DE938596C - Verfahren zur Herstellung von Wettersprengstoffen mit erhoehter Leistung - Google Patents

Description

Schlagwettersichere Sprengstoffe werden neuerdings, je nach dem Grad ihrer Wettersicherheit, in drei Klassen eingeteilt:

In Klasse I sind die seit Jahrzehnten verwendeten pulverförmigen und gelatinösen Wettersprengstoffe.

Klasse II enthält z. Zt. nur die ummantelten Wettersprengstoffe der Klasse I und

Klasse III umfaßt alle Sprengstoffe, die auch bei den gefährlichsten Schußanordnungen in der Versuchsxo strecke mit der Höchstlademenge von 16 Patronen Sehlagende Wetter nicht zu zünden vermögen. Die Wettersprengstoffe der Klasse III haben bisher eine so geringe Leistung (Bleiblockausbauchung nach Trauzl 20 bis 40 ecm), daß sie nur an besonders günstigen Stellen für sich allein zum Sprengen verwendet werden können. Meist schießt man sie in Kombination mit Wettersprengstoffen der Klasse II, wodurch wiederum die hohe Sicherheit der Klasse III nicht zur Geltung kommen kann.

Es ist durch die deutsche Patentschrift 175 391 bekannt, daß Sprengstoffe, die Ammonchlorid und eine äquivalente Menge KaJi- oder Natronsalpeter enthalten, eine gute Schlagwettersicherheit besitzen und daß außerdem das Chlor des Ammonchlorids vollständig durch das Kalium bzw. Natrium gebunden wird, so daß die Schwaden keine freie Salzsäure enthalten. Da seinerzeit ganz andere Maßstäbe an die Wettersicherheit der Sprengstoffe gelegt wurden, entsprechen die damaligen als wettersicher bezeichneten Sprengstoffe kaum den Bedingungen der Klasse I der heutigen Wettersprengstoffe.

Neuerdings wird ein nach dem obigen Prinzip arbeitendes Verfahren aus dem Grunde angewendet, weil derartige Sprengstoffe während der Lagerang

weniger zum Hartwerden und zum Zusammenbacken neigen als die bisherigen Sprengstoffe. Hierbei wurde eine Schlagwettersicherheit festgestellt, die den Rahmen des bisherigen nicht wesentlich überschritten hat. Fast alle Wettersprengstoffe enthalten eine hochsensible Komponente, meist Nitroglyzerin und Nitroglykol, aber auch Diglykoldinitrat, Dinitrochlorhydrin oder ähnliche oder ein Gemisch mehrerer Sprengöle oder feste Sprengstoffe, wie z. B. Nitropentraerythrit, ίο die gewissermaßen den Träger der Detonation darstellen und in solcher Menge zugegen sein müssen, daß die Fortpflanzung der Detonation im Sprengstoff selbst und die Detonationsübertragung von · einer Patrone auf die andere sichergestellt sind. Um die hohe Explosionstemperatur und den hohen Druck der Stoßwelle dieser Komponente so weit herabzumindern, daß Methan-Luft-Gemische nicht mehr gezündet werden, setzte man bisher im allgemeinen inerte Salze, z. B. Natriumchlorid und Natriumbicarbonat, zu. Verwendet man an Stelle der genannten Salze ein Gemisch von äquivalenten Mengen von Ammonchlorid und Natronsalpeter, so entsteht bei deren Umsetzung neben Ammonsalpeter ebenfalls Natriumchlorid. Dieses ist jedoch im Gegensatz zu dem Natriumchlorid, das als solches dem Sprengstoff zugegeben wird, in wesentlich feinerer, sozusagen molekularer Verteilung vorhanden. Dieses feinverteilte Natriumchlorid erhöht die Schlagwettersicherheit.

Es wurde nun als wesentlich erkannt, daß die energieliefernde Umsetzung des Ammonium-Ions mit dem Nitrat-Ion im Salzpaar im Vergleich zur Detonation der hochsensiblen Komponente so langsam verläuft, daß sie den Detonationsstoß nicht wesentlich verstärkt, sondern diesen nur zeitlich verlängert. Dieser Unterschied in der Umsatzungsgeschwindigkeit ergibt sich daraus, daß in der hochsensiblen Komponente der Sauerstoff und die verbrennlichen Bestandteile, Kohlenstoff und Wasserstoff, im gleichen Molekül vorhanden sind, während im Salzpaar der Sauerstoff in den Salpeterkristallen räumlich getrennt von der verbrennlichen Substanz, dem Ammonium-Ion in den Salmiakkristallen, vorliegt. Die letztere Umsetzung.ist daher von der Kornfeinheit des Salpeters wie des Salmiaks abhängig. Durch die Kornfeinheit kann die Umsetzung der Salze in der Detonation gesteuert werden. Hierbei ergab sich, daß einmal das Salzpaar in einer für die Wettersicherheit und Leistungsfähigkeit besonders günstigen Kornfeinheit vorliegen muß, von der wiederum die Menge des hochsensiblen Sprengstoffanteils abhängig ist.

Es wurde weiter gefunden, daß man die höchste Schlagwettersicherheit bei optimaler Leistung erzielt, wenn man bei Anwendung des Salzpaares Ammonchlorid-Natronsalpeter eine Kornfeinheit wählt, bei der mindestens 20% und höchstens 90% das DIN-Sieb Nr. 60 passieren. Die Menge der hochsensiblen Komponente muß hierbei zwischen 7 und 12 °/₀ liegen. Durch Einhaltung dieser Bedingungen ist es möglich, die Bleiblockausbauchung solcher * Sprengstoffe bei gleichbleibender hoher Schlagwettersicherheit von ecm auf 80 bis 100 ecm zu steigern.

Nimmt man z. B. Natronsalpeter, von dem 32 °/₀ feiner als 0,1 mm sind, und Ammonchlorid, von dem 22 % feiner als ο,ΐ mm sind, und stellt daraus das stöchiometrische Gemisch her, so sind 7°/₀ Sprengöl notwendig, um einen gegen Schlagwetter nach der Klasse III sicheren, gut detonierenden Sprengstoff herzustellen. Bei der Steigerung der Sprengölmenge auf 8 °/₀ und mehr verringert sich die Sicherheit gegen schlagende Wetter erheblich. Bei Verwendung von Natronsalpeter und Ammonchlorid, die 80 °/₀" Anteile unter 0,1 mm enthalten, ist zur sicheren Detonationsübertragung ein Zusatz von 10,5 % Sprengöl, dagegen bei einer Kornfeinheit von 94% unter 0,1 mm ein Zusatz von 13,5 °/₀ Sprengöl notwendig. Es zeigt sich jedoch, daß bei diesem letzten erhöhten Sprengölzusatz die optimale Schlagwettersicherheit bereits nicht mehr vorhanden ist.

In dem genannten Salzpaar kann das Ammonchlorid auch durch andere chlorhaltige Stoffe, die keine Salze sind, die sich aber mit dem Natronsalpeter unter Gas- und Wärmeentwicklung umsetzen, ersetzt werden. In allen Fällen muß mindestens so viel Natronsalpeter zugesetzt werden, daß das gesamte Chlor nach der Umsetzung durch Natrium gebunden wird. Solche chlorhaltigen Stoffe sind z. B. Hexachlorcyclohexan oder Dinitrochlorhydrin, wobei letzteres gleichzeitig die Rolle der hochsensiblen Komponente mit übernehmen kann.

Die bisher genannten Systeme, die bei ihrer Um-Setzung Natriumchlorid bilden, sind bezüglich der Schwaden am günstigsten, da dieses, selbst in Form eines dicken Nebels, keinerlei Reizerscheinungen auf die Atemwege hervorruft. Man kann aber auch den Natronsalpeter durch andere Nitrate, z. B. Kalisalpeter, Kalksalpeter usw., ganz oder teilweise ersetzen.

An Stelle der chlorhaltigen Substanzen können auch kohlenstoff- und wasserstoffhaltige Salze, z. B. Ammonoxalat, Natriumacetat u. ä., verwendet werden, die bei der Reaktion mit dem Nitrat Natriumcarbonat bilden. Ebenso sind organische Substanzen, wie Holzmehl, Harnstoff, Guanidinnitrat usw., verwendbar.

Hierbei gilt immer als Voraussetzung, daß die Kornfeinheit der miteinander reagierenden Stoffe und die i°5 Menge des hochsensiblen Sprengstoffanteils so aufeinander abgestimmt werden, daß das Optimum an Schlagwettersicherheit und Sprengkraft erreicht wird.

Neben den reaktionsfähigen Stoffen sind, ebenso wie bei den bisherigen Wettersprengstoffen, auch inerte Zusätze möglich.

Ausführungsbeispiel 1

Nitroglycerin 4,2 %

Nitroglykol 2,8%

Tonerde 0,5%

Natronsalpeter, 32 °/„

feiner als 0,1 mm 56,8 °/₀

Ammonchlorid, 22%

feiner als 0,1 mm 35.7%

Bleiblockausbauchung 79,0 ecm

Detonationsübertragung bei 32 mm

Patronendurchmesser 15,0 cm

Sicherheit gegen Methan-Luftgemisch: mit der Höchstlademenge von i6 Patronen sicher.

Ausführungsbeispiel 2

Nitroglycerin 6.3 %

Nitroglykol 4,2 %

Tonerde 0,5 %

Natronsalpeter, 80%

feiner als 0,1 mm 54,6 %

Ammonchlorid, 80%

feiner als 0,1 mm 34,4 %

Bleiblockausbauchung 81,0 ecm

Detonationsübertragung bei 32 mm

Patronendurchmesser 2,0 cm

Sicherheit gegen Methan-Luft-Gemisch: mit der Höchstlademenge von 16 Patronen sicher.

Die Anwendung dieses Prinzips beschränkt sich nicht auf die Klasse III der Wettersprengstoffe, sondern kann auch auf die Wettersprengstoffe der anderen Klassen angewendet werden.

Ausführungsbeispiel 3

Nitroglycerin 7,5 %

Nitroglykol 5,0%

Tonerde 0,5%

Natronsalpeter, 80%

feiner als 0,1 mm 51,0 °/₀

Ammonchlorid, 80%
feiner als 0,1 mm 32,0%

Holzmehl 4,0%

Bleiblockausbauchung 148,0 ecm

Detonationsübertragung 14,0 cm

Sicherheit gegen Methan-Luft-Gemisch: entspricht den Anforderungen der Wettersprengstoffe der Klasse II.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Wettersprengstoffen mit erhöhter Leistung, bestehend aus einem umsetzungsfähigen Salzpaar und einem hochsensiblen Sprengstoffanteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Salzpaar in eine für die Wettersicherheit und Leistung besonders günstige Korngröße gebracht wird und mit einer von der Korngröße abhängigen Menge eines hochsensiblen Sprengstoffes gemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als umsetzungsfähiges Salzpaar Natronsalpeter-Ammonchlorid verwendet wird in einer Feinheit, daß von den beiden Salzen mindestens 20% und höchstens a.o⁰/₀ das DIN-Sieb Nr. 60 passieren, und daß der hochsensible Sprengstoffanteil zwischen 6 und 12% liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Ammonchlorids andere chlorhaltige und sich mit Natronsalpeter unter Gas- und Wärmeentwicklung umsetzende Substanzen verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Natronsalpeter ganz oder teilweise durch andere Nitrate ersetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der chlorhaltigen Substanzen kohlenstoff- und wasserstoffhaltige Substanzen verwendet werden, die sich mit dem Nitrat unter gleichzeitiger Wärme- und Gasentwicklung zu Natriumcarbonat umsetzen.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 605 624;
USA.-Patentschriften Nr. 2 107 157, 2 171 379.

© 509 637 1.56