EP0731069A1

EP0731069A1 - Verfahren zum Herstellen eines gelatinösen Sprengstoffes und nach diesem Verfahren hergestellter Sprengstoff

Info

Publication number: EP0731069A1
Application number: EP96102001A
Authority: EP
Inventors: Thomas Dipl.-Chem. Mann; Jürgen Dipl.-Ing. Lau; Simone Dipl.-Ing. Schulze-Wolf; Christian Dipl.-Ing. Heinze
Original assignee: SPRENGSTOFFWERK GNASCHWITZ GmbH
Current assignee: WESTSPRENG GMBH SPRENGSTOFFE + SPRENGTECHNIK
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1996-02-12
Publication date: 1996-09-11
Also published as: DE19507807A1; DE19507807C2; NO960795D0; NO305899B1; PL313095A1; CZ293395B6; NO960795L; CZ66496A3

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Sprengstoffes, der keine krebserregenden Substanzen enthält und eine verbesserte Handhabungssicherheit (höhere Schlagenergie) aufweist, als gelatinöses Sprengstoffgemisch mit einem Gewichtsanteil an Ammonium- und/oder Natriumnitrat in der Größenordnung von 40-70%, an Nitroglykol und/oder Nitroglycerin in der Größenordnung von 20 bis 40%, an Nitrocellulose in der Größenordnung von 0.5 bis 3 %, an einem Phlegmatisierungsmittel und an Beimengungen von Füllstoffen zur Beeinflussung der Konsistenz, wobei beim Mischen der Komponenten ein gelatinöses Sprengstoffgemisch gebildet wird, wobei dem Gemisch als Phlegmatisierungsmittel nach dem Gelierprozeß mehrwertige Alkohole mit einem Gewichtsanteil in der Größenordnung von 3 bis 9% beigemischt werden, womit die Schlagenergie deutlich erhöht ist, sowie auf einen nach diesem Verfahren hergestellten Sprengstoff.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Sprengstoffes, der keine krebserregenden Substanzen enthält und eine verbesserte Handhabungssicherheit (höhere Schlagenergie) aufweist, als gelatinöses Sprengstoffgemisch mit einem Gewichtsanteil an Ammonium- und/oder Natriumnitrat in der Größenordnung von 40-70%, an Nitroglykol und/oder Nitroglycerin in der Größenordnung von 20 bis 40%, an Nitrocellulose in der Größenordnung von 0.5 bis 3 %, an einem Phlegmatisierungsmittel und an Beimengungen von Füllstoffen zur Beeinflussung der Konsistenz, wobei beim Mischen der Komponenten ein gelatinöses Sprengstoffgemisch gebildet wird, und einen Sprengstoff, der nach diesem Verfahren hergestellt ist.
Derartige gelatinöse Sprengstoffe sind beispielsweise aus den EP 0 012 827 B1 bekannt; sie enthalten Nitroglycerin und oder Nitroglykol, Nitrocellulose, Dinitrotoluen-Isomeren-Gemische und weitere Wirk- und Füllstoffbeimischungen; sie zeichnen sich durch gute sprengtechnische Parameter, eine gute Initiierfähigkeit und verträgliche Lagerungsbeständigkeit aus.
Aus der DE 33 46 011 A1 ist ein Wettersprengstoff bekannt, der im Hinblick auf das Vermeiden unerwünschter Zündungen einen hohen Gehalt an NaCl, einen Gehalt an Nitroglycerin und/oder Nitroglykol oberhalb von 20% und einen Gehalt an Dinitrotoluol von 2% aufweist.
In den aus der EP 0 012 827 B1 und der DE 33 460 11 A1 bekannten gelatinösen Sprengstoffen ist, wie zuvor ausgeführt, als Komponente Dinitrotoluen (DNT) enthalten. Dieser Sprengstoffbestandteil wird zwischenzeitlich als krebserregende Substanz angesehen.
Es kann auch als bekannt angesehen werden, daß die Handhabungssicherheit der bekannten Sprengstoffe Probleme aufwirft. So liegt die zur Explosionsauslösung erforderliche Schlagenergie von gelatinösen Ammonsalpetersprengstoffen mit TNT beispielsweise zwischen 4 und 6 Joule, wobei nach den gültigen deutschen und auch europäischen Transportbestimmungen nur ein explosiver Stoff befördert werden kann, dessen Schlagenergie größer als 2 J ist. Diese Grenzbedingung ist bei den bekannten Sprengstoffen zwar einhaltbar. Die Schlagenergie von Sprengstoffen, die TNT enthalten, liegt aber nahe der Mindestgrenze. Als fortschrittlich galt in diesem Zusammenhang, anstelle des TNT (Trinitrotoluen) DNT (Dinitrotoluen) einzusetzen. Mit ihm liegt die Schlagenergie deutlich höher und zwar in der Größenordnung von 10 bis 25 J. Aus gesundheitlichen Aspekten muß aber nun der Einsatz von DNT vermieden werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gelatinösen Sprengstoff zu schaffen, der weder krebserregende, phlegmatisierende Substanzen wie DNT enthält, noch eine zu niedrige Schlagenergie aufweist.
Die gestellte Aufgabe bei einem gelatinösen Sprengstoff ohne krebserregende phlegmatisierende Substanzen wie DNT erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Gemisch als Phlegmatisierungsmittel nach dem Gelierprozeß mehrwertige Alkohole mit einem Gewichtsanteil in der Größenordnung von 3 bis 9% beigemischt werden, womit die Schlagenergie deutlich erhöht ist.
Das Zugeben von 3 und mehr als etwa 3 Gewichtsanteilen der mehrwertigen Alkohole, die in diesem Fall die Aufgabe der früher verwendeten Phlegmatisierungsmittel wie DNT übernehmen, erst nach dem Gelierprozeß führt dazu, daß die Handhabungssicherheit überraschender Weise geradezu sprunghaft verbessert ist. Gegenüber den in dieser Hinsicht schon besseren Sprengstoffen mit DNT, die zur Detonation eine Schlagenergie zwischen 10 und 25 Joule benötigen, ist diese bei dem Ersatz des DNT durch 3 und mehr Gewichtsanteilen der mehrwertigen Alkohole und zwar erst nach dem Gelierprozeß mehr als verdoppelt. Der aus gesundheitlichen Gründen DNT-freie Sprengstoff ist also deutlich handhabungssicherer geworden.
Aus der DE 33 46 011 A1 ist es zwar für einen Wettersprengstoff bekannt, einem Gemisch aus Nitroglycerin, Nitroglykol, Dynamitcellulose und DNT nach dem Gelieren Ammoniumnitrat, Natriumchlorid, Guaramehl und Äthylenalkohol beizumischen, wobei der Äthylenalkohol mit einem Gewichtsanteil unterhalb von 3 % in dem Guaramehl mit einem Gewichtsanteil unterhalb von 2% dispergiert. Der Äthylenalkohol, der mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Molekül synergistisch in bezug auf das Guaramehl wirkt, hat dabei die Aufgabe, dem Guaramehl im Nitroglycerin-Sprengstoff antideflagrierende Eigenschaften zu verleihen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Phlegmatisierungsmittel Monoethylenglykol (Glykol) in der Größenordnung vom 3-9 % beigemischt wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Phlegmatisierungsmittel Propantriol (Glyzerin) in der Größenordnung vom 3-9 % beigemischt wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Phlegmatisierungsmittel Butandiole in der Größenordnung vom 3-9 % beigemischt werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Gemisch aus einem oder mehreren der Phlegmatisierungsmittel Propantriol (Glyzerin), Monoethylenglykol (Glykol) oder Butandiol in der Größenordnung vom 3-9 % beigemischt wird.
Zusätzlich gelangt man durch das Zumischen dieser mehrwertigen Alkohole nach dem Gelierprozeß zu einem homogeneren und äußerst weichen Sprengstoff, der sich sehr gut auf Großkaliberparonierautomaten in PE-Schläuche verfüllen läßt.
Als weiteren Vorteil weisen Sprengstoffe, bei denen als Phlegmatisierungsmittel mehrwertige Alkohole verwendet werden, ein höheres Schwadenvolumen auf als DNT-haltige Sprengstoffe. Das höhere Schwadenvolumen enthält auf Grund der günstigeren Sauerstoffbilanz weniger gesundheitsschädliche nitrose Gase.
Neben den den Sprengstoff verbessernden Vorteilen bleiben die anderen günstigen Eigenschaften der gelatinösen Ammonsalpetersprengstoffe, wie gute Sprengkraft, gute Initiierfähigkeit, sehr gute Wasserbeständigkeit und ausreichende Lagerfähigkeit erhalten.
Es ist an sich aus der US-PS 4 233 095 bekannt, durch eine Zugabe von Glykol zu gelatinösen Sprengstoffen, in denen DNT als Phlegmatisierungsmittel eingesetzt wird, das Ausschwitzen von flüssigen Nitroestern zu vermindern. Der Anteil an Nitrocellulose, Nitroglykol/Nitroglycerin kann auf diese Weise verringert werden. Die Folge dieser Reduzierung führt bekanntermaßen zu einer Verringerung der Sprengleistung.
In dem Lehrbuch von Theodor Kreuter, Spreng- und Zündmittel, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1962, Seite 93, ist ausgeführt, daß das vorzeitige Festwerden der Sprengstoffmasse, die mit DNT als Phlegmatisierungsmittel versehen ist, in der heißen Jahreszeit durch Zugabe kleiner Mengen von Glyzerin verhindert werden kann. Die Masse wird plastischer und läßt sich besser patronieren.

Beispiel 1

Es werden bei veranschlagten 100 Gewichtsteilen 30% Nitroglykol und 1,1% Nitrocellulose gemischt bis sich eine Gelatine bildet. Nun werden 5,8% Glykol, 60,2% Ammoniumnitrat, 2,9% Holzmehl, geringe Mengen an Farb- und Inertstoffen zugegeben bis sich eine homogene plastische Masse bildet.

Sprengtechnische Parameter:

Initiierfähigkeit: Prüfzünder PETN 0,25
Detonationsgeschwindigkeit: 2500 m/s
Detonationsübertragung: 6 cm
Schlagenergie: 45 bis 50 J

Beispiel 2

Es werden bei veranschlagten 100 Gewichtsteilen 22% Nitroglykol und 0,8% Nitrocellulose gemischt bis sich eine Gelatine bildet. Nun werden 7% Glykol, 68,1% Ammoniumnitrat, 2,1% Holzmehl, geringe Mengen an Farb- und Inertstoffen zugegeben bis sich eine homogene plastische Masse bildet.

Sprengtechnische Parameter:

Initiierfähigkeit: Prüfzünder PETN 0,25
Detonationsgeschwindigkeit: 2200 m/s
Detonationsübertragung: 4 cm
Schlagernergie: 70 bis 75 J

Beispiel 3

Es werden bei veranschlagten 100 Gewichtsteilen 40% Nitroglykol und 1,5% Nitrocellulose gemischt bis sich eine Gelatine bildet. Nun werden 3,5% Glykol, 43% Ammoniumnitrat, 7% Natriumnitrat, 5% Holzmehl, geringe Mengen an Farb- und Inertstoffen zugegeben bis sich eine homogene plastische Masse bildet.

Sprengtechnische Parameter:

Initiierfähigkeit: Prüfzünder PETN 0,25
Detonationsgeschwindigkeit: 3000 m/s
Detonationsübertragung: 8 cm
Schlagenergie: 20 J
Die Rezepturen zeichnen sich bei sprengtechnischen Eigenschaften, die denen der mit DNT gebildeten, gelatinösen Ammonsalpetersprengstoffen durchaus entsprechen, durch eine äußerst hohe Schlagenergie und die weiteren bereits genannten Vorteile aus.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Sprengstoffes, der keine krebserregenden Substanzen enthält und eine verbesserte Handhabungssicherheit (höhere Schlagenergie) aufweist, als gelatinöses Sprengstoffgemisch mit einem Gewichtsanteil an Ammonium- und/oder Natriumnitrat in der Größenordnung von 40-70%, an Nitroglykol und/oder Nitroglycerin in der Größenordnung von 20 bis 40%, an Nitrocellulose in der Größenordnung von 0.5 bis 3 %, an einem Phlegmatisierungsmittel und an Beimengungen von Füllstoffen zur Beeinflussung der Konsistenz, wobei beim Mischen der Komponenten ein gelatinöses Sprengstoffgemisch gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch als Phlegmatisierungsmittel nach dem Gelierprozeß mehrwertige Alkohole mit einem Gewichtsanteil in der Größenordnung von 3 bis 9% beigemischt werden, womit die Schlagenergie deutlich erhöht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Phlegmatisierungsmittel Monoethylenglykol (Glykol) in der Größenordnung vom 3-9 % beigemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Phlegmatisierungsmittel Propantriol (Glyzerin) in der Größenordnung vom 3-9 % beigemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Phlegmatisierungsmittel Butandiole in der Größenordnung vom 3-9 % beigemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus einem oder mehreren der Phlegmatisierungsmittel Propantriol (Glyzerin), Monoethylenglykol (Glykol) oder Butandiol in der Größenordnung vom 3-9% beigemischt wird.
Sprengstoff, der nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5 hergestellt ist.