EA027414B1

EA027414B1 - Oxidizer solution

Info

Publication number: EA027414B1
Application number: EA201400885A
Authority: EA
Inventors: Леон Михаэль Циммерманн
Original assignee: Мэксем Дэнтекс Саут Эфрике (Препрайетери) Лимитед
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2013-02-11
Publication date: 2017-07-31
Also published as: WO2013118103A2; AP3822A; US20150000804A1; BR112014019850B1; CA2864216A1; BR112014019850A8; AU2013217230A1; EP2812295B1; AU2013217230B2; PL2812295T3; EA201400885A1; GB201202402D0; EP2812295A2; WO2013118103A3; CA2864216C; AP2014007908A0; ZA201406433B; BR112014019850A2; CL2014002115A1

Abstract

The present invention relates to an aqueous oxidizer solution containing a mixture of dissolved oxidizing nitrate salts and water in an amount of 12 to 24 wt.% water, 10 to 18 wt.% monomethylammonium nitrate or monoethanolamine nitrate, and the rest being ammonium nitrate and calcium nitrate or mixture of calcium nitrate and magnesium nitrate, wherein the molar concentration of ammonium nitrate to calcium nitrate or mixture of calcium nitrate and magnesium nitrate is between 0.75:1 and 1.25:1. The present aqueous oxidizer solution has a crystallization point equal to10°C or less. The present aqueous oxidizer solution is provided to be used for manufacturing explosive formulations. The advantage of the solution of the present invention is that there would be no need to keep it heated in heated storage vessels or heated and jacketed pipelines as would be needed with oxidizer solutions of the prior art.

Description

Во многих странах, в которых используют взрывчатые вещества (ВВ) без оболочки, они попадают в категорию эмульсий, суспензий или гелей нитрата аммония (сокращенно ΑΝΕ), определенную в справочнике ООН по вопросам транспортировки опасных грузов, и подлежат транспортировке и хранению в качестве окислителей 5.1 с номером υ.Ν. 3375. В соответствии с названием такие вещества присутствуют в форме эмульсий или водных гелей (или взвесей). Так как они не относятся к классу ВВ, правила по их транспортировке и хранению значительно менее строгие по сравнению с классом ВВ. Такие ΑΝΕ следует относить к ВВ в случаях закачивания их в скважину для взрывных работ либо за счет механического увлечения газом, либо при добавлении химического порообразующего средства в процессе закачивания.In many countries where shell-free explosives (BB) are used, they fall into the category of emulsions, suspensions or gels of ammonium nitrate (abbreviated ΑΝΕ), as defined in the UN Dangerous Goods Transport Manual, and must be transported and stored as oxidizing agents 5.1 with the number υ.Ν. 3375. In accordance with the name, such substances are present in the form of emulsions or aqueous gels (or suspensions). Since they do not belong to the explosive class, the rules for their transportation and storage are much less stringent in comparison with the explosive class. Such ΑΝΕ should be attributed to explosives in cases where they are injected into a well for blasting, either due to mechanical entrainment with gas, or when a chemical pore-forming agent is added during the injection process.

Одна из проблем существующих составов ВВ без оболочки (в форме водных гелей или в форме эмульсий) заключается в том, что они представляют собой чрезвычайно вязкие жидкости и с трудом поддаются перекачиванию или транспортировке по трубопроводам на значительные расстояния. Эта проблема обычно исключается при открытых разработках, где доступ транспорта обеспечивает простую доставку средств к скважине, предназначенной для загрузки, опускание заправочного шланга в скважину и затем закачивание ВВ в скважину. Однако при использовании ВВ без оболочки в процессе подземных разработок в большинстве случаев требуется устанавливать насосный агрегат на некотором расстоянии от рабочей поверхности забоя, предназначенной для загрузки, и просто протягивать шланг к скважине, предназначенной для загрузки. Такие операции имеют особое значение при заканчивании узкой рудной жилы, как наблюдается в большинстве золото- и платиноразрабатывающих рудниках.One of the problems of the existing explosive compositions without a shell (in the form of aqueous gels or in the form of emulsions) is that they are extremely viscous liquids and are difficult to pump or transport through pipelines over long distances. This problem is usually eliminated in open-cast mining, where transport access allows easy delivery of funds to the well intended for loading, lowering the filling hose into the well and then pumping the explosives into the well. However, when using an explosive without a shell during underground mining, in most cases it is required to install the pumping unit at a certain distance from the working surface of the face, intended for loading, and simply pull the hose to the well intended for loading. Such operations are of particular importance when ending a narrow ore vein, as is observed in most gold and platinum mining mines.

Вторая проблема заключается в изначальной разработке пластов взрывным способом. Так как такие взрывоопасные материалы должны транспортироваться в контейнерах с использованием тех же самых грузоподъемных средств или проходов, которые используются для персонала, оборудования и руды, то такие операции серьезно препятствуют добыче. Так как они не являются взрывоопасными до тех пор, пока они не закачены во взрывную скважину, существует возможность, по крайней мере, теоретически, прокачивать их через длинный трубопровод до необходимого подземного участка. В таком случае проблемой также является вязкость, так как существует конечный предел расстояния, на которое можно закачивать вязкую жидкость с учетом энергетической природы закачиваемого материала и, следовательно, предел максимального давления при откачивании, до которого можно откачивать указанную жидкость.The second problem is the initial development of formations in an explosive way. Since such explosive materials must be transported in containers using the same lifting equipment or passages that are used for personnel, equipment and ore, such operations seriously interfere with mining. Since they are not explosive as long as they are not pumped into the blast hole, it is possible, at least theoretically, to pump them through a long pipeline to the required underground section. In this case, viscosity is also a problem, since there is a finite limit on the distance over which a viscous liquid can be pumped, taking into account the energy nature of the material being pumped and, therefore, the maximum pressure limit when pumping out to which the specified liquid can be pumped.

Физическая природа ΑΝΕ представляет собой другое ограничение расстояния, на которое их можно транспортировать по трубопроводу. В случае ΑΝΕ типа водного геля или взвеси продукт существует в форме насыщенного раствора окисляющих солей и растворимого топлива, загущенных загустителем определенного сорта (обычно гуаровая камедь), с которым смешивают дополнительное количество окисляющих солей и (возможно) нерастворимое топливо. При закачивании такой суспензии через очень длинную линию существует риск того, что твердые вещества полностью заблокируют линию и полностью остановят процесс закачивания. Если предполагается сброс или закачивание такой суспензии по очень длинной вертикальной (или наклонной) трубе для доставки в подземный пласт, риск блокировки трубопровода так велик, что такая операция превращается в очень рискованную задачу. В случае ΑΝΕ типа эмульсии их получают при приготовлении раствора окисляющих солей в воде при повышенной температуре с последующим эмульгированием такого раствора в фазе топлива, содержащей масло и эмульгатор, затем эмульсию охлаждают до температуры окружающей среды. В связи с чрезвычайно малым размером эмульсионных мицелл соли не способны повторно кристаллизоваться. Следует помнить, что фаза топлива в эмульсии составляет только приблизительно вплоть до 6 или 7% в расчете от массы продукта и представляет собой непрерывную фазу. Раствор окисляющей соли составляет более 90% в расчете на массу эмульсии и представляет собой диспергированную фазу. Это означает, что оболочка вокруг капель раствора окислителя является чрезвычайно тонкой и растянутой, и что если эти оболочки по какой-либо причины разрываются, то капли раствора окислителя слипаются и как только мицеллы становятся достаточно большими, соли начинаются кристаллизоваться из раствора. В этом случае растущие кристаллы начинают покалывать оболочки других мицелл и эмульсия быстро расслаивается, а соли кристаллизуются, так как они находятся при температуре, значительно более низкой, чем температура из кристаллизации. Если такое явление происходит, то вся масса отверждается и ее прокачивание становится невозможным. Если предполагается транспортировать эмульсию с поверхности в подземный пласт через длинный трубопровод, то следует обязательно учитывать риск расслоения эмульсии в процессе ее транспортировки и то, что в этом случае трубопровод будет полностью заблокирован, что приведет к серьезным экономическим последствиям и снижению добычи.The physical nature of ΑΝΕ is another limitation on the distance over which they can be transported by pipeline. In the case of ΑΝΕ type water gel or suspension, the product exists in the form of a saturated solution of oxidizing salts and soluble fuel, thickened with a certain thickener (usually guar gum), with which additional oxidizing salts and (possibly) insoluble fuel are mixed. When pumping such a suspension through a very long line, there is a risk that solids completely block the line and completely stop the pumping process. If it is intended to discharge or pump such a suspension through a very long vertical (or inclined) pipe for delivery to an underground formation, the risk of blocking the pipeline is so great that such an operation becomes a very risky task. In the case of type эм emulsion, they are obtained by preparing a solution of oxidizing salts in water at an elevated temperature, followed by emulsification of such a solution in the fuel phase containing oil and an emulsifier, then the emulsion is cooled to ambient temperature. Due to the extremely small size of emulsion micelles, salts are not able to recrystallize. It should be remembered that the phase of the fuel in the emulsion is only approximately up to 6 or 7% based on the weight of the product and is a continuous phase. The solution of the oxidizing salt is more than 90% based on the weight of the emulsion and is a dispersed phase. This means that the shell around the droplets of the oxidizing agent solution is extremely thin and stretched, and that if these shells break for some reason, the droplets of the oxidizing agent coalesce and as soon as the micelles become large enough, the salts begin to crystallize from the solution. In this case, the growing crystals begin to tingle the shells of other micelles and the emulsion is quickly stratified, and the salts crystallize, since they are at a temperature much lower than the temperature from crystallization. If this phenomenon occurs, then the whole mass is cured and its pumping becomes impossible. If you intend to transport the emulsion from the surface to the underground reservoir through a long pipeline, then you must take into account the risk of the emulsion stratifying during its transportation and that in this case the pipeline will be completely blocked, which will lead to serious economic consequences and reduce production.

Кража также является основной проблемой как для упакованных ВВ, так и для ВВ без оболочки, используемых в горнодобывающей промышленности. Украденные ВВ могут попасть в руки криминальных элементов или террористов, что является основной угрозой для населения.Theft is also a major problem for both packaged explosives and shellless explosives used in the mining industry. Stolen explosives can fall into the hands of criminal elements or terrorists, which is the main threat to the population.

Объект настоящего изобретения относится к этим проблемам.An object of the present invention relates to these problems.

- 1 027414- 1 027414

Краткое описание сущности настоящего изобретенияA brief description of the essence of the present invention

В настоящем изобретении предлагается водный раствор окислителя, состоящий из смеси растворенных окисляющих солей и менее 25 мас.% воды, предназначенный для получения составов ВВ, температура кристаллизации которых составляет 10°С или менее, даже 0°С или менее, причем указанный раствор содержит нитрат аммония и нитрат кальция или смесь нитрата кальция и нитрата магния, предпочтительно нитрат кальция, где соотношение молярных концентраций нитрата аммония и нитрата кальция или смеси нитрата кальция и нитрата магния составляет от 0,75:1 до 1,25:1 и предпочтительно приблизительно 1, и нитрат монометиламмония или нитрат моноалкиламина.The present invention provides an aqueous solution of an oxidizing agent, consisting of a mixture of dissolved oxidizing salts and less than 25 wt.% Water, intended for the preparation of explosive compositions whose crystallization temperature is 10 ° C or less, even 0 ° C or less, said solution containing nitrate ammonium and calcium nitrate or a mixture of calcium nitrate and magnesium nitrate, preferably calcium nitrate, where the molar concentration of ammonium nitrate and calcium nitrate or a mixture of calcium nitrate and magnesium nitrate is from 0.75: 1 to 1.25: 1 and preferably about 1, and monomethylammonium nitrate or monoalkylamine nitrate.

Термин температура кристаллизации означает температуру, при которой одна или более растворенных окисляющих солей начинает выпадать в осадок из раствора окислителя.The term crystallization temperature means the temperature at which one or more dissolved oxidizing salts begins to precipitate from an oxidizing solution.

Обычно содержание воды в растворе окислителя составляет от 12 до 24 мас.%, предпочтительно от 17 до 22 мас.%.Typically, the water content in the oxidizing agent solution is from 12 to 24 wt.%, Preferably from 17 to 22 wt.%.

Нитрат монометиламмония или нитрат моноэтаноламина может присутствовать в количестве от 10 до 18 мас.%, предпочтительно от 12 до 17 мас.%.Monomethylammonium nitrate or monoethanolamine nitrate may be present in an amount of from 10 to 18 wt.%, Preferably from 12 to 17 wt.%.

При каждом снижении на 1% содержания воды в растворе, содержащем менее 24% воды, раствор предпочтительно содержит по крайней мере дополнительные 1,67% нитрата монометиламмония или нитрата моноэтаноламина, чтобы сохранить низкую температуру кристаллизации раствора. В других случаях нитрат монометиламмония или нитрат моноэтаноламина предпочтительно присутствует, по крайней мере, в количестве, которое удовлетворяет условиям уравнения: М>5(24-^)/3 (где означает процентное содержание воды в растворе, М означает процентное содержание нитрата монометиламмония в растворе).For each 1% reduction in water content in a solution containing less than 24% water, the solution preferably contains at least an additional 1.67% monomethylammonium nitrate or monoethanolamine nitrate to maintain a low crystallization temperature of the solution. In other cases, monomethylammonium nitrate or monoethanolamine nitrate is preferably present at least in an amount that satisfies the conditions of the equation: M> 5 (24 - ^) / 3 (where is the percentage of water in solution, M is the percentage of monomethylammonium nitrate in solution )

Этот раствор можно использовать при получении либо водного геля ВВ либо эмульсии ВВ или ΑΝΕ. В раствор можно добавлять другие нитраты, такие как нитрат магния, нитрат натрия и нитрат калия, но их молярные концентрации должны быть значительно ниже, чем концентрация нитрата кальция.This solution can be used in the preparation of either an aqueous explosive gel or an emulsion of explosives or ΑΝΕ. Other nitrates, such as magnesium nitrate, sodium nitrate and potassium nitrate, can be added to the solution, but their molar concentrations should be significantly lower than the concentration of calcium nitrate.

Описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретенияDescription of preferred embodiments of the present invention

В этой заявке испрашивается приоритет в связи с предварительной заявкой СВ 1202402.2, содержание которой включено в настоящее описание в качестве ссылки.This application claims priority in connection with provisional application CB 1202402.2, the contents of which are incorporated herein by reference.

В настоящем изобретении предлагается водный раствор окислителя, состоящий из смеси растворенных окисляющих солей и воды, которые не кристаллизуются при температуре менее 10°С, и даже при 0°С или менее (например, -7°С), и который можно использовать для получения водного геля или эмульсии ВВ или ΑΝΕ (эмульсий, суспензий или гелей нитрата аммония), при условии, что он удовлетворяет следующим критериям:The present invention provides an aqueous solution of an oxidizing agent, consisting of a mixture of dissolved oxidizing salts and water, which do not crystallize at a temperature of less than 10 ° C, and even at 0 ° C or less (for example, -7 ° C), and which can be used to obtain aqueous gel or emulsion BB or ΑΝΕ (emulsions, suspensions or gels of ammonium nitrate), provided that it meets the following criteria:

1) раствор содержит от 12 до 24 мас.% воды;1) the solution contains from 12 to 24 wt.% Water;

2) раствор содержит нитрат аммония (ΝΗ₄ΝΟ₃) и нитрат кальция (Са^О₃)₂), причем молярное соотношение нитрата аммония и нитрата кальция составляет от 0,75:1 до 1,25:1, предпочтительно 1:1;2) the solution contains ammonium nitrate (ΝΗ ₄ ΝΟ ₃ ) and calcium nitrate (Ca ^ O ₃ ) ₂ ), and the molar ratio of ammonium nitrate and calcium nitrate is from 0.75: 1 to 1.25: 1, preferably 1: 1 ;

3) если содержание воды в растворе составляет менее 24%, то при каждом снижении содержания воды на 1% раствор предпочтительно содержит по крайней мере дополнительные 1,67% нитрата монометиламмония (ί'.Ή₃ΝΗ₃ΝΟ₃). другое название нитрат метиламина. В других случаях содержание нитрата монометиламмония должно удовлетворять условиям уравнения: М>5(24-\У)/3 (где означает процентное содержание воды в растворе, М означает процентное содержание нитрата монометиламмония в растворе).3) if the water content in the solution is less than 24%, then each time the water content is reduced by 1%, the solution preferably contains at least an additional 1.67% monomethyl ammonium nitrate (ί'.Ή ₃ ΝΗ ₃ ΝΟ ₃ ). another name is methylamine nitrate. In other cases, the content of monomethylammonium nitrate should satisfy the conditions of the equation: M> 5 (24- \ Y) / 3 (where means the percentage of water in the solution, M means the percentage of monomethylammonium nitrate in the solution).

При необходимости можно заменить некоторое количество нитрата кальция на нитрат магния (т.е. получать смесь нитрат кальция/нитрат магния), при условии, что соотношение молярной концентрации нитрата аммония и суммы молярных концентраций нитрата кальция и нитрата магния находится в интервале от 0,75:1 до 1,25:1, предпочтительно 1:1.If necessary, you can replace a certain amount of calcium nitrate with magnesium nitrate (i.e., get a mixture of calcium nitrate / magnesium nitrate), provided that the ratio of the molar concentration of ammonium nitrate and the sum of the molar concentrations of calcium nitrate and magnesium nitrate is in the range from 0.75 : 1 to 1.25: 1, preferably 1: 1.

Затем раствор можно использовать для получения (наряду с прочими составами) водных гелей или суспензий ВВ или ΑΝΕ. Его можно легко транспортировать в подземный пласт на нижний уровень рудника через трубопровод с относительно малым диаметром с использованием существующих грузоподъемных средств или стволов шахты к рабочему участку, в котором указанный раствор будет превращен в водный гель или эмульсию ВВ или ΑΝΕ.Then the solution can be used to obtain (along with other formulations) aqueous gels or suspensions of explosives or ΑΝΕ. It can be easily transported into the underground layer to the lower level of the mine through a pipeline with a relatively small diameter using existing lifting equipment or mine shafts to the working area in which this solution will be turned into an aqueous gel or emulsion of explosives or ΑΝΕ.

При использовании растворов окислителя по настоящему изобретению для получения эмульсий ВВ можно транспортировать раствор окислителя и смесь топливо/эмульгатор каждого в отдельности и получать эмульсию в рабочем участке таким образом, чтобы в случае хранения ВВ без ее использования в течение более длительного периода времени, чем несколько дней (например) эмульсия расслаивается и становится не взрывоопасной благодаря нестабильной природе, свойственной любой эмульсии. Эта новая система может представлять собой значительный прогресс в борьбе против преступности и терроризма, так как кража становится непривлекательной благодаря чрезвычайно короткому сроку годности конечного ВВ. Очевидно, что, так как два компонента эмульсии являются жидкостями, практически не существует предела расстояния, на которое можно транспортировать их по трубопроводу, и более того,When using the oxidizing solutions of the present invention to obtain explosive emulsions, it is possible to transport the oxidizing solution and the fuel / emulsifier mixture individually and to obtain an emulsion in the work area so that if the explosive is stored without use for a longer period of time than several days (for example) the emulsion exfoliates and becomes non-explosive due to the unstable nature inherent in any emulsion. This new system can represent significant progress in the fight against crime and terrorism, since theft is becoming unattractive due to the extremely short shelf life of the final explosive. It is obvious that, since the two components of the emulsion are liquids, there is practically no limit to the distance over which they can be transported through the pipeline, and moreover,

- 2 027414 можно использовать трубопровод с чрезвычайно малым диаметром и, следовательно, они характеризуются чрезвычайно низкой стоимостью в отличие от эмульсии АПЕ нормального типа.- 2 027414 you can use the pipeline with an extremely small diameter and, therefore, they are characterized by extremely low cost in contrast to the normal type APE emulsion.

Кроме того, свободнотекучие характеристики этого продукта позволяют без каких-либо проблем прокачивать его через длинный шланг. В руднике с узкими шахтами можно установить насосный агрегат в безопасном участке и протянуть шланг от агрегата до рабочей поверхности. Как только загрузка завершена, шахтер сворачивает шланг и на следующий день, когда поверхность забоя очищена, он может размотать шланг и протянуть его до новой рабочей поверхности и снова осуществить загрузку. Вероятно, нет необходимости в передвижении насосного агрегата более одного раза в месяц, что обеспечивает значительную экономию времени и рабочей силы.In addition, the free-flowing characteristics of this product allow it to be pumped through a long hose without any problems. In a mine with narrow shafts, you can install the pump unit in a safe area and extend the hose from the unit to the working surface. As soon as loading is completed, the miner folds the hose and the next day, when the face is cleaned, he can unwind the hose and stretch it to a new work surface and load again. There is probably no need to move the pump unit more than once a month, which provides significant savings in time and labor.

Настоящее изобретение более подробно описано со ссылкой на следующие примеры, не ограничивающие его объем.The present invention is described in more detail with reference to the following examples, not limiting its scope.

В разделе Примеры ниже описаны растворы, приготовленные из 80%-ного раствора нитрата монометиламмония и либо твердого нитрата аммония, либо 88%-ного раствора нитрата аммония, а также из сельскохозяйственного нитрата кальция производства южно-африканской фирмы ОМП1А РегбН/ег Ιτύ, выпускаемый по торговым названием ОМП1САЬ™, который содержит приблизительно 80% нитрата кальция и приблизительно 15% воды и соответствующее количество нитрата аммония (до 100%). Причина в использовании этого материала, а не химически чистого вещества, заключается в том, что стандартный химически чистый нитрат кальция содержит 30,5% воды в форме кристаллизационной воды, и в том, что согласно настоящему изобретению из сельскохозяйственного материала можно получить растворы, содержащие высокие уровни нитрата кальция и при этом поддерживать относительно низкие уровни воды. Затем смесь нагревают и получают прозрачный раствор, который затем охлаждают при перемешивании и при появлении первых кристаллов измеряют и регистрируют температуру кристаллизации.The Examples section below describes solutions prepared from an 80% solution of monomethylammonium nitrate and either solid ammonium nitrate, or 88% solution of ammonium nitrate, as well as from agricultural calcium nitrate manufactured by the South African company OMP1A RegbN / ex Ιτύ, manufactured by the trade name OMP1CAF ™, which contains approximately 80% calcium nitrate and approximately 15% water and an appropriate amount of ammonium nitrate (up to 100%). The reason for using this material, rather than a chemically pure substance, is that standard chemically pure calcium nitrate contains 30.5% water in the form of crystallization water, and because according to the present invention, solutions containing high calcium nitrate levels while maintaining relatively low water levels. The mixture is then heated and a clear solution is obtained, which is then cooled with stirring, and when the first crystals appear, the crystallization temperature is measured and recorded.

Для иллюстрации настоящего изобретения в табл. 1 ниже представлены некоторые примеры.To illustrate the present invention in table. 1 below are some examples.

Таблица 1Table 1

Номер смеси Mixture number А1 A1 А2 A2 АЗ AZ А4 A4 А5 A5 А6 A6 А7 A7 А8 A8 Нитрат аммония (НА) (%) Ammonium nitrate (ON) (%) 6,6 6.6 12,0 12.0 16,3 16.3 20,0 20,0 23,1 23.1 25,8 25.8 28,1 28.1 30,1 30.1 Нитрат кальция (НК) (%) Calcium Nitrate (NK) (%) 54,4 54,4 49,0 49.0 44,7 44.7 41,0 41.0 37,9 37.9 35,2 35,2 32,9 32.9 30,9 30.9 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 0,25 0.25 0,50 0.50 0,75 0.75 1,00 1.00 1,25 1.25 1,50 1,50 1,75 1.75 2,00 2.00 Вода (%) Water (%) 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 Нитрат монометиламмония (%) Monomethylammonium nitrate (%) 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 16 sixteen 4 4 -7 -7 -6 -6 3 3 6 6 11 eleven 14 14 Номер смеси Mixture number В1 IN 1 В2 AT 2 ВЗ OT В4 AT 4 В5 AT 5 В6 AT 6 В7 AT 7 В8 AT 8 Нитрат аммония (НА) (%) Ammonium nitrate (ON) (%) 7,0 7.0 12,5 12.5 17,1 17.1 21,0 21.0 24,2 24.2 27,0 27.0 29,5 29.5 31,6 31.6 Нитрат кальция (НК) (%) Calcium Nitrate (NK) (%) 57,0 57.0 51,5 51.5 46,9 46.9 43,0 43.0 39,8 39.8 37,0 37.0 34,5 34.5 32,4 32,4 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 0,25 0.25 0,50 0.50 0,75 0.75 1,00 1.00 1,25 1.25 1,50 1,50 1,75 1.75 2,00 2.00 Вода (%) Water (%) 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 Нитрат монометиламмония (%) Monomethylammonium nitrate (%) 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 6 6 3 3 -4 -4 -4 -4 3 3 8 8 13 thirteen 17 17 Номер смеси Mixture number С1 C1 С2 C2 СЗ Sz С4 C4 С5 C5 С6 C6 С7 C7 С8 C8 Нитрат аммония (НА) (%) Ammonium nitrate (ON) (%) 7,3 7.3 13,1 13.1 17,9 17.9 22,0 22.0 25,4 25,4 28,3 28.3 30,9 30.9 33,1 33.1 Нитрат кальция (НК) (%) Calcium Nitrate (NK) (%) 59,7 59.7 53,9 53.9 49,1 49.1 45,0 45.0 41,6 41.6 38,7 38.7 36,1 36.1 33,9 33.9 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 0,25 0.25 0,50 0.50 0,75 0.75 1,00 1.00 1,25 1.25 1,50 1,50 1,75 1.75 2,00 2.00 Вода (%) Water (%) 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 Нитрат монометиламмония (%) Monomethylammonium nitrate (%) 11,0 11.0 п,о by 11,0 11.0 11,0 11.0 11,0 11.0 11,0 11.0 11,0 11.0 11,0 11.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 38,8 38.8 20,5 20.5 -6 -6 -5 -5 3 3 9 nine 15 fifteen 18 eighteen

Эти результаты свидетельствуют о том, что при постоянном количестве воды, даже когда содержание воды является относительно высоким (22%), температура кристаллизации составляет величину выше 0°С, если молярное соотношение нитрата аммония и нитрата кальция выходит за пределы интервала от 0,5:1 до 1,5:1, и всегда менее 0°С, если молярное соотношение нитрата аммония и нитрата кальция составляет 1:1.These results indicate that with a constant amount of water, even when the water content is relatively high (22%), the crystallization temperature is above 0 ° C, if the molar ratio of ammonium nitrate and calcium nitrate is outside the range of 0.5: 1 to 1.5: 1, and always less than 0 ° C, if the molar ratio of ammonium nitrate and calcium nitrate is 1: 1.

- 3 027414- 3 027414

Таблица 2table 2

Номер смеси Mixture number СТ ST 02 02 ОЗ Oz 04 04 05 05 Об About 07 07 08 08 Нитрат аммония (НА) (%) Ammonium nitrate (ON) (%) 7,3 7.3 13,3 13.3 18,2 18.2 22,3 22.3 25,8 25.8 28,7 28.7 31,3 31.3 33,6 33.6 Нитрат кальция (НК) (%) Calcium Nitrate (NK) (%) 59,5 59.5 54,7 54.7 49,8 49.8 45,7 45.7 42,2 42,2 39,3 39.3 36,7 36.7 34,4 34,4 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 0,25 0.25 0,50 0.50 0,75 0.75 1,00 1.00 1,25 1.25 1,50 1,50 1,75 1.75 2,00 2.00 Вода (%) Water (%) 15,6 15.6 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 Нитрат монометиламмония (%) Monomethylammonium nitrate (%) 17,6 17.6 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 27 27 18 eighteen -4 -4 -4 -4 8 8 19 nineteen 22 22 28 28 Номер смеси Mixture number Н1 H1 Н2 H2 НЗ NZ Н4 H4 Н5 H5 Н6 H6 Н7 H7 Н8 H8 Нитрат аммония (НА) (%) Ammonium nitrate (ON) (%) 7,6 7.6 13,9 13.9 19,0 19.0 23,3 23.3 26,9 26.9 30,0 30,0 32,7 32,7 35,1 35.1 Нитрат кальция (НК) (%) Calcium Nitrate (NK) (%) 62,7 62.7 57,1 57.1 52,0 52.0 47,7 47.7 44,1 44.1 41,0 41.0 38,3 38.3 35,9 35.9 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 0,25 0.25 0,50 0.50 0,75 0.75 1,00 1.00 1,25 1.25 1,50 1,50 1,75 1.75 2,00 2.00 Вода (%) Water (%) 15,4 15.4 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 Нитрат монометиламмония (%) Monomethylammonium nitrate (%) 14,3 14.3 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 54,5 54.5 37,5 37.5 17,6 17.6 4 4 10 10 18 eighteen 25 25 28 28 Номер смеси Mixture number Л L 12 12 13 thirteen 14 14 15 fifteen 16 sixteen 17 17 18 eighteen Нитрат аммония (НА) (%) Ammonium nitrate (ON) (%) 8,0 8.0 14,5 14.5 19,8 19.8 24,3 24.3 28,0 28.0 31,3 31.3 34,1 34.1 36,5 36.5 Нитрат кальция (НК) (%) Calcium Nitrate (NK) (%) 65,8 65.8 59,5 59.5 54,2 54,2 49,7 49.7 46,0 46.0 42,7 42.7 39,9 39.9 37,5 37.5 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 0,25 0.25 0,50 0.50 0,75 0.75 1,00 1.00 1,25 1.25 1,50 1,50 1,75 1.75 2,00 2.00 Вода (%) Water (%) 15,1 15.1 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 Нитрат монометиламмония (%) Monomethylammonium nitrate (%) П,1 P, 1 п,о by п,о by п,о by п,о by п,о by п,о by п,о by Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 53 53 48 48 25 25 17 17 9 nine 17 17 27 27 32 32

Эти результаты свидетельствуют о том, что растворы с низким содержанием воды, если содержание нитрата монометиламмония в растворе снижается ниже определенного уровня, все еще характеризуются минимальной температурой кристаллизации, если молярное соотношение нитрата аммония и нитрата кальция находится в интервале от 0,75:1 до 1,25:1, но при этом эта минимальная температура уже не менее 0°С. В то время как для обращения и применения в подземном пласте отрицательная температура кристаллизации практически не требуется, такая отрицательная температура кристаллизации представляет собой большое преимущество как при транспортировке до рудника, так и при хранении на предприятии по его производству и в руднике. Предмет настоящего изобретения прежде всего относится к способу минимизации температуры кристаллизации раствора окислителя при поддержании относительно низких уровней воды, что в свою очередь позволяет готовить ВВ на участке его конечного применения, которое характеризуется достаточным количеством энергии для эффективного дробления породы.These results indicate that solutions with a low water content, if the content of monomethylammonium nitrate in the solution decreases below a certain level, are still characterized by a minimum crystallization temperature, if the molar ratio of ammonium nitrate and calcium nitrate is in the range from 0.75: 1 to 1 , 25: 1, but at the same time this minimum temperature is no less than 0 ° С. While a negative crystallization temperature is practically not required for circulation and use in an underground formation, such a negative crystallization temperature is a great advantage both during transportation to the mine and during storage at the plant for its production and in the mine. The subject of the present invention primarily relates to a method for minimizing the crystallization temperature of an oxidizing agent solution while maintaining relatively low water levels, which in turn allows the preparation of explosives at a site of its final use, which is characterized by a sufficient amount of energy for efficient crushing of the rock.

Таблица 3Table 3

Номер смеси Mixture number Ζ1 Ζ1 Ζ2 Ζ2 Ζ3 Ζ3 Нитрат аммония (НА) (%) Ammonium nitrate (ON) (%) 26,2 26.2 25,6 25.6 24,9 24.9 Нитрат кальция (НК) (%) Calcium Nitrate (NK) (%) 53,8 53.8 52,4 52,4 51,1 51.1 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 1,00 1.00 1,00 1.00 1,00 1.00 Вода(%) Water(%) 20,0 20,0 22,0 22.0 24,0 24.0 Нитрат монометиламмония (%) Monomethylammonium nitrate (%) 0 0 0 0 0 0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 18 eighteen 11 eleven -3 -3

Представленные в этой таблице результаты свидетельствуют о том, что если молярное соотношение нитрата аммония и нитрата кальция составляет 1:1 и если содержание воды в растворе составляет 24% или более, то чтобы обеспечить отрицательную температуру кристаллизации, не требуется добавление монометиламмония.The results presented in this table indicate that if the molar ratio of ammonium nitrate to calcium nitrate is 1: 1 and if the water content in the solution is 24% or more, monomethyl ammonium is not required to ensure a negative crystallization temperature.

Таблица 4Table 4

Номер смеси Mixture number 04 04 О4А O4A О4В O4V Н4 H4 Нитрат аммония (НА) (%) Ammonium nitrate (ON) (%) 22,3 22.3 22,6 22.6 23,0 23.0 23,3 23.3 Нитрат кальция (НК) (%) Calcium Nitrate (NK) (%) 45,7 45.7 46,4 46,4 47,0 47.0 47,7 47.7 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 1,00 1.00 1,00 1.00 1,00 1.00 1,00 1.00 Вода (%) Water (%) 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 15,0 15.0 Нитрат монометиламмония (%) Monomethylammonium nitrate (%) 17,0 17.0 16,0 16,0 15,0 15.0 14,0 14.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) -4 -4 -4 -4 -1 -one 4 4

Эти результаты указывают на то, что при содержании воды на уровне 15%, если содержание нитрата монометиламмония составляет 15%, то можно обеспечить отрицательную температуру кристаллизации, при условии, что молярное соотношение нитрата аммония и нитрата кальция составляет 1:1.These results indicate that when the water content is 15%, if the content of monomethylammonium nitrate is 15%, a negative crystallization temperature can be ensured, provided that the molar ratio of ammonium nitrate to calcium nitrate is 1: 1.

В табл. 5 ниже показаны серии результатов для растворов, в которых молярное соотношение нитрата аммония (НА) и нитрата кальция (НК) поддерживается на уровне 1:1, в то время как содержание воды снижается (с шагом 1%) от 24 до 14% и при этом содержание нитрата монометиламмония (НММА) повышается от 0 до 16,67% (с шагом 1,67%). В каждом случае температура кристаллизации сохраняется на уровне менее 0°С.In the table. Figure 5 below shows a series of results for solutions in which the molar ratio of ammonium nitrate (HA) and calcium nitrate (NK) is maintained at a level of 1: 1, while the water content decreases (in 1% increments) from 24 to 14% and at the content of monomethylammonium nitrate (NMMA) increases from 0 to 16.67% (in increments of 1.67%). In each case, the crystallization temperature remains at a level of less than 0 ° C.

- 4 027414- 4 027414

Таблица 5Table 5

Номер смеси Mixture number К1 K1 К2 K2 КЗ KZ К4 K4 К5 K5 Кб Kb К8 K8 К9 K9 кю kyu К11 K11 К12 K12 НА (%) ON (%) 24,9 24.9 24,7 24.7 24,5 24.5 24,3 24.3 24,0 24.0 23,8 23.8 23,6 23.6 23,4 23,4 23,2 23,2 23,0 23.0 22,7 22.7 НК (%) NK (%) 51,1 51.1 50,6 50.6 50,2 50,2 49,7 49.7 49,3 49.3 48,8 48.8 48,4 48,4 47,9 47.9 47,5 47.5 47,0 47.0 46,6 46.6 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Вода(%) Water(%) 24,0 24.0 23,0 23.0 22,0 22.0 21,0 21.0 20,0 20,0 19,0 19.0 18,0 18.0 17,0 17.0 16,0 16,0 15,0 15.0 14,0 14.0 НММА (%) NMMA (%) 0,00 0.00 1,67 1,67 3,33 3.33 5,00 5.00 6,67 6.67 8,33 8.33 10,00 10.00 11,67 11.67 13,33 13.33 15,00 15.00 16,67 16.67 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) -3 -3 -3 -3 -4 -4 -4 -4 -2 -2 -5 -5 -3 -3 -2 -2 -2 -2 -1 -one -5 -5

В табл. 6 показаны серии результатов для растворов, в которых молярное соотношение нитрата аммония (НА) и нитрата кальция (НК) снова поддерживается на уровне 1:1, в то время как содержание воды снижается (с шагом 1%) от 24 до 14% и при этом содержание нитрата монометиламмония (НММА) повышается от 0 до 20% (с шагом 2%). В каждом случае температура кристаллизации сохраняется на уровне менее 0°С.In the table. Figure 6 shows a series of results for solutions in which the molar ratio of ammonium nitrate (HA) and calcium nitrate (NK) is again maintained at 1: 1, while the water content decreases (in 1% increments) from 24 to 14% and at the content of monomethylammonium nitrate (NMMA) increases from 0 to 20% (in increments of 2%). In each case, the crystallization temperature remains at a level of less than 0 ° C.

Таблица 6Table 6

Номер смеси Mixture number Ы S Ь2 B2 ЬЗ B3 Ь4 B4 Ь5 B5 Ь6 B6 Ь7 B7 Ь8 B8 Ь9 B9 Ь10 B10 Ы1 Y1 НА (%) ON (%) 24,9 24.9 24,6 24.6 24,3 24.3 23,9 23.9 23,6 23.6 23,3 23.3 23,0 23.0 22,6 22.6 22,3 22.3 22,0 22.0 21,6 21.6 НК (%) NK (%) 51Д 51D 50,4 50,4 49,7 49.7 49,1 49.1 48,4 48,4 47,7 47.7 47,0 47.0 46,4 46,4 45,7 45.7 45,0 45.0 44,4 44,4 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Вода(%) Water(%) 24,0 24.0 23,0 23.0 22,0 22.0 21,0 21.0 20,0 20,0 19,0 19.0 18,0 18.0 17,0 17.0 16,0 16,0 15,0 15.0 14,0 14.0 НММА (%) NMMA (%) 0,0 0,0 2,0 2.0 4,0 4.0 6,0 6.0 8,0 8.0 10,0 10.0 12,0 12.0 14,0 14.0 16,0 16,0 18,0 18.0 20,0 20,0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) -6 -6 -6 -6 -5 -5 -7 -7 -6 -6 -6 -6 -5 -5 -6 -6 -6 -6 -5 -5 -4 -4

Указанные выше две серии экспериментов указывают на то, что поддержание этих постоянных соотношений обеспечивает в высшей степени пригодные температуры кристаллизации.The above two series of experiments indicate that maintaining these constant ratios provides highly suitable crystallization temperatures.

Можно также добавлять в раствор нитрат магния и при этом поддерживать отрицательную температуру кристаллизации, при условии, что молярное соотношение нитрата кальция и нитрата магния составляет не менее приблизительно 4,0:1, и предпочтительно, чтобы это соотношение составляло не менее приблизительно 4,25:1 и наиболее предпочтительно, чтобы это соотношение составляло не менее приблизительно 4,5:1, и кроме того, соотношение молярных концентраций нитрата аммония и суммы молярных концентраций нитрата кальция и нитрата магния должно быть по возможности близким к величине 1:1.You can also add magnesium nitrate to the solution and maintain a negative crystallization temperature, provided that the molar ratio of calcium nitrate and magnesium nitrate is at least about 4.0: 1, and it is preferable that this ratio is at least about 4.25: 1 and it is most preferred that this ratio is at least about 4.5: 1, and in addition, the ratio of the molar concentrations of ammonium nitrate and the sum of the molar concentrations of calcium nitrate and magnesium nitrate should be zhnosti value close to 1: 1.

Эти условия представлены в табл. 7, где НМ означает нитрат магния.These conditions are presented in table. 7, where HM means magnesium nitrate.

Таблица 7Table 7

Номер смеси Mixture number N1 N1 N2 N2 N3 N3 N4 N4 N5 N5 N6 N6 N7 N7 N8 N8 N9 N9 НА (%) ON (%) 13,5 13.5 18,3 18.3 22,4 22.4 25,8 25.8 28,8 28.8 18 eighteen 22,5 22.5 25,9 25.9 22,5 22.5 НК (%) NK (%) 45 45 41,0 41.0 37,6 37.6 34,7 34.7 32,2 32,2 39 39 35,5 35.5 32,8 32.8 32,9 32.9 НМ (%) NM (%) 9 nine 8,2 8.2 7,5 7.5 6,9 6.9 6,4 6.4 10,5 10.5 9,6 9.6 8,8 8.8 12,1 12.1 Моли НА/моли НМ Moths ON / Moths NM 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 3,4 3.4 3,4 3.4 3,4 3.4 2,46 2.46 Моли НА/(моли НК + моли НМ) Moths ON / (moles NK + moles NM) 0,50 0.50 0,75 0.75 1,00 1.00 1,25 1.25 1,50 1,50 0,73 0.73 1,00 1.00 1,25 1.25 1,00 1.00 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 0,61 0.61 0,92 0.92 1,22 1.22 1,53 1,53 1,83 1.83 0,95 0.95 1,30 1.30 1,62 1,62 1,40 1.40 Вода (%) Water (%) 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 НММА (%) NMMA (%) 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 6 6 1 one -2 -2 11 eleven 20 twenty 11 eleven 7 7 9 nine 11 eleven

В табл. 8 показаны результаты для растворов, содержащих равные количества воды и НММА, но не содержащих нитрат магния.In the table. Figure 8 shows the results for solutions containing equal amounts of water and NMMA, but not containing magnesium nitrate.

Таблица 8Table 8

Номер смеси Mixture number Е1 E1 Е2 E2 ЕЗ Ez Е4 E4 Е5 E5 Е6 E6 Е7 E7 Е8 E8 НА (%) ON (%) 7,3 7.3 13,2 13,2 18,1 18.1 22,1 22.1 25,6 25.6 28,5 28.5 31,1 31.1 33,3 33.3 НК (%) NK (%) 60,2 60,2 54,3 54.3 49,4 49.4 45,4 45.4 41,9 41.9 39,0 39.0 36,4 36,4 34,2 34.2 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 0,25 0.25 0,50 0.50 0,75 0.75 1,00 1.00 1,25 1.25 1,50 1,50 1,75 1.75 2,00 2.00 Вода(%) Water(%) 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 НММА (%) NMMA (%) 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 6 6 4 4 -3 -3 -7 -7 7 7 14 14 18 eighteen 22 22

Указанные результаты свидетельствуют о том, что при относительно низких концентрациях нитрата магния и при молярном соотношении нитрата кальция и нитрата магния на уровне приблизительно 4,5:1 или более, все еще можно обеспечить отрицательную температуру кристаллизации, при условии, что молярное соотношение нитрата аммония и суммы нитрата кальция и нитрата магния составляет приблизительно 1:1. Ясно, что если присутствует нитрат магния, то учитывается молярное соотношение нитрата аммония и суммы нитрата кальция и нитрата магния, а не одно только соотношение нитрата аммония и нитрата кальция.These results indicate that at relatively low concentrations of magnesium nitrate and a molar ratio of calcium nitrate to magnesium nitrate of about 4.5: 1 or more, a negative crystallization temperature can still be achieved, provided that the molar ratio of ammonium nitrate and the sum of calcium nitrate and magnesium nitrate is approximately 1: 1. It is clear that if magnesium nitrate is present, then the molar ratio of ammonium nitrate and the sum of calcium nitrate and magnesium nitrate is taken into account, and not just the ratio of ammonium nitrate and calcium nitrate.

Затем готовили растворы, содержащие различные количества нитрата натрия (НН) и те же самые количества нитрата монометиламмония и воды, указанные выше для смесей А1-А8 в табл. 1, но не содержащие нитрат кальция. Результаты показаны в табл. 9.Then, solutions were prepared containing various amounts of sodium nitrate (NN) and the same amounts of monomethyl ammonium nitrate and water, as indicated above for mixtures A1-A8 in the table. 1, but not containing calcium nitrate. The results are shown in table. nine.

- 5 027414- 5,027414

Таблица 9Table 9

Номер смеси Mixture number 8Ν1 8Ν1 8Ν2 8Ν2 3Ν3 3Ν3 3Ν4 3-4 3Ν5 3Ν5 3Ν6 3-6 3Ν7 3Ν7 3Ν8 3-8 3Ν9 3Ν9 8Ν10 8Ν10 НА (%) ON (%) 61 61 59 59 57 57 55 55 53 53 51 51 49 49 47 47 45 45 43 43 НН (%) NN (%) 0 0 2 2 4 4 6 6 8 8 10 10 12 12 14 14 16 sixteen 18 eighteen Моли НА/моли НН Moths ON / Moths NN - - 31,3 31.3 15Д 15D 9,7 9.7 7,0 7.0 5,4 5,4 4,3 4.3 3,6 3.6 3,0 3.0 2,5 2,5 Вода (%) Water (%) 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 22,0 22.0 НММА (%) NMMA (%) 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 17,0 17.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 35 35 33 33 32 32 31 31 30 thirty 30 thirty 31 31 30 thirty 33 33 47 47

Полученные результаты четко свидетельствуют о том, что в то время как при добавлении нитрата натрия вплоть до концентрации 16% наблюдается незначительный снижающий эффект на температуру кристаллизации, и этот эффект является практически ничтожным по сравнению с системой, содержащей только нитрат аммония, нитрат монометиламмония и воду, в отличие от системы, когда используют нитрат кальция, где снижение температуры кристаллизации является значительным, когда соотношение молярных концентраций нитрата аммония и нитрата кальция является близким к величине 1:1.The results obtained clearly indicate that while adding sodium nitrate up to a concentration of 16%, a slight decreasing effect on the crystallization temperature is observed, and this effect is almost negligible compared to a system containing only ammonium nitrate, monomethyl ammonium nitrate and water, unlike the system, when calcium nitrate is used, where the decrease in crystallization temperature is significant when the ratio of molar concentrations of ammonium nitrate to calcium nitrate is Lizka to the value of 1: 1.

Готовили также растворы, содержащие нитрат натрия (НН), а также нитрат кальция, нитрат аммония, нитрат монометиламмония и воду. Результаты показаны в табл. 10.Solutions were also prepared containing sodium nitrate (NN), as well as calcium nitrate, ammonium nitrate, monomethyl ammonium nitrate and water. The results are shown in table. 10.

Таблица 10Table 10

Номер смеси Mixture number Р1 P1 Р2 P2 РЗ RZ Р4 P4 Р5 P5 Р6 P6 Р7 P7 Р8 P8 Р9 P9 Р10 P10 НА (%) ON (%) 14,6 14.6 20,0 20,0 24,6 24.6 28,4 28,4 31,7 31.7 14,2 14.2 19,4 19,4 23,8 23.8 27,5 27.5 30,7 30.7 НК (%) NK (%) 44,9 44.9 39,5 39.5 34,9 34.9 31,1 31.1 27,8 27.8 47,8 47.8 42,6 42.6 38,2 38,2 34,5 34.5 31,3 31.3 НН % NN% 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 5,5 5.5 5,5 5.5 5,5 5.5 5,5 5.5 5,5 5.5 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 0,67 0.67 1,04 1,04 1,44 1.44 1,87 1.87 2,34 2,34 0,61 0.61 0,93 0.93 1,28 1.28 1,63 1,63 2,01 2.01 Вода(%) Water(%) 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 НММА (%) NMMA (%) 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 25 25 19 nineteen 16 sixteen 18 eighteen 20 twenty 6 6 5 5 -1 -one 9 nine 16 sixteen

Ясно, что в присутствии нитрата натрия, пока соотношение молярных концентраций нитрата аммония и нитрата кальция находится в интервале, определенном для системы в отсутствии нитрата натрия, можно добавлять небольшие количества нитрата натрия, но даже при таких низких уровнях он оказывает повышающий эффект на температуру кристаллизации. Аналогичный эффект наблюдается при добавлении нитрата калия, как показано в табл. 11а и 11б.It is clear that in the presence of sodium nitrate, while the ratio of molar concentrations of ammonium nitrate to calcium nitrate is in the range defined for the system in the absence of sodium nitrate, small amounts of sodium nitrate can be added, but even at such low levels it has an increasing effect on the crystallization temperature. A similar effect is observed when potassium nitrate is added, as shown in the table. 11a and 11b.

Таблица 11аTable 11a

Номер смеси Mixture number ΚΝ1 ΚΝ1 ΚΝ2 ΚΝ2 ΚΝ3 ΚΝ3 ΚΝ4 ΚΝ4 ΚΝ5 ΚΝ5 ΚΝ6 ΚΝ6 ΚΝ7 ΚΝ7 ΚΝ8 ΚΝ8 ΚΝ9 ΚΝ9 ΚΝ10 ΚΝ 10 НА (%) ON (%) 14,4 14,4 15,5 15,5 19,6 19.6 24,1 24.1 27,8 27.8 31,0 31,0 14,0 14.0 16,4 16,4 19,2 19,2 23,5 23.5 НК (%) NK (%) 43,6 43.6 42,5 42.5 38,4 38,4 33,9 33.9 30,2 30,2 27,0 27.0 47,0 47.0 44,6 44.6 41,8 41.8 37,5 37.5 Нитрат калия (%) Potassium nitrate (%) 9,5 9.5 9,5 9.5 9,5 9.5 9,5 9.5 9,5 9.5 9,5 9.5 6,5 6.5 6,5 6.5 6,5 6.5 6,5 6.5 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 0,68 0.68 0,75 0.75 1,05 1.05 1,46 1.46 1,89 1.89 2,35 2,35 0,61 0.61 0,75 0.75 0,94 0.94 1,28 1.28 Вода (%) Water (%) 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 НММА (%) NMMA (%) 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 0 0 <-6 <-6 -4 -4 2 2 12 12 21 21 1 one <-6 <-6 <-6 <-6 -3 -3

Таблица 11бTable 11b

Номер смеси Mixture number ΚΝ11 ΚΝ11 ΚΝ12 ΚΝ12 ΚΝ13 ΚΝ13 ΚΝ14 ΚΝ14 ΚΝ15 ΚΝ15 ΚΝ16 ΚΝ16 ΚΝ17 ΚΝ17 ΚΝ18 ΚΝ18 ΚΝ19 ΚΝ19 НА (%) ON (%) 27,1 27.1 30,2 30,2 14,0 14.0 15,0 15.0 17,1 17.1 20,6 20.6 25,2 25,2 29,1 29.1 32,5 32,5 НК (%) NK (%) 33,9 33.9 30,8 30.8 38,3 38.3 37,3 37.3 35,2 35,2 31,7 31.7 27,1 27.1 23,3 23.3 19,8 19.8 Нитрат калия (%) Potassium nitrate (%) 6,5 6.5 6,5 6.5 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 Моли НА/моли НК Moths ON / Moths NK 1,64 1,64 2,01 2.01 0,75 0.75 0,82 0.82 1,00 1.00 1,33 1.33 1,91 1.91 2,57 2,57 3,36 3.36 Вода(%) Water(%) 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 18,5 18.5 НММА (%) NMMA (%) 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 14,0 14.0 Температура кристаллизации (°С) Crystallization Temperature (° C) 8 8 18 eighteen 12 12 10 10 11 eleven 20 twenty 26 26 32 32 36 36

Затем из растворов В4 и КЗ готовили эмульсионные продукты, чтобы исследовать их эффективность в качестве ВВ. Эти два раствора были выбраны, так как они оба кристаллизуются при -4°С и оба содержат равные количества воды, но различные количества нитрата монометиламмония, чтобы исследовать эффект нитрата монометиламмония на взрывчатые свойства полученных эмульсионных ВВ. Конечные продукты характеризуются следующими свойствами.Then emulsion products were prepared from solutions B4 and KZ to study their effectiveness as explosives. These two solutions were chosen because they both crystallize at -4 ° C and both contain equal amounts of water, but different amounts of monomethyl ammonium nitrate, in order to study the effect of monomethyl ammonium nitrate on the explosive properties of the resulting emulsion explosives. Final products are characterized by the following properties.

- 6 027414- 6 027414

Таблица 12Table 12

Номер смеси Mixture number Эмульсия В4 Emulsion B4 Эмульсия КЗ Emulsion KZ НА (%) ON (%) 18,9% 18.9% 21,6% 21.6% НК (%) NK (%) 38,8% 38.8% 44,2% 44.2% НММА (%) NMMA (%) 12,6% 12.6% 2,9% 2.9% Вода (%) Water (%) 19,8% 19.8% 19,4% 19.4% Эмульгатор ΡΙΒ8Α Emulsifier ΡΙΒ8Α 1,0% 1,0% 1,0% 1,0% Соевое масло Soybean oil 5,8% 5.8% 7,8% 7.8% Стеклянные микросферы* Glass microspheres * 3,1% 3.1% 3,1% 3.1% Кислородный баланс Oxygen balance -0,75% -0.75% -0,04% -0.04% Теоретическая чистая энергия ВВ Theoretical net energy of explosives 2,874 мегаДж/кг 2.874 megaJ / kg 2,950 мегаДж/кг 2,950 megaJ / kg Плотность продукта Product density 1,19 г/см³ 1.19 g / cm ³ 1,19 г/см³ 1.19 g / cm ³

* Микросферы К20 производства 3М.* Microspheres K20 production 3M.

Каждую эмульсию готовили в картриджах с диаметром 50 мм, длиной 600 мм при загрузке в горизонтально уложенной трубе из пластика (толщиной 100 мкм) и инициировали с использованием 15 г усилителя пентолита. Эмульсию В4 инициировали и детонировали по всей длине заряда при постоянной скорости, как показано с помощью контрольной трубки, расположенной в контакте с картриджем, которая была полностью сплющена по всей длине картриджа. Эмульсия К3 была не способна поддерживать детонацию и основную часть продукта регенерировали. Этот эксперимент свидетельствовал о том, что нитрат монометиламмония не только повышает растворимость солей при постепенном снижении уровней воды, но и улучшает чувствительность конечной эмульсии.Each emulsion was prepared in cartridges with a diameter of 50 mm and a length of 600 mm when loaded in a horizontally stacked plastic pipe (100 μm thick) and initiated using 15 g of a pentolite amplifier. Emulsion B4 was initiated and detonated along the entire length of the charge at a constant speed, as shown by a control tube located in contact with the cartridge, which was completely flattened along the entire length of the cartridge. The K3 emulsion was unable to maintain detonation and the bulk of the product was regenerated. This experiment showed that monomethylammonium nitrate not only increases the solubility of salts with a gradual decrease in water levels, but also improves the sensitivity of the final emulsion.

Настоящее изобретение открывает возможность транспортировать водный раствор окислителя, смесь масла и эмульгатора и газовыделяющий агент в отдельности к руднику. А затем транспортировать их с поверхности в подземный рабочий участок через трубопровод с относительно малым диаметром, любой требуемой длины напрямую к плоскости забоя, предназначенного для разработки, и только тогда смешивать три жидкости (раствор окислителя, раствор масла/эмульгатора и газовыделяющий реагент) по мере их закачивания в скважину для получения эмульсионных ВВ. Можно также эмульгировать газовыделяющий реагент в смеси масло/эмульгатор и в этом случае транспортировать только две жидкости и затем смешивать их в плоскости забоя. Преимущество заключается в том, что нет необходимости поддерживать раствор в нагретом состоянии при хранении в нагретых емкостях или нагретых трубах с кожухом, как это требуется при обращении с растворами окислителя согласно предшествующему уровню техники.The present invention opens up the possibility of transporting an aqueous solution of an oxidizing agent, a mixture of oil and an emulsifier and a gas-releasing agent separately to the mine. And then transport them from the surface to the underground working area through a pipeline with a relatively small diameter, of any desired length, directly to the face plane intended for development, and only then mix three liquids (an oxidizing solution, an oil / emulsifier solution and a gas emitting reagent) as they injection into the well to obtain emulsion explosives. It is also possible to emulsify the gas-releasing reagent in an oil / emulsifier mixture and in this case transport only two liquids and then mix them in the face plane. The advantage is that it is not necessary to maintain the solution in a heated state when stored in heated containers or heated pipes with a jacket, as is required when handling oxidizing solutions according to the prior art.

Claims

CLAIM

1. An aqueous solution of an oxidizing agent, consisting of a mixture of dissolved oxidizing nitrate salts and water, intended for use in the preparation of explosive compositions, the crystallization temperature of which is 10 ° C or less, said solution containing from 12 to 24 wt.% Water;

monomethylammonium nitrate or monoethanolamine nitrate in an amount of from 10 to 18 wt.%;

the rest is ammonium nitrate and calcium nitrate or a mixture of calcium nitrate and magnesium nitrate, where the ratio of molar concentrations of ammonium nitrate and calcium nitrate or a mixture of calcium nitrate and magnesium nitrate is from 0.75: 1 to 1.25: 1.

2. An aqueous solution of the oxidizing agent according to claim 1, wherein the crystallization temperature is 0 ° C. or less.

3. An aqueous solution of the oxidizing agent according to claim 2, where the ratio of molar concentrations of ammonium nitrate and calcium nitrate is approximately 1.

4. An aqueous solution of the oxidizing agent according to claim 2, where the ratio of molar concentrations of ammonium nitrate and a mixture of calcium nitrate and magnesium nitrate is approximately 1.

5. An aqueous solution of the oxidizing agent according to claim 1, where the water content in the aqueous solution of the oxidizing agent is from 17 to 22 wt.%.

6. An aqueous solution of the oxidizing agent according to claim 1, where monomethylammonium nitrate or monoethanolamine nitrate is present in an amount of from 12 to 17 wt.%.