende Natriumchlorid gesättigt ist, durch Zugabe von Kaliumnitrat gewonnen worden ist.
5. 5. Verfahren zur Herstellung eines Sprengstoffes nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dendritische Ammoniumchlorid verwendet wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dendritisches Natriumchlorid verwendet wird, das eine Schüttdichte von etwa 0,8 g/ccm bei 1,7 at Druek besitzt und durch Verdampfung einer Sole mit einem pH-Wert von mindestens 7 und einem löslichen Ferrocyanid- oder Ferricyanidzusatz von 1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsteile auf 1 Million, erhalten worden ist.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Natriumchlorid verwendet wird, das so hergestellt worden ist, daß Kaliumnitrat rasch einer siedenden Lösung von äquimolekularen Teilen von Natriumnitrat und Kaliumchlorid zugesetzt wird, welche in bezug auf das entstehende Natriumchlorid gesättigt ist.

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