EP0113617B1 - Bouillie inerte du type nitrate-fuel, explosif obtenu par incorporation d'air, et procédés de fabrication - Google Patents

Bouillie inerte du type nitrate-fuel, explosif obtenu par incorporation d'air, et procédés de fabrication Download PDF

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EP0113617B1
EP0113617B1 EP83402377A EP83402377A EP0113617B1 EP 0113617 B1 EP0113617 B1 EP 0113617B1 EP 83402377 A EP83402377 A EP 83402377A EP 83402377 A EP83402377 A EP 83402377A EP 0113617 B1 EP0113617 B1 EP 0113617B1
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EP
European Patent Office
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gum
slurry
nitrate
fuel
inert
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Application number
EP83402377A
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German (de)
English (en)
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EP0113617A1 (fr
Inventor
Jacques Marius Fremaux
Hans Werner Ehrlich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe dExplosifs et Produits Chimiques SA
Original Assignee
Societe dExplosifs et Produits Chimiques SA
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B47/00Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase
    • C06B47/14Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase comprising a solid component and an aqueous phase

Definitions

  • the present invention relates to a nitrate-fuel type slurry, inert (or insensitive) during its manufacture, its transport and its storage, stable during the latter, and which can be easily transformed on the shooting site into a pumpable explosive, powerful and with interesting additional characteristics.
  • Nitrate-fuel combinations have been known for a very long time. There are also known “porridges" containing these elements and conventional additives.
  • the first generation of products of this type contained explosive substances as a sensitizer.
  • the object of the present invention is to preserve the known advantages of combinations of the nitrate-fuel type, which we currently know to manufacture only in solid and immediately explosive form, that is to say non-inert, but as a manufacturer on this base a slurry which is inert during manufacture, transport and storage, and which makes it possible to prepare on the firing site, as simply as possible, a powerful explosive which is itself pumpable and has a set of qualities interesting.
  • an inert and stable slurry is provided, without any explosive element, used to produce an explosive, of the type containing water, ammonium nitrate alone or in admixture with certain soluble alkali (sodium) or alkaline nitrates.
  • system of hydration gums consists of a mixture of a partially depolymerized base gum, of a bipolymerized gum the hydration of which is very rapid in water, but very slow in the solution of ammonium nitrate and of a polyacrylamide, and in that said crosslinking agent consists of a self-crosslinking gum used in a proportion of between 200 and 600 ppm, said slurry being pumpable, containing no air included or containing manufacturing area in a non-sensitizing form.
  • the invention is therefore based on the discovery that it was possible to obtain an inert and stable slurry, using a system of hydration gums as defined above in association with a self-crosslinking gum, known per se, as crosslinking agent. .
  • the self-crosslinking gum is used in very low doses and causes very slow crosslinking of the two gums contained in a system of hydration gums, a preferred embodiment of which will be indicated below.
  • the “GUARTEC 417” gum sold by the Mills Company will be used as self-crosslinking gum.
  • a second essential element of the invention lies in the incorporation of a combination of a surfactant and of a powerful solvent for this surfactant.
  • the object of the invention was to obtain a slurry containing no sensitizing air.
  • Another object of the invention is to obtain a slurry which can be reactivated easily on the site, for example by introducing fine air bubbles into the inert mass to sensitize it.
  • the inert slurry must also be stable on storage, so avoid separation of the aqueous phase from the fuel.
  • surfactants are suitable. This is particularly the case with surfactants the most common, such as, for example, alkylarylsulfonates. With lauryl sulfate, in particular, the diesel phase separates in a few weeks. Products with an epoxy bridge will also be avoided.
  • the inert slurry obtained according to the invention is pumpable, which represents an essential advantage.
  • the sensitized porridge can be carted for transport to the actual shooting location.
  • inert slurry it is also possible to sensitize the inert slurry by incorporating, in a known manner, hollow glass beads, bakelite and similar materials and making a cartridge.
  • the "hydration gum” used in fact is an original combination of two gums and a polyacrylamide.
  • the gums a) and b) will be chosen so as to be crosslinked with the GUARTEC gum used according to the invention as a crosslinking agent.
  • the polyacrylamide will of course not be crosslinked.
  • This mixture participates in obtaining the properties of the inert slurry according to the invention, due to the fact that it is sufficiently fluid but nevertheless has a "stringy” character giving it a consistency similar to that of chewing gum.
  • the manufacturing method which is recommended according to the invention must be such that it introduces as little air as possible into the slurry, which is extremely difficult with known slurries and methods.
  • the method used according to the invention comprises four main stages.
  • step (II) a mixture consisting of part of the fuel or of diesel, the crosslinker according to the invention, is prepared separately ("GUARTEC” gum), and the first hydration gum (a) described above.
  • the mixing time is approximately one hour.
  • the addition of this mixture to solution (1) constitutes step (II).
  • the fourth step consists in adding the surfactant and its solvent.
  • the amount of air introduced can be controlled by density measurements and calculations.
  • the theoretical density (that is to say total absence of air) of the inert slurry according to the invention is 1.38-1.39.
  • the advantage of the invention is that, even when operating industrially, and even very quickly since it is recommended to use for the different stages a rapid mixer, for example with soc "Lôdige" type, the density generally does not drop below about 1.35, which indicates the weakness of the quantity of air introduced.
  • the aqueous solution is a solution whose crystallization temperature is preferably 32 ° C., but this example does not eliminate the use of solutions more or less loaded with ammonium nitrate.
  • the solid ammonium nitrate is preferably nitrate originating from the grinding of ammonium nitrate in "prill".
  • Conventional fuel element called domestic fuel, with a density greater than 0.8 and whose flash point is above 55 ° C.
  • This polymer also gels aqueous solutions of ammonium nitrate, but does not crosslink with the crosslinker used. It modifies the kinetics of hydration and crosslinking of the two previous gums. The main purpose of this effect is to maintain, for a sufficient period of time, a minimum viscosity of the assembly in order to allow coalescence of the air bubbles introduced during manufacture and trapped in the mass, coalescence which prevents air. included mass awareness.
  • the implementation requires a specific protocol.
  • This operation facilitates a probable adsorption of Guar 417 gum on the VISCOGUM and causes very slow crosslinking.
  • the hydration-crosslinking phenomenon of the system finds its optimum achievement in a pH range between 5 and 6.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • the mixing time for each of these stages is variable.
  • the mixing process used is subject to the imperative of a final density as high as possible. Manual mixing, with the maximum of precautions, gives a final density of 1.37.
  • a pump can be used, such as a sparrow pump, force-fed by a worm screw. Downstream of this pump, a static type mixer is placed to uniformly gasify the solid phase. The gas phase is introduced upstream of the static mixer. On leaving the static mixer, the slurry has all the characteristics of an explosive.
  • gas air can be used in particular.
  • the invention it suffices to vary the flow rate of aeration gas.
  • the curve obtained highlights the great inertia of the slurry according to the invention, before sensitization on the site.

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Description

  • La présente invention concerne une bouillie du type nitrate-fuel, inerte (ou insensible) lors de sa fabrication, de son transport et de son stockage, stable durant ce dernier, et pouvant être facilement transformée sur le site de tir en un explosif pompable, puissant et présentant des caractéristiques annexes intéressantes.
  • Les combinaisons nitrate-fuel sont connues depuis fort longtemps. On connait également des "bouillies" contenant ces éléments et des additifs classiques.
  • On distingue deux familles de bouillies. La première génération de produits de ce type contenait des substances explosives comme sensibilisateur.
  • On a développé depuis une seconde génération de bouillies contenant de l'air comme sensibilisateur.
  • On notera à ce sujet qu'il est d'ailleurs impossible à ce jour d'éviter d'incorporer de l'air en quantité importante dans les bouillies, lors de la fabrication.
  • Ainsi toutes les bouillies connues contiennent une quantité d'air telle qu'elles ne sont pas inertes, et ce dès leurfabrication, ce qui présente des inconvénients évidents notamment dans le domaine de la sécurité.
  • La présente invention a pour but de conserver les avantages connus des combinaisons du type nitrate-fuel, que l'on ne sait fabriqueur actuellement que sous forme solide et immédiatement explosive, c'est-à-dire non-inerte, mais de fabriqueur sur cette base une bouillie qui soit inerte durant la fabrication, le transport et le stockage, et qui permette de préparer sur le site de tir, de manière aussi simple que possible, un explosif puissant qui soit lui-même pompable et présente un ensemble de qualités intéressantes.
  • Ces objectifs sont réalisés par les bouillies selon l'invention dont la caractéristique est de ne pas contenir d'air, ou tout au moins pas sous une forme sensibilisante.
  • Compte tenu des connaissances actuelles en ce domaine et des produits commercialisés, l'obtention d'une telle bouillie exempte d'air, exempte de substances explosives, et stable physiquement (pas de séparation des phases) durant une très longue période ne paraissait pas possible à l'homme du métier, malgré l'intérêt majeur d'un tel produit.
  • Ce résultat peut être cependant atteint en utilisant de manière doublement originale (au niveau de la fonction et au niveau de la quantité utilisée) un produit connu et utilisé depuis longtemps dans le secteur technique considéré.
  • Selon l'invention, on fournit une bouillie inerte et stable, sans élément explosif, servant à réaliser un explosif, du type contenant de l'eau, du nitrate d'ammonium seul ou en mélange avec certains nitrates solubles alcalins (sodium) ou alcalino-terreux (calcium), du fuel, un système de gommes d'hydratation et un agent réticulant, caractérisé en ce que le système de gommes d'hydratation consiste en un mélange d'une gomme de base partiellement dépolymérisée, d'une gomme bipolymérisée dont l'hydratation est très rapide dans l'eau, mais très lente dans la solution de nitrate d'ammonium et d'un polyacrylamide, et en ce que ledit agent réticulant consiste en une gomme autoréticulante employée en une proportion comprise entre 200 et 600 ppm, ladite bouillie étant pompable, ne contenant pas d'air inclus ou bien contenant de l'aire de fabrication sous une forme non sensibilisante.
  • L'invention est donc basée sur la découverte qu'il était possible d'obtenir une bouillie inerte et stable, en utilisant un système de gommes d'hydratation tel que défini précédemment en association avec une gomme autoréticulante, connue en soi, comme agent réticulant.
  • Selon l'invention, la gomme autoréticulante est utilisée à très faibles doses et provoque la réticulation très lente des deux gommes contenues dans un système de gommes d'hydratation dont on indiquera, ci-après, un mode de réalisation préféré.
  • Avantageusement, on utilisera, comme gomme autoréticulante, la gomme "GUARTEC 417" commercialisée par la Société Mills.
  • Un second élément essentiel de l'invention réside dans l'incorporation d'une combinaison d'un tensio-actif et d'un solvant puissant de ce tensio-actif.
  • Il a été indiqué ci-dessus que le but de l'invention était d'obtenir une bouillie ne contenant pas d'air de sensibilisation.
  • Cependant, un autre but de l'invention est d'obtenir une bouillie pouvant être réactivée facilement sur le site, par exemple par introduction de fines bulles d'air dans la masse inerte pour la sensibiliser.
  • Il faut aussi que la bouillie inerte soit stable au stockage, donc éviter la séparation de la phase aqueuse et du fuel.
  • Ces impératifs contradictoires sont satisfaits selon l'invention par l'emploi en combinaison d'un tensio-actif très moussant (ce qui est paradoxal compte tenu du fait que l'on souhaite incorporer aussi peu d'air que possible) et d'un solvant puissant type DMSO (diméthylsulfoxyde).
  • Il a été découvert que cette combinaison permet au tensio-actif de remplir deux fonctions essentielles différentes:
    • - lors de la préparation de la bouillie, on parvient à stabiliser la dispersion de fuel tout en évitant le moussage, et cette stabilité se conserve au stockage;
    • - lors de la sensibilisation (c'est-à-dire transformation de la bouillie inerte en un explosif sur le site) le tensio-actif présent dans la masse favorise l'invorporation de fines bulles d'air ou de gaz sensibilisateur (oxygène, etc.) dans la bouillie, si ce moyen de sensibilisation - qui est le plus simple - est employé.
  • Il faut noter que tous les tensio-actifs ne conviennent pas. Cela est le cas en particulier des tensio-actifs les plus usuels, comme par exemple les alkylarylsulfonates. Avec le laurylsulfate, notamment, la phase gazole se sépare en quelques semaines. On évitera également les produits présentant un pont époxy.
  • Les meilleurs résultats ont été obtenus avec une combinaison: dérivé de bétaïne + DMSO.
  • Il à été précisé ci-dessus que la bouillie inerte obtenue selon l'invention était pompable, ce qui représente un avantage essentiel.
  • Elle peut donc être sensibilisée de manière très simple par incorporation d'air sur le site, ou d'un gaz sensibilisateur différent, incorporation rendue particulièrement efficace grâce au choix spécial du tensio-actif et de son solvant.
  • Bien entendu, sur le site, la bouillie sensibilisée peut être encartouchée pour son transport jusqu'à l'emplacement de tir proprement dit.
  • A titre de variante, on peut aussi sensibiliser la bouillie inerte par incorporation, de manière connue, de billes creuses de verre, bakelite et matériaux analogues et réaliser un encartouchage.
  • A ce stade, la bouillie activée présente deux avantages supplémentaires:
    • - bien que pompable, elle est cependant assez visqueuse pour bien résister à l'eau (ce qui est important car il arrive fréquemment sur les chantiers de rencontrer de l'eau au fond des trous de tir); l'homme du métieur sait que, à partir du type de composants décrits plus haut, ce compromis entre la pompabilité et la résistance à l'eau, qui sont deux caractéristiques contradictoires, est extrêmement difficile à réaliser: l'invention y parvient, probablement en raison des propriétés spéciales et inattendues de réticulation de la gomme GUARTEC utilisée à cette fin.
    • - la durée de vie de l'explosif (de l'ordre de 100h), c'est-à-dire de la bouillie après sa sensibilisation, est suffisamment longue pour permettre un tir retardé, ce qui arrive fréquement sur les chantiers, mais suffisamment courte pour que, assez rapidement, l'explosif redevienne inerte (probablement par coalescence des bulles d'air introduites). Ainsi en cas de perte, d'oubli, de vol de l'explosif, celui-ci cesse très rapidement d'être dangereux.
  • Bien entendu, cette durée de vie de l'explosif (de l'ordre de 100h) ne doit pas être confondue avec la durée de vie au stockage de la bouillie inerte qui, elle, est très longue: de l'ordre d'un an.
  • Selon l'invention, on utilise comme "gomme d'hydratation" en fait une combinaison originale de deux gommes et d'un polyacrylamide.
  • Cette combinaison est la suivante:
    • a) gomme de base partiellement dépolymérisée,
    • b) gomme bipolymérisée, dont l'hydratation est très rapide dans l'eau mais très lente dans la solution de nitrate d'ammonium de départ,
    • c) polyacrylamide dont la fonction est double:
    • i) hydratation,
    • ii) formation d'un gel à caractère filandreux.
  • Les gommes a) et b) seront choisies de manière à être réticulées par la gomme GUARTEC utilisée selon l'invention comme agent réticulant. Le polyacrylamide ne sera bien entendu pas réticulé.
  • Ce mélange participe à l'obtention des propriétés de la bouillie inerte selon l'invention, en raison du fait qu'il est suffisamment fluide mais possède néanmoins un caractère "filandreux" lui conférant une consistance analogue à celle des gommes à mâcher.
  • Notamment, compte tenu également de la présence dans la bouillie inerte d'un tensio-actif très moussant, comme indiqué plus haut, on pourra créer par simple aération de la bouillie sur le site un très fin réseau très sensibilisant de bulles d'air ou de gaz sensibilisant.
  • Le procédé de fabrication que l'on préconise selon l'invention doit être tel qu'il introduise aussi peu d'air que possible dans la bouillie, ce qui est extrêmement difficile avec les bouillies et procédés connus.
  • Le procédé employée selon l'invention comporte quatre étapes principales.
  • 1 Une partie du nitrate (représentant environ 30% en poids du mélange total) est dissoute dans l'eau et on ajoute à cette solution le reste du nitrate, ce qui constitue la première étape.
  • Il Par ailleurs, on prépare séparément un mélange consistant en une partie du fuel ou de gazole, le réticulant selon l'invention, (gomme "GUARTEC"), et la première gomme d'hydratation (a) décrite ci-dessus. Le temps de mélange est d'environ une heure. L'addition de ce mélange à la solution (1) constitute l'étape (II).
  • III L'étape (III) consiste à ajouter ensuite un mélange consistant en:
    • - le reste du fuel (ou de gazole)
    • - la deuxième gomme d'hydratation (b) décrite ci-dessus
    • - le polyacrylamide (c).
  • IV La quatrième étape consiste à ajouter le tensio-actif et son solvant.
  • La quantité d'air introduite peut être contrôlée par des mesures et calculs de densités.
  • La densité théorique (c'est-à-dire absence totale d'air) de la bouillie inerte selon l'invention est de 1,38-1,39.
  • Lorsque l'on opère de manière non-industrielle, c'est-à-dire en prenant des précautions (mélange manuel, etc.) incompatibles avec un coût acceptable, la densité obtenue est d'environ 1,37, valeur très légèrement inférieure à la densité théorique.
  • L'intérêt de l'invention est que, même en opérant de manière industrielle, et même très rapidement puisque l'on préconise d'employer pour les différentes étapes un mélangeur rapide, par exemple à soc type "Lôdige", la densité ne descend en général pas au-dessous de 1,35 environ, ce qui traduit la faiblesse de la quantité d'air introduite.
  • Avec un mélangeur à soc, de laboratoire, les temps de mélange pour les quatre étapes sont d'environ:
    • l secondes
    • Il 5 secondes
    • III 10 secondes
    • IV 5 secondes
    • Ces valeurs sont importantes et ont été longues à déterminer.
  • On notera que si l'on utilise un mélangeur mal adapté, par exemple un mélangeur à ruben pour poudres, la densité de la bouillie tombe à 1,30 environ.
  • Il faut encore remarquer que, compte tenu des produits de départ utilisés selon l'invention, et de la densité d'environ 1,35 obtenue selon une technique industrielle, l'homme de métier considerait que la bouillie obtenue devait présenter les caractéristiques d'un explosif.
  • Or, si on la soumet à un essai de détonabilité très sévère de la CEE [annexe Il du Journal Officiel des Communautés Européennes n° 1250 du 23 septembre 1980] elle se révèle être inerte.
  • Sans vouloir être limité par une théorie, la demandeur considère que ce comportement contraire à ce qui pouvait être prévu est dû à une cinétique particulièrement lente de la reticulation provoquée par la gomme "GUARTEC", cinétique qui ne pouvait pas être prévue puisque cette gomme n'avait jamais été utilisée, ni comme agent réticulant, ni à une dose comparable. Cette hydratation-réticulation très lente permettrait l'échappement de la majeure partie de l'air inclus.
  • Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée.
  • Exemple 1 Preparation d'une bouillie inerte Composition globale
    • - eau 10-14,5(% en poids)
    • - nitrate d'ammonium 84,75-79,65
    • - fuel 4,00-4,39
    • - gommes 0,51-1,13, soit:
    • (a) Viscogum FP 200 0,55-0,22
    • (b) GUARTEC LV 0,11-0,28
    • (c) BOZEFLOC NC 0,18-0,33
    • - réticulant 0,02-0,06 (200-600 ppm)
    • - tensio-actif 0,22-0,44
    • - diméthyl sulfoxyde 0,11-0,22
    Composition détaillée
    • - solution de nitrate
    • d'ammonium: eau 12(% en poids)
    • NA 30
    • - nitrate d'ammonium
    • solide 52,57
    • -1° fraction fuel 1,1
    • - 2° fraction fuel 3,03
    • (a)-VISCOGUM FP 200 0,39
    • (b)- GUARTEC LV 0,22
    • (c) - BOZEFLOC NC 0,22
    • - GUARTEC 417 320 ppm
    • - INTRAPHOR 171 0,33
    • - Diméthyl sulfoxyde 0,11
    Descriptif des éléments: A) Nitrate d'ammonium
  • Elément que l'on trouve dans la bouille sous deux formes: l'une en solution aqueuse et l'autre sous forme solide.
  • La solution aqueuse est une solution dont la température de cristallisation est de préférence de 32°C, mais cet exemple n'élimine pas l'emploi de solutions plus ou moins chargées en nitrate d'ammonium.
  • Le nitrate d'ammonium solide est de préférence en nitrate provenant du broyage de nitrate d'ammonium en "prill".
  • B) Fuel
  • Elément combustible classique dit fuel domestique, de densité supérieure à 0,8 et dont le point éclair se situe au-delà de 55°C.
  • C) Gommes d'hydratation
    • (a) VISGOGUM FP 200: gomme de la Société CECA dont l'origine est un extrait de l'endosperme de graine de guar de nom Cyamopsis tétragonolobus. Par dépolymérisation plus ou moins marquée de cette gomme d'origine, on peut utiliser une série de gommes en particulieur le VISCOGUM FP 200 dont les solutions aqueuses présentent un caractère rhèologique bien adapté au problème posé. (voir notice intitulée "GOMMES DE GUAR VISCOGUM TECHNIQUES" (10.74) et notice FTC 0100 intitulée "Mesure des viscosités des Viscogum Techniques" (02.76)).
    • (b) GUARTEC LV: Gomme de la Société General Mills (Henkel), modifiée pour l'obtention d'un gel à viscosité relativement basse.
      Le GUARTEC LV renforce l'activité de la VISCOGUM FP 200 dans leur fonction essentielle de constituer avec la solution aqueuse une phase de viscosité permettant le pompage.
      Des gommes gélifiantes obtenues à partir de produits amylacés, telles que le produit "SOLVITEX Cp" commercialisé par la Société Paul DOITTAU, peuvent avantageusement remplacer la gomme GUARTEC LV.
    • (c) BOZEFLOC N 26: Polymère synthétique de la Société HOECHST: polyacrylamide à très haut poids moléculaire (6 x 106) non ionique.
  • Ce polymère gélifie également des solutions aqueuses de nitrate d'ammonium, mais ne réticule pas avec le réticulant employé. Il modifie la cinétique d'hydratation et de réticulation des deux gommes précédentes. Cet effet a pour but principal de conserver, pendant un laps de temps suffisant, une viscosité minimale de l'ensemble afin de permettre une coalescence des bulles d'air introduites lors de la fabrication et enfermées dans la masse, coalescence qui empêche la'air inclus de sensibiliser la masse.
  • D) GUARTEC 417
  • Gomme autoréticulante utilisée comme gélifiant, dans la profession, à des taux avoisinant, dans la plupart des cas le 1%. Cette gomme ne pourrait pas être utilisée en tant que gomme d'hydratation, selon l'jnvention, les viscosités étant trop fortes.
  • Par contre, dans des proportions infiniment plus petites (200-600 ppm), elle possède de manière surprenante toutes les qualités d'un réticulant et provoque une réticulation des deux gommes (a) et (b) employées.
  • La mise en oeuvre nécessite un protocole particulier.
  • On réalise, au sein d'un élément hydrophobe, tel que le fuel, par mélange intense, un contact physique entre le Guar 417 et le VISCOGUM FP 200.
  • Cette opération facilite une adsorption probable de la gomme Guar 417 sur le VISCOGUM et provoque une réticulation très lente.
  • Le phénomène hydratation-réticulation du système trouve son optimum de réalisation dans une fourchette de pH comprise entre 5 et 6.
  • A noter que cette gomme est auto-réticulante, c'est-à-dire possède ses proprés éléments de réticulation, en très faibles quantités, et que rien ne laissait supposer qu'elle même, en proportions minimes, serait capable d'agir comme réticulant.
  • E) Tensio-actif
  • La dispersion du fuel dans une composition hydrophile aussi chargée en élément ionique (nitrate d'ammonium), le maintien de cette dispersion dans le temps sont facilités par l'emploi d'un tensio-actif, l'INTROPHOR 171, de la Société DIAMOND SHAMROCK, de la famille des alkylamido-bétaïnes.
  • Par adjonction au tensio-actif d'un solvant puissant tel que le diméthyl sulfoxyde (DMSO), on en améliore la diffusion au sein dela masse, ce qui permet de diminuer le temps d'agitation et donc d'éviter d'introduire trop de bulles d'air malgré le caractère moussant du tensio-actif, ce qui est surprenant.
  • Méthode de fabrication
  • On peut diviser le procédé de fabrication en quatre étapes.
    • 1 - Mouillage du nitrate d'ammonium solide par la solution aqueuse de nitrate d'ammonium.
    • Il - Introduction de la première fraction fuel accompagnée du VISCOGUM FP 200 et GUARTEC 417.
    • lll - Introduction de la deuxième fraction fuel accompagnée du GUARTEC LV et BOZEFLOC N 26. IV - Introduction du mélange (tension-actif + DMSO).
  • En fonction du mélangeur dynamique ou malaxeur adopté, le temps de mélange de chacune de ces étapes est variable. Le processus de mélange employé est soumis à l'impératif d'une densité finale aussi élévée que possible. Le mélange manuel, avec le maximum de précautions, donne une densité finale de 1,37.
  • Avec un mélangeur à bandes (mélangeur à pulvérulent), après 15 minutes à 20 minutes, nous obtenons une densité de 1,30.
  • Avec un mélangeur par projection et tourbillonnement, type Lôdige, le temps de mélange global est de 25 secondes pour aboutir à une densité de 1,35. Bien entendu, cette liste des différents types de mélangeurs n'est pas exhaustive.
  • Exemple 2 Utilisation de la bouillie pour usage explosif.
  • Selon les critères d'explosibilité décrits dans la norme décrite ci-dessus du Conseil des Communautés Européennes (Charge d'essai placée dans un tube fixé sur cinq paliers de plomb. A l'entrée du tube, on fait détoner un Boostex. On mesure ensuite le degré d'écrasement de chaque palier. Moins les paliers éloignés du Boostex sont écrasés, moins l'explosion s'est propagée et donc plus la charge d'essai est inerte), la bouillie décrite précédemment est assimilable à une matière inerte. Pour activer cette matière, on doit employer un moyen physique de dispersion de très fines bulles de gaz pour créer ainsi un explosif de densité inférieure à 1,20.
  • Sur le site d'exploitation, on peut utiliser une pompe, type pompe moineau par exemple, gavée par une vis sans fin. En aval de cette pompe on place un mélangeur, type statique, pour gazéifier uniformément la phase solide. La phase gazeuse est introduite en amont du mélangeur statique. A la sortie du mélangeur statique, la bouillie présente toutes les caractéristiques d'un explosif.
  • Comme gaz, on peut utiliser en particulier l'air.
  • Dans le cas de la sensibilisation par aération, l'invention permet, grâce à l'aération sur le site, de faire varier la densité de l'explosif depuis le fond du trou jusqu'à son orifice, en fonction de l'énergie nécessaire, par exemple de d = 1,29 à d = 1,10, ce qui est impossible avec les explosifs pompables classiques. Dans le cas des explosifs selon l'invention, il suffit de faire varier le débit de gaz d'aération.
  • Caractéristques explosives:
  • On a réalisé des tirs en tube acier de diamètre 80 mm et de longueur 600 mm, avec amorçage par un Booster de Dynamite type F 15 d'un diamètre (c'est-à-dire dont la longueur égale le diamètre du tube).
  • Les résultats (valeurs moyennes de vitesse de détonation) ont été les suivants:
    Figure imgb0001
  • Ces valeurs permettent de classer les explositifs selon l'invention dans la catégorie des explosifs rapides.
  • Coefficient de puissance (coefficient d'utilisation pratique, CUP): environ 1.
  • Densités limites (valeurs au-dessus desquelles il ne se produit plus d'explosion):
    • diamètre 50 mm: d = 1,17
    • diamètre 80 mm: d, = 1,27
    • La figure unique annexée représente l'essai CEE décrit plus haut appliqué:
    • - au sable (courbe a), produit inerte par excellence;
    • - à la bouillie inerte selon l'invention (courbe b)
    • - au nitrate d'ammonium agricole pur type Ammonitrate (courbe c)
    • - au nitrate d'ammonium industriel pur type B3 (courbe d).
  • L'essai a été mené dans un tube acier de diamètre 100 mm, avec amorçage par un Booster de Dynamite type F 15 de 1,5 kg (longueur 1 = 15 cm).
  • La courbe obtenue met en évidence la grande inertie de la bouillie selon l'invention, avant sensiblisation sur le site.

Claims (12)

1. Bouillie inerte et stable, sans éléments explosifs, servant à réaliser un explosif du type contenant de l'eau, du nitrate d'ammonium seul ou en mélange avec certains nitrates solubles alcalins (sodium) ou alcalino-terreux (calcium), du fuel, un système de gommes d'hydratation et en agent réticulant, caractérisée en ce que ledit système de gommes d'hydratation consiste en un mélange d'une gomme de base partiellement dépolymérisée, d'une gomme bipolymérisée dont l'hydratation est très rapide dans l'eau, mais très lente dans la solution de nitrate d'ammonium et d'un polyacrylamide et en ce que ledit agent réticulant consiste en une gomme autoréticulante employée en une proportion comprise entre 200 et 600 ppm, ladite bouillie étant pompable, ne contenant pas d'air inclus ou bien contenant de l'air de fabrication sous une forme non sensibilisante.
2. Bouillie selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient: (% en poids)
- eau 10-14,5
- nitrate d'ammonium 84,75-79,65
- fuel 4,00-4,39
- gommes d'hydratation 0,51-1,13
- réticulant (gomme
autoréticulante) 0,02-0,06 (200-600 ppm)
- tensio actif moussant 0,22-0,44
- solvant du tensio-actif 0,11-0,22
3. Bouillie selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle contient: (% en poids)
- eau 12
- nitrate d'ammonium 82,57
- fuel 4,13
- gommes d'hydratation 0,83
- réticulant (gomme
autoréticulante) 0,03 (soit 320 ppm)
- tensio actif moussant 0,33
- solvant du tensio-actif 0,11
4. Bouillie selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle contient comme tensio-actif un dérivé de la bétaïne, notamment un alkyl-amidobétaïne, et comme solvant associé un solvant puissant comme le DMSO.
5. Bouillie selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle contient comme système de gommes d'hydratation un mélange synergétique de deux gommes.
la première provenant de l'extrait de l'endosperme de graine de guar de Cyamopsis tétragonolobus, et étant partiellement dépolymérisée (0,39% en poids) "VISCOGUM FP 200"),
la seconde étant une gomme formant un gel à viscosité relativement basse (0,22% en poids) ("GUARTEC LV") et d'un polyacrylamide de très haut poids moléculaire, non ionique.
6. Explosif pompable obtenu par sensibilisation de la bouillie inerte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, par exemple par aération sur le site de tir par de l'air ou un gaz sensibilisant.
7. Explosif pompable ou encartouchable obtenu par sensibilisation de la bouillie inerte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, par incorporation de billes creuses, en particulier en verre, bakelite.
8. Procédé de préparation des bouilles inertes selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il'comporte les quatre étapes principales suivantes:
I- Une partie du nitrate (représentant environ 30% en poids du mélange total) est dissoute dans l'eau et on ajoute à cette solution le reste du nitrate;
Il - On prépare séparément un mélange consistant en une partie du fuel ou du gazole, la gomme réticulante selon l'invention, et la première gomme d'hydratation précitée pendant environ une heure, le mélange obtenu étant alors ajouté à la solution obtenu à l'étape (I);
III - On ajoute ensuite au mélange obtenu à l'étape (II) le reste du fuel, ou du gas-oil, la deuxième gomme d'hydratation précitée et le polyacrylamide; et
IV - On ajoute enfin le tensio-actif moussant et son solvant.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un utilise pour chaque étape un mélangeur rapide, par exemple du type à soc.
10. Procédé de fabrication, éventuellement sur le lieu d'emploi, d'un explosif pompable, caractérisé en ce qu'on incorpore de l'air ou un gas sensibilisant dans une bouillie inerte telle que définie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, ou telle que préparée par le procédé selon la revendication 8 ou 9.
11. Utilisation d'une gomme autoréticulante en une quantité comprise entre 200 et 600 ppm, comme agent de réticulation d'un système comportant une gomme de base partiellement dépolymérisée, une gomme bipolymérisée, dont l'hydratation est très rapide dans l'eau, mais très lente dans la solution de nitrate d'ammonium et un polyacrylamide contenu dans une bouillie du type eau-nitrate-fuel.
12. Utilisation d'une gomme autoréticulante en une quantité de 200 à 600 ppm, comme agent de réticulation d'un système comportant une gomme de base partiellement dépolymérisée, une gomme bipolymérisée, dont l'hydratation est très rapide dans l'eau, mais très lente dans la solution de nitrate d'ammonium et un polyacrylamide contenu dans une bouillie du type eau-nitrate-fuel, en combinaison avec un tensio-actif moussant et un solvant du tensio-actif.
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