EP0968985A1 - Emulsions explosives encartouchées énergétiques - Google Patents

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EP0968985A1
EP0968985A1 EP99401491A EP99401491A EP0968985A1 EP 0968985 A1 EP0968985 A1 EP 0968985A1 EP 99401491 A EP99401491 A EP 99401491A EP 99401491 A EP99401491 A EP 99401491A EP 0968985 A1 EP0968985 A1 EP 0968985A1
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nitrate
water
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emulsion according
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EP99401491A
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EP0968985B1 (fr
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Gérard Chaloyard
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Nobel Explosifs France
Original Assignee
Nobel Explosifs France
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B47/00—Compositions 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
    • C06B47/14—Compositions 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
    • C06B47/145—Water in oil emulsion type explosives in which a carbonaceous fuel forms the continuous phase

Definitions

  • the present invention is in the field general of industrial explosives for civil use.
  • It relates to new explosive emulsions particularly suitable for slaughter hard rocks in quarries or on construction sites.
  • Water-in-oil cartridge-type explosive emulsions are well known to those skilled in the art.
  • emulsions Compared to the usual dynamites, which contain 25% to 45% nitroglycerin, emulsions aforementioned explosives offer safe use and very clearly improved manufacturing. In counterpart, they are much less powerful and release less explosion energy.
  • a person skilled in the art has long been at the search for explosive emulsions of the aforementioned type, presenting both safety and sensitivity to initiation of cartridge-containing explosive emulsions known and the power of dynamites, namely a detonation speed close to 6000 m / s measured in diameter 80 mm confined, and a total energy measured under water greater than approximately 1100 cal / g.
  • sensitizing molecules such as nitrate hydrazine and organic nitrates, especially amine nitrates such as methylamine nitrate, or well again reaction catalysts such as copper chloride, or even very oxidizing reagents such as chlorates or perchlorates.
  • Patent application EP 598 115 describes for example energetic explosive emulsions based on nitrate ammonium containing an amine nitrate and / or nitrate hydrazine as a sensitizer.
  • US Patent 4,371,408 describes explosive emulsions based on ammonium nitrate and sodium nitrate sensitized with an amine nitrate and containing CuCl 2 as a detonation catalyst.
  • detonation velocity close to 6000 m / s measured in diameter 80 mm confined and a total energy measured under water greater than 1100 cal / g, which can even exceed 1200 cal / g, with a energy efficiency greater than 80%.
  • the object of the present invention is therefore to new cartridge type explosive emulsions water-in-oil sensitized by a gas phase dispersed and comprising ammonium nitrate, sodium nitrate, water, fuel hydrocarbon, emulsifier and aluminum.
  • the aforementioned weight contents are expressed by compared to the sensitized explosive emulsion and have to be understood limits included.
  • the above-mentioned new explosive emulsions according to the invention are in particular devoid of chlorates and perchlorates, for example those of ammonium, of metals alkaline or alkaline earth, devoid of molecules sensitizers of the organic nitrates type, by example of alkylamine nitrates and nitrates alkanolamines, or hydrazine nitrates, for example example of hydrazine nitrate and methylhydrazine, free of metal catalysts such as copper chloride.
  • chlorates and perchlorates for example those of ammonium, of metals alkaline or alkaline earth
  • molecules sensitizers of the organic nitrates type by example of alkylamine nitrates and nitrates alkanolamines, or hydrazine nitrates, for example example of hydrazine nitrate and methylhydrazine, free of metal catalysts such as copper chloride.
  • the hydrocarbon fuel can be a mixture of several hydrocarbon fuels and the emulsifier a mixture of several emulsifiers.
  • the hydrocarbon fuel can be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, saturated or unsaturated.
  • We may for example include toluene, xylenes, petrol, kerosene, fuel oil, paraffins, oils, especially paraffinic oils or naphthenics, fatty acids and their derivatives, waxes, and mixtures thereof, namely any mixture of at least minus two of the above compounds.
  • the hydrocarbon fuel is chosen from the group consisting of oils, waxes, paraffins and their mixtures.
  • the emulsifier can be any well known emulsifier skilled in the art promoting physical stability water-in-oil emulsions by lowering the interfacial tension between the 2 phases of the emulsion.
  • the emulsifier is preferably chosen from the group consisting of polymeric emulsifiers which simultaneously comprise hydrophilic chains and hydrophobic chains, such as derivatives of polyisobutylene and succinic anhydride, amines, in particular those containing from 12 to 24 atoms of carbon, fatty acid esters such as monooleate sorbitan, sorbitan laurate, palmitate sorbitan and sorbitan stearate, alkylaryl sulfonates, and mixtures thereof.
  • polymeric emulsifiers which simultaneously comprise hydrophilic chains and hydrophobic chains, such as derivatives of polyisobutylene and succinic anhydride, amines, in particular those containing from 12 to 24 atoms of carbon, fatty acid esters such as monooleate sorbitan, sorbitan laurate, palmitate sorbitan and sorbitan stearate, alkylaryl sulfonates, and mixtures thereof.
  • Aluminum used in the context of this invention is finely divided, preferably powdery.
  • Its particle size is generally between 0.1 ⁇ m and 250 ⁇ m, better still between 0.5 ⁇ m and 150 ⁇ m.
  • the explosive emulsions according to the invention are sensitized by a dispersed gas phase, according to a method well known to those skilled in the art.
  • nitrites such as nitrite sodium
  • ammonium ions of ammonium nitrate cause in situ formation nitrogen.
  • This reaction can be accelerated by temperature rise and / or by a urea, thiourea or thiocyanate type.
  • the emulsions explosives according to the invention contain between 13% and 17% by volume of dispersed gas phase, better still between 14% and 16% by volume.
  • the sum of the weight contents of ammonium nitrate and sodium nitrate is between 73% and 77%, better still between 74% and 76%.
  • the content by weight in ammonium nitrate is between 61% and 67%, better still between 62% and 65%.
  • the content water weight is between 4.5% and 6.5%, better still between 5% and 6%.
  • the content aluminum weight is between 13% and 17%, better still between 13.5% and 16.5%, better still between 14% and 16%.
  • the content by weight in emulsifier is between 1.5% and 4%, better still between 2% and 3.5%.
  • the content weight in hydrocarbon fuel is between 0.7% and 4%, better still between 0.8% and 3%, better still between 1% and 2%.
  • the density of explosive emulsions according to the invention is preferably between 1.26 and 1.40, better still between 1.28 and 1.37, their speed detonation measured in diameter 80 mm confined is between 5500 m / s and 6300 m / s, better still between 5750 m / s and 6300 m / s, and their total real energy, determined under water, is between 1100 cal / g and 1400 cal / g, better still between 1200 cal / g and 1400 cal / g.
  • the explosive emulsions according to the invention can be obtained by analogy with any process already known obtaining water-in-oil explosive emulsions sensitized by a dispersed gas phase and comprising ammonium nitrate, sodium nitrate, water, a hydrocarbon fuel, an emulsifier and aluminum.
  • the emulsifier may also not be incorporated into this hydrocarbon fuel stage.
  • the emulsion may be obtained using a turbine and simultaneously homogenized for example using a pale clover.
  • the 2 phases, and the emulsifier if it is not incorporated into the phase oily are pumped using metering pumps in supply lines for an foam concentrate.
  • aluminum, microspheres and / or the chemical gas generator are from preferably incorporated into the emulsion by kneading, in the mixer used to make the emulsion, or in a planetary shaker.
  • the adjuvants are preferably incorporated continuously, for example using auger, in a mixer in which also pours the water-in-oil emulsion into from the foam concentrate.
  • the sensitized explosive emulsion thus prepared is then sealed, possibly after a first cooling, manually or automatic, in sheaths such as paper or plastic, using an installation of packaging well known to those skilled in the art.
  • the cartridges obtained are then generally cooled, for example with cold water or air cold depending on the nature of the sheath, so as to stabilize the final emulsion obtained.
  • the aqueous phase (a) and the fatty phase (b) are then introduced into a mixer, then we realize the emulsion using a turbine while homogenizing simultaneously mixing with a pale clover.
  • the temperature self-maintains between 105 ° C and 110 ° C in the mixer.
  • the mass of explosive emulsion that we introduce in each sheath is evidently deduced from the volume of the cartridge sought, the density of the emulsion explosive that is measured before the packaging and the addition of sodium nitrite, and the volume rate sought for gas phase (about 15%).
  • the volume level of desired gas phase is reached and the chemical reaction of formation is then stopped of nitrogen by abruptly lowering the temperature of the emulsion, which is easily achieved by spraying cold water on the cartridges.

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Abstract

La présente invention concerne de nouvelles émulsions explosives encartouchées à usage civil, de type eau-dans-huile, sensibilisées par un gaz dispersé, comprenant, en poids : 60% à 70% de nitrate d'ammonium, 8% à 14% de nitrate de sodium, 4% à 7% d'eau, 0,5% à 5% de combustible hydrocarboné, 0,5% à 5% d'émulsifiant, 12% à 18% d'aluminium. La somme des teneurs en nitrate d'ammonium et nitrate de sodium est comprise entre 70% et 80%, et la somme des teneurs en nitrate d'ammonium, nitrate de sodium, eau, combustible hydrocarboné, émulsifiant et aluminium est comprise entre 95% et 100%. Ces émulsions explosives, qui présentent simultanément une excellente sécurité d'usage et de fabrication, ainsi que l'énergie et la puissance des dynamites, sont particulièrement adaptées pour l'abattage des roches dures.

Description

La présente invention se situe dans le domaine général des explosifs industriels à usage civil.
Elle a pour objet de nouvelles émulsions explosives encartouchées particulièrement adaptées pour l'abattage des roches dures en carrières ou sur chantiers.
Les émulsions explosives encartouchées de type eau-dans-huile sont bien connues de l'homme du métier.
Elles comprennent comme constituants :
  • une phase aqueuse discontinue sous forme de gouttelettes d'une solution aqueuse de sels oxydants inorganiques,
  • une phase organique continue non miscible à l'eau dans laquelle les gouttelettes précitées sont dispersées,
  • un émulsifiant formant une émulsion des gouttelettes aqueuses dans toute la phase organique continue,
  • une phase gazeuse discontinue, uniformément dispersée dans l'émulsion, qui permet d'augmenter la sensibilité à l'amorçage de l'émulsion, chaque bulle de gaz dispersée jouant le rôle de point chaud.
Comparativement aux dynamites usuelles, qui contiennent 25% à 45% de nitroglycérine, les émulsions explosives précitées présentent une sécurité d'usage et de fabrication très nettement améliorée. En contrepartie, elles sont nettement moins puissantes et libèrent une énergie d'explosion moindre.
L'homme du métier est depuis fort longtemps à la recherche d'émulsions explosives de type précité, présentant à la fois la sécurité et la sensibilité à l'amorçage des émulsions explosives encartouchées connues et la puissance des dynamites, à savoir une vitesse de détonation voisine de 6000 m/s mesurée en diamètre 80 mm confiné, et une énergie totale mesurée sous eau supérieure à 1100 cal/g environ.
Il est bien connu d'augmenter la densité des explosifs pour augmenter leur vitesse de détonation. Toutefois, dans le cas des émulsions explosives encartouchées sensibilisées par une phase gazeuse dispersée, une augmentation de la densité implique une diminution de la teneur volumique en phase gazeuse et donc une moindre sensibilité à l'amorçage.
Il est possible de compenser cette moindre sensibilité en incorporant dans les compositions des molécules sensibilisatrices telles que le nitrate d'hydrazine et les nitrates organiques, notamment les nitrates d'amines comme le nitrate de méthylamine, ou bien encore des catalyseurs de réaction tels que le chlorure de cuivre, ou bien encore des comburants très réactifs tels que des chlorates ou perchlorates.
Toutefois, l'usage de telles molécules sensibilisatrices, catalyseurs, et/ou comburants réactifs entraíne un risque important d'accident pyrotechnique. En effet, les nitrates organiques, chlorates et perchlorates sont particulièrement dangereux à manipuler, le nitrate d'hydrazine est instable et les catalyseurs métalliques peuvent réagir avec le nitrate d'ammonium, sel oxydant inorganique en pratique toujours utilisé dans les compositions, seul ou en mélange avec d'autres sels oxydants.
La demande de brevet EP 598 115 décrit par exemple des émulsions explosives énergétiques à base de nitrate d'ammonium contenant un nitrate d'amine et/ou le nitrate d'hydrazine comme sensibilisant.
Le brevet US 4 371 408 décrit des émulsions explosives à base de nitrate d'ammonium et de nitrate de sodium sensibilisées par un nitrate d'amine et contenant du CuCl2 comme catalyseur de détonation.
Il est également connu d'incorporer de l'aluminium dans les émulsions explosives pour augmenter leur énergie. Toutefois, l'accroissement du taux d'aluminium est en pratique limité par le fait que le rendement énergétique, qui est le rapport entre l'énergie mesurée et l'énergie théorique calculée, diminue alors fortement.
De plus, il est connu que la vitesse de détonation diminue lorsque le taux d'aluminium augmente, du fait de la diminution du taux massique des produits gazeux dans les produits de décomposition.
Sur la base de cet enseignement et de ces constatations, il paraissait inconciliable, à l'homme du métier, d'obtenir des émulsions ayant toutes les propriétés et caractéristiques recherchées précitées.
Ce préjugé a pourtant été vaincu.
Il a été découvert, de façon particulièrement inattendue, qu'en associant le nitrate d'ammonium et le nitrate de sodium, à des teneurs pondérales bien particulières, en l'absence d'autres sels inorganiques, de molécules sensibilisatrices de type nitrates organiques ou nitrate d'hydrazine et de catalyseurs métalliques, et en sélectionnant de façon judicieuse la nature et la teneur pondérale des autres constituants, notamment la teneur en eau et en aluminium, on pouvait obtenir des émulsions explosives présentant la sensibilité à l'amorçage et la sécurité d'usage et de fabrication des émulsions explosives encartouchées classiques, tout en présentant les performances des dynamites usuelles, à savoir une vitesse de détonation voisine de 6000 m/s mesurée en diamètre 80 mm confiné et une énergie totale mesurée sous eau supérieure à 1100 cal/g, pouvant même dépasser 1200 cal/g, avec un rendement énergétique supérieur à 80%.
La présente invention a donc pour objet de nouvelles émulsions explosives encartouchées de type eau-dans-huile sensibilisées par une phase gazeuse dispersée et comprenant du nitrate d'ammonium, du nitrate de sodium, de l'eau, un combustible hydrocarboné, un émulsifiant et de l'aluminium.
Ces nouvelles émulsions explosives sont caractérisées en ce que :
  • la teneur pondérale en nitrate d'ammonium est comprise entre 60% et 70%,
  • la teneur pondérale en nitrate de sodium est comprise entre 8% et 14%,
  • la teneur pondérale en eau est comprise entre 4% et 7%,
  • la teneur pondérale en combustible hydrocarboné est comprise entre 1% et 4%,
  • la teneur pondérale en émulsifiant est comprise entre 0,5% et 4%,
  • la teneur pondérale en aluminium est comprise entre 12% et 18%,
  • la somme des teneurs pondérales en nitrate d'ammonium et en nitrate de sodium est comprise entre 70% et 80%,
  • la somme des teneurs pondérales en nitrate d'ammonium, nitrate de sodium, eau, combustible hydrocarboné, émulsifiant et aluminium est comprise entre 95% et 100%, de préférence entre 98% et 100%, mieux encore entre 99% et 100%.
Les teneurs pondérales précitées sont exprimées par rapport à l'émulsion explosive sensibilisée et doivent être comprises limites incluses.
Les nouvelles émulsions explosives précitées selon l'invention sont notamment dépourvues de chlorates et perchlorates, par exemple ceux d'ammonium, de métaux alcalins ou alcalino-terreux, dépourvues de molécules sensibilisatrices de type nitrates organiques, par exemple de nitrates d'alkylamines et de nitrates d'alcanolamines, ou de type nitrates d'hydrazines, par exemple de nitrate d'hydrazine et de nitrate de méthylhydrazine, dépourvues de catalyseurs métalliques de réaction tel que le chlorure de cuivre.
Par ailleurs, le combustible hydrocarboné peut être un mélange de plusieurs combustibles hydrocarbonés et l'émulsifiant un mélange de plusieurs émulsifiants.
Le combustible hydrocarboné peut être aliphatique, cycloaliphatique, aromatique, saturé ou insaturé. On peut citer par exemple le toluène, les xylènes, l'essence, le kérosène, le fuel, les paraffines, les huiles, notamment les huiles paraffiniques ou naphténiques, les acides gras et leurs dérivés, les cires, et leurs mélanges, à savoir tout mélange d'au moins deux des composés précités.
De façon préférée, le combustible hydrocarboné est choisi dans le groupe constitué par les huiles, les cires, les paraffines et leurs mélanges.
L'émulsifiant peut être tout émulsifiant bien connu de l'homme du métier favorisant la stabilité physique des émulsions eau-dans-huile par abaissement de la tension interfaciale entre les 2 phases de l'émulsion.
L'émulsifiant est de préférence choisi dans le groupe constitué par les émulsifiants polymériques qui comportent simultanément des chaínes hydrophiles et des chaínes hydrophobes, tels que les dérivés du polyisobutylène et de l'anhydride succinique, les amines, notamment celles comportant de 12 à 24 atomes de carbone, les esters d'acides gras tels que le monooléate de sorbitan, le laurate de sorbitan, le palmitate de sorbitan et le stéarate de sorbitan, les alkylaryl sulfonates, et leurs mélanges.
L'aluminium utilisé dans le cadre de la présente invention est finement divisé, de préférence pulvérulent.
Sa granulométrie est en général comprise entre 0,1µm et 250µm, mieux encore entre 0,5µm et 150µm.
Les émulsions explosives selon l'invention sont sensibilisées par une phase gazeuse dispersée, selon une méthode bien connue de l'homme de métier.
Parmi les procédés les plus connus d'incorporation d'une phase gazeuse à des explosifs en émulsions, on peut citer le mélange mécanique, le dégagement gazeux in situ au moyen d'agents chimiques, et l'incorporation d'une matière poreuse à alvéoles fermées, par exemple des microballons en verre ou en matière plastique, des perles de mousse en styrène, ou des cendres volantes. On peut aussi associer diverses méthodes, par exemple utiliser simultanément un agent chimique et des microsphères.
Selon la présente invention, on préfère utiliser le dégagement gazeux in situ au moyen d'agents chimiques, notamment l'utilisation de nitrites, comme le nitrite de sodium, qui, par réaction avec les ions ammonium du nitrate d'ammonium, provoquent la formation in situ d'azote. Cette réaction peut être accélérée par élévation de la température et/ou par un catalyseur de type urée, thiourée ou thiocyanate.
De façon particulièrement préférée, les émulsions explosives selon l'invention contiennent entre 13% et 17% en volumes de phase gazeuse dispersée, mieux encore entre 14% et 16% en volumes.
Selon une variante préférée de l'invention, la somme des teneurs pondérales en nitrate d'ammonium et en nitrate de sodium est comprise entre 73% et 77%, mieux encore entre 74% et 76%.
Selon une autre variante préférée, la teneur pondérale en nitrate d'ammonium est comprise entre 61% et 67%, mieux encore entre 62% et 65%.
Selon une autre variante préférée, la teneur pondérale en eau est comprise entre 4,5% et 6,5%, mieux encore entre 5% et 6%.
Selon une autre variante préférée, la teneur pondérale en aluminium est comprise entre 13% et 17%, mieux encore entre 13,5% et 16,5%, mieux encore entre 14% et 16%.
Selon une autre variante préférée, la teneur pondérale en émulsifiant est comprise entre 1,5% et 4%, mieux encore entre 2% et 3,5%.
Selon une autre variante préférée, la teneur pondérale en combustible hydrocarboné est comprise entre 0,7% et 4%, mieux encore entre 0,8% et 3%, mieux encore entre 1% et 2%.
Par ailleurs, la densité des émulsions explosives selon l'invention est de préférence comprise entre 1,26 et 1,40, mieux encore entre 1,28 et 1,37, leur vitesse de détonation mesurée en diamètre 80 mm confiné est comprise entre 5500 m/s et 6300 m/s, mieux encore entre 5750 m/s et 6300 m/s, et leur énergie totale réelle, déterminée sous eau, est comprise entre 1100 cal/g et 1400 cal/g, mieux encore entre 1200 cal/g et 1400 cal/g.
Les émulsions explosives selon l'invention peuvent être obtenues par analogie avec tout procédé déjà connu d'obtention d'émulsions explosives de type eau-dans-huile sensibilisées par une phase gazeuse dispersée et comprenant du nitrate d'ammonium, du nitrate de sodium, de l'eau, un combustible hydrocarboné, un émulsifiant et de l'aluminium.
On peut, par exemple, préparer dans un premier temps :
  • 1) une phase aqueuse par dissolution dans l'eau du nitrate d'ammonium et du nitrate de sodium à une température par exemple comprise entre 100°C et 105°C, dans une cuve munie d'un système de chauffage et d'un système d'agitation. En cas de gazage chimique, on peut optionnellement ajouter à ce stade, dans la phase aqueuse, le catalyseur de réaction précité de type urée, thiourée ou thiocyanate.
  • 2) Une phase grasse, constituée du combustible hydrocarboné et en général de l'émulsifiant, par exemple dans une cuve munie d'un système de chauffage et d'un système d'agitation, par mélange des constituants, à une température par exemple voisine de 95°C.
    • L'émulsifiant peut aussi ne pas être incorporé à ce stade au combustible hydrocarboné.
    On réalise ensuite, dans un second temps, l'émulsion eau-dans-huile, soit en continu, soit en discontinu.
    Selon un procédé en discontinu, après incorporation dans un malaxeur des quantités nécessaires de phase aqueuse, de phase grasse, et d'émulsifiant si celui-ci n'a pas été intégré à la phase grasse, l'émulsion peut être obtenue à l'aide d'une turbine et simultanément homogénéisée par exemple à l'aide d'une pale trèfle.
    Selon un procédé en continu, les 2 phases, et l'émulsifiant s'il n'est pas incorporé à la phase grasse, sont pompés à l'aide de pompes doseuses dans des conduits d'alimentation d'un émulseur.
    On réalise ensuite, dans un troisième temps, l'incorporation, dans l'émulsion obtenue, des divers adjuvants utilisés, à savoir l'aluminium, le générateur de gaz chimique et/ou les microsphères.
    Selon le procédé en discontinu, l'aluminium, les microsphères et/ou le générateur de gaz chimique sont de préférence incorporés à l'émulsion par malaxage, dans le malaxeur ayant servi à réaliser l'émulsion, ou dans un malaxeur à agitation planétaire.
    Selon le procédé en continu, les adjuvants sont de préférence incorporés en continu, par exemple à l'aide de vis sans fin, dans un mélangeur dans lequel se déverse également l'émulsion eau-dans-huile en provenance de l'émulseur.
    L'émulsion explosive sensibilisée ainsi préparée est ensuite encartouchée, éventuellement après un premier refroidissement, de façon manuelle ou automatique, dans des gaines par exemple en papier ou en matière plastique, à l'aide d'une installation d'encartouchage bien connue de l'homme du métier.
    Les cartouches obtenues sont ensuite généralement refroidies, par exemple par de l'eau froide ou de l'air froid selon la nature de la gaine, de façon à stabiliser l'émulsion finale obtenue.
    Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention et les avantages qu'elle procure.
    Exemples 1 et 2 : Emulsions explosives selon l'invention
    On a réalisé les émulsions explosives ayant la composition pondérale suivante :
    Figure 00090001
    Exemple 1 a) Réalisation de la phase aqueuse
    Dans une cuve munie d'un système de chauffage et d'un système d'agitation, on dissout, à une température comprise entre 100°C et 105°C, 74,3 parties en poids de nitrate d'ammonium, 13,8 parties en poids de nitrate de sodium et 0,04 partie en poids de thiourée dans 6,6 parties en poids d'eau.
    b) Réalisation de la phase grasse
    Dans une autre cuve également munie d'un système de chauffage et d'un système d'agitation, on homogénéise, à 95°C, un mélange de :
    • 3,7 parties en poids d'émulsifiant constitué d'un mélange 40/60 en poids respectivement de monooléate de sorbitan et d'un polymère constitué de chaínes polyisobutylènes à terminaisons hydrophiles reliées par des fonctions anhydride succinique,
    • 1,6 parties en poids de combustible hydrocarboné constitué d'un mélange 10/35/20/35 en poids respectivement d'une huile minérale naphténique de point éclair supérieur à 100°C, d'une paraffine solide de point de fusion supérieur à 50°C, d'une paraffine liquide de point éclair supérieur à 150°C et d'une cire microcristalline de point de fusion supérieur à 50°C.
    c) Réalisation de l'émulsion et addition d'adjuvants
    La phase aqueuse (a) et la phase grasse (b) sont ensuite introduites dans un malaxeur, puis on réalise l'émulsion à l'aide d'une turbine tout en homogénéisant simultanément le mélange à l'aide d'une pale trèfle. La température s'auto-entretient entre 105°C et 110°C dans le malaxeur.
    Après obtention d'une émulsion homogène et stable, on ajoute dans le malaxeur, tout en maintenant l'agitation et la température, 17,7 parties en poids d'aluminium en poudre de granulométrie 0-150µm (diamètre médian environ 80µm), puis, juste avant l'encartouchage, 0,09 partie en poids de nitrite de sodium.
    d) Encartouchage de l'émulsion explosive
    On encartouche ensuite l'émulsion explosive obtenue en (c), dont on maintient la température, dans des gaines en matière plastique que l'on clippe ensuite aux 2 extrémités, de façon à obtenir des cartouches approximativement cylindriques ayant par exemple une longueur d'environ 320 mm et un diamètre d'environ 80 mm.
    La masse d'émulsion explosive que l'on introduit dans chaque gaine se déduit de façon évidente du volume de la cartouche recherchée, de la densité de l'émulsion explosive que l'on mesure avant l'encartouchage et l'addition de nitrite de sodium, et du taux volumique recherché de phase gazeuse (environ 15%).
    Lorsque l'émulsion explosive contenue dans la gaine occupe tout le volume offert par la cartouche, le taux volumique de phase gazeuse recherché est atteint et l'on stoppe alors la réaction chimique de formation d'azote en abaissant brusquement la température de l'émulsion, ce qui est facilement réalisé en pulvérisant de l'eau froide sur les cartouches.
    Exemple 2
    On opère comme selon l'exemple 1, mais avec les différences suivantes :
    a) Réalisation de la phase aqueuse
    On utilise 74,9 parties en poids de nitrate d'ammonium (au lieu de 74,3), 13,9 parties en poids de nitrate de sodium (au lieu de 13,8) et 6,7 parties en poids d'eau (au lieu de 6,6).
    b) Réalisation de la phase grasse
    On utilise 3,2 parties en poids de l'émulsifiant (au lieu de 3,7) et 1,3 partie en poids du combustible hydrocarboné (au lieu de 1,6).
    Les caractéristiques physiques et détoniques des émulsions explosives obtenues selon les méthodes usuelles bien connues de l'homme du métier sont les suivantes :
    Figure 00120001

    Claims (10)

    1. Emulsion explosive encartouchée de type eau-dans-huile sensibilisée par une phase gazeuse dispersée, comprenant du nitrate d'ammonium, du nitrate de sodium, de l'eau, un combustible hydrocarboné, un émulsifiant et de l'aluminium, caractérisée en ce que :
      la teneur pondérale en nitrate d'ammonium est comprise entre 60% et 70%,
      la teneur pondérale en nitrate de sodium est comprise entre 8% et 14%,
      la teneur pondérale en eau est comprise entre 4% et 7%,
      la teneur pondérale en combustible hydrocarboné est comprise entre 0,5% et 5%,
      la teneur pondérale en émulsifiant est comprise entre 0,5% et 5%,
      la teneur pondérale en aluminium est comprise entre 12% et 18%,
      la somme des teneurs pondérales en nitrate d'ammonium et en nitrate de sodium est comprise entre 70% et 80%,
      la somme des teneurs pondérales en nitrate d'ammonium, nitrate de sodium, eau, combustible hydrocarboné, émulsifiant et aluminium est comprise entre 95% et 100%.
    2. Emulsion explosive selon la revendication 1, caractérisée en ce que la teneur pondérale en eau est comprise entre 5% et 6%.
    3. Emulsion explosive selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la teneur pondérale en aluminium est comprise entre 13,5% et 16,5%.
    4. Emulsion explosive selon la revendication 1, caractérisée en ce que la somme des teneurs pondérales en nitrate d'ammonium et en nitrate de sodium est comprise entre 73% et 77%.
    5. Emulsion explosive selon la revendication 1, caractérisée en ce que sa densité est comprise entre 1,26 et 1,40.
    6. Emulsion explosive selon la revendication 1, caractérisée en ce que sa vitesse de détonation, mesurée en diamètre 80 mm confiné, est comprise entre 5500 m/s et 6300 m/s.
    7. Emulsion explosive selon la revendication 1, caractérisée en ce que son énergie totale réelle, déterminée sous eau, est comprise entre 1100 cal/g et 1400 cal/g.
    8. Emulsion explosive selon la revendication 1, caractérisée en ce que sa teneur volumique en phase gazeuse dispersée est comprise entre 13% et 17%.
    9. Emulsion explosive selon la revendication 1, caractérisée en ce que le combustible hydrocarboné est choisi dans le groupe constitué par les huiles, les cires, les paraffines et leurs mélanges.
    10. Emulsion explosive selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'émulsifiant est choisi dans le groupe constitué par les amines, les esters d'acides gras, les alkylaryl sulfonates, les polymères comportant simultanément des chaínes hydrophiles et des chaínes hydrophobes, et leurs mélanges.
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