FR2677978A1 - EXPLOSIVE SAFETY COMPOSITION AND PREPARATION THEREOF. - Google Patents
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Abstract
La composition explosive de sécurité ou admissible a une consistance de gel. Elle contient une solution de sels oxydants dans une proportion de 35 à 50 %, une solution de nitrate d'amine dans une proportion de 18 à 25 % et un mélange de solides dans une proportion de 20 à 35 %, dans lequel est inclus un couple salin constitué d'un halogénure d'ammonium et d'un nitrate alcalin, qui agit comme inhibiteur, en outre étant présents des agents épaississants et des agents régulateurs de densité. Des exemples de couples salins sont donnés. Contenant un couple salin générateur de produits d'inhibition, le procédé de fabrication comporte une préparation de prémélanges d'oxydants, de sensibilisants et d'additifs, l'un en phase liquide et l'autre en phase solide, et un traitement ultérieur conjoint jusqu'à l'obtention de la composition qui satisfait aux exigences requises.The safety or permissible explosive composition has a gel consistency. It contains a solution of oxidizing salts in a proportion of 35 to 50%, a solution of amine nitrate in a proportion of 18 to 25% and a mixture of solids in a proportion of 20 to 35%, in which is included a salt couple consisting of an ammonium halide and an alkali nitrate, which acts as an inhibitor, in addition being present thickening agents and density regulating agents. Examples of saline couples are given. Containing a salt couple generating inhibition products, the manufacturing process comprises a preparation of premixes of oxidants, sensitizers and additives, one in liquid phase and the other in solid phase, and a subsequent joint treatment until the composition which meets the required requirements is obtained.
Description
Les compositions explosives de type hydrogel, bien que largement diffuséesHydrogel explosive compositions, although widely distributed
et utilisées sur le marché des explosifs en raison des propriétés intrinsèques qu'elles apportent, ne sont and used in the explosives market because of the intrinsic properties they bring, are not
cependant pratiquement pas introduites dans le domaine d' activi- however, hardly any introduction to the field of activity
té des explosifs de sécurité ou admissibles. Pour l'obtention des caractéristiques de sécurité de ces compositions, il est habituel d' utiliser des agents inhibiteurs, tels que des halogénures de métaux alcalins et alcalino-terreux, safety or acceptable explosives. In order to obtain the safety characteristics of these compositions, it is usual to use inhibiting agents, such as alkali and alkaline earth metal halides,
des sulfates et des sels ammoniacaux. sulphates and ammoniacal salts.
Dans le brevet espagnol n' 505 395/5 au nom de Ireco Chemicals, on a décrit une composition explosive, type hydrogel, basée sur l'utilisation comme sel oxydant d'un minimum de 15 % de nitrate de calcium, qui permet d'augmenter la sensibilité à des températures plus basses et qui, en même temps, évite ou diminue 1 'emploi d' autres sensibilisants, qui, en raison de leurs In the Spanish patent No. 505 395/5 in the name of Ireco Chemicals, an explosive composition, hydrogel type, based on the use as an oxidizing salt of at least 15% of calcium nitrate, has been described. to increase sensitivity to lower temperatures and at the same time avoid or reduce the use of other sensitizers which, because of their
caractéristiques, conditionneraient la considération de cette compo- characteristics, would condition the consideration of that
sition comme explosif de sécurité ou admissible Ces mélanges as a safety explosive or admissible
explosifs sont considérés de sécurité conformément à la législa- explosives are considered safe in accordance with
tion et aux normes de 1 ' Inde et des USA. and standards of India and the USA.
L'aspect le plus caractéristique du brevet d'Allemagne de l'Ouest N O P2350605 0-45, au nom de IDL Chemicals Limited, est l'utilisation comme sensibilisant d'un aluminium passivé avec l'emploi d'un sel réfrigérant La passivation de l'aluminim s 'obtient grâce à un traitement préalable avec du mono ou du The most characteristic aspect of West German Patent No. P2350605 0-45, in the name of IDL Chemicals Limited, is the use as a sensitizer of passivated aluminum with the use of a refrigerant salt. Passivation aluminim is obtained by pre-treatment with mono or
poly-hydroxyalcool.poly-hydroxyalcool.
L 'explosif de sécurité qui est décrit dans le brevet d' Afri- The safety explosive which is described in the US Pat.
que du Sud N O 87/2089, au nom de AECI Limited, présente la particularité d'utiliser de l'aluminium en quantités limitées à 1,2 à 1, 6 % du mélange explosif, au moins 40 % de l'aluminium étant de l'aluminium atomisé, lequel, outre le fait qu'il diffère par la forme, la dimension et les propriétés de l'aluminium en paillettes, degré peinture, présente des superficies spécifiques inférieures. La demande de brevet espagnol N O P-9001635, au nom de Dantex Explosives Limited, décrit un explosif de sécurité ou admissible, conformément à la réglementation en vigueur en Afrique du Sud, qui se caractérise fondamentalement par le fait qu'il contient une quantité appropriée d'aluminium en paillettes, degré peinture, sans aucun traitement de passivation et ne South of 87/89, on behalf of AECI Limited, has the particularity of using aluminum in limited quantities at 1.2 to 1.6% of the explosive mixture, at least 40% of the aluminum being Atomized aluminum, which apart from the fact that it differs in form, the size and properties of flake aluminum, paint degree, has lower specific surface areas. Spanish patent application No. P-9001635, in the name of Dantex Explosives Limited, describes a safety or acceptable explosive, in accordance with the regulations in force in South Africa, which is essentially characterized by the fact that it contains an appropriate quantity flake aluminum, paint grade, without any passivation treatment and does not
contient aucun autre type d'aluminium. contains no other type of aluminum.
Le concept fondamental de la présente invention est le caractère d'explosif de sécurité basé sur l'utilisation d' un The basic concept of the present invention is the safety explosive character based on the use of a
couple salin halogénure/nitrate dans sa composition. halide salt / nitrate pair in its composition.
L' utilisation d' explosifs dans les mines de charbon, en The use of explosives in coal mines,
raison de la possibilité de l'existence d' atmosphères potentielle- because of the possibility of the existence of potential atmospheres-
ment inflammables, détermine le respect d'une réglementation stricte et celui de réussir une série d'essais spécifique Ainsi, en Espagne, on exige pour cela son homologation comme explosifs de sécurité et, selon la spécification technique N O ET 310-85, ils doivent réussir des essais qui, bien qu'ils soient distincts selon flammable, determines the respect of a strict regulation and that of succeeding a series of specific tests Thus, in Spain, one requires for it its approval as security explosives and, according to the technical specification NO AND 310-85, they must pass tests that, although they are distinct according to
le type ou la catégorie d'explosif concernés, consistent fondamen- the type or category of explosive concerned, basically
talement à exploser dans diverses conditions de confinement et de poids, en deux types d' atmosphères, un en mélange de méthane à l'air et l'autre en atmosphère de poussière de charbon dans explosive under various conditions of containment and weight, in two types of atmospheres, one in a mixture of methane in the air and the other in an atmosphere of coal dust in
l' air.the air.
La présente invention fait référence à la composition et au The present invention refers to the composition and
processus de fabrication d'une suspension aqueuse avec consistan- process for producing an aqueous suspension with
ce de gel et explosive, qui présente les caractéristiques d'un explosif de sécurité ou admissible, conformément à la législation this gel and explosive, which has the characteristics of a safety explosive or permissible, according to the legislation
et à la réglementation en vigueur en Espagne. and the regulations in force in Spain.
Ce comportement S 'obtient par la présence dans la formula- This behavior S 'obtains by the presence in the formulation
tion d'un couple de sels inorganiques qui réagissent entre eux, au moment de la détonation par l' apport énergétique des autres éléments non inertes présents dans la composition, provoquant, à l'état naissant, un autre sel dont le pouvoir inhibiteur est très supérieur à celui qu'il apporterait à la composition S 'il y avait tion of a pair of inorganic salts which react with each other at the moment of detonation by the energy supply of the other non-inert elements present in the composition, causing, in the nascent state, another salt whose inhibitory power is very low. superior to the one he would bring to the composition If there was
été directement incorporé.been directly incorporated.
L 'emploi d' halogénures de métal alcalin ou alcalino-terreux comme agents inhibiteurs dans des compositions explosives de The use of alkali or alkaline earth metal halides as inhibiting agents in explosive
sécurité par addition directe est connu, mais leur pouvoir réfrigé- direct addition safety is known, but their refrigeration
rant est de l'ordre de 30 % du pouvoir théorique,, alors que lorsque ces halogènes se trouvent à l'état naissant, on obtient %. En conséquence, le concept fondamental de cette invention rant is of the order of 30% of the theoretical power, whereas when these halogens are in the nascent state,% is obtained. As a result, the fundamental concept of this invention
est l 'utilisation d' au moins 11 % environ d ' halogénures d' ammo- is the use of at least about 11% of ammonium halides.
nium et, plus concrètement, de chlorammonium, en combinaison avec des quantités appropriées de nitrate de sodium ou de potassium qui, en réagissant, produisent, d'une part, des gaz nium and, more specifically, chlorammonium, in combination with appropriate quantities of sodium or potassium nitrate which, on reacting, produce, on the one hand,
combustibles et comburants, qui fournissent l'énergie exigée com- fuels and oxidants, which provide the required energy
me explosif, et, d'autre part, un sel inhibiteur à l'état explosive, and, on the other hand, an inhibitory salt in the state
naissant qui a un pouvoir réfrigérant et anti-flamme maximal. nascent which has maximum cooling and anti-flame power.
Le processus de fabrication détermine la préparation préala- The manufacturing process determines the pre-
ble de trois mélanges, deux en phase liquide et un autre en phase solide Le premier de ces mélanges est constitué d'une solution aqueuse de sels oxydants dans le but d'obtenir un three mixtures, two in liquid phase and one in solid phase The first of these mixtures consists of an aqueous solution of oxidizing salts in order to obtain a
mélange eutectique avec une température de cristallisation relati- eutectic mixture with a relative crystallization temperature
vement basse par rapport à la concentration de sels qui est présente en lui De même, on pourrait utiliser un seul sel Il convient d'utiliser, dans cette solution, un agent épaississant afin de donner à la solution une viscosité appropriée, et comme tel on peut utiliser des gommes provenant de graines comme les gommes de guar ou des produits bio- synthétiques, comme la gomme xanthane, ou de fractions ou dérivés d'amidon ou de celluloses, comme la carboxyméthylcellulose ou des polymères It should also be possible to use a single salt in this solution, a thickening agent in order to give the solution an appropriate viscosity, and as such it is possible to use a single salt. can use seed-derived gums such as guar gums or bio-synthetic products, such as xanthan gum, or starch or cellulosic fractions or derivatives, such as carboxymethylcellulose or polymers
synthétiques, comme le polyacrylamide. synthetic, such as polyacrylamide.
Les sels à utiliser dans cette solution sont généralement des composés inorganiques de métaux alcalins et alcalino-terreux et d' ammonium, et, de préférence, on utilisera du nitrate de sodium ou de potassium et du nitrate d ' ammonium, et on peut employer d'autres sels, tels que des perchlorates de sodium, de potassium ou d'ammonium, ou du nitrate de calcium, ou des mélanges de ces sels On doit garder chaude la solution obtenue, à une température d'environ 100 C au-dessus de sa température The salts to be used in this solution are generally inorganic compounds of alkali and alkaline earth metals and ammonium, and preferably sodium or potassium nitrate and ammonium nitrate will be used, and other salts, such as sodium, potassium or ammonium perchlorates, or calcium nitrate, or mixtures of these salts The solution obtained should be kept warm at a temperature of about 100 ° C above its temperature
de cristallisation.of crystallization.
La seconde phase liquide de formulation contient l'apport The second liquid phase of formulation contains the input
fondamental d ' éléments sensibilisateurs et se compose d 'une solu- of sensitizing elements and consists of a solution
tion aqueuse d 'un nitrate de: monométhylamine hexamine, éthanol- aqueous solution of a nitrate of: monomethylamine hexamine, ethanol-
amine, diéthanolamine, triéthanolamine, diéthylène, éthylène diamine, diméthylamine ou un mélange de ceux-ci Cette solution doit être gardée à une température de l'ordre de 100 C au-dessus amine, diethanolamine, triethanolamine, diethylene, ethylene diamine, dimethylamine or a mixture of these This solution must be kept at a temperature of about 100 C above
de sa température de cristallisation. its crystallization temperature.
*La phase solide est formée par le reste des composants faisant partie de la formulation et qui sont principalement constitués de trois groupes de produits, du chlorammonium, le reste des sels oxydants non inclus dans la première phase liquide qui seront, de préférence, du nitrate de potassium, de sodium ou d'ammonium ou un mélange de ceux-ci, et on peut également en utiliser d'autres sels, tels que le nitrate de * The solid phase is formed by the rest of the components forming part of the formulation and which consist mainly of three groups of products, chlorammonium, the rest of the oxidizing salts not included in the first liquid phase which will preferably be nitrate potassium, sodium or ammonium, or a mixture thereof, and other salts such as nitrate
calcium ou des perchlorates de sodium, de potassium et d'ammo- calcium or perchlorates of sodium, potassium and ammo-
nium, et des additifs nécessaires du type des régulateurs de nium, and the necessary additives of the type of
densité, épaississants et combustibles. density, thickeners and fuels.
Ces combustibles peuvent être des substances carbonés, comme le charbon, des produits d'origine végétale, comme les amidons, la farine, la sciure, le caoutchouc, des liquides organiques, comme les glycols, et généralement tout produit parmi ceux qui sont connus pour cette application dans les quantités qui permettent de disposer d'une formulation ayant un These fuels may be carbonaceous substances, such as charcoal, plant-based products, such as starches, flour, sawdust, rubber, organic liquids, such as glycols, and generally any of those known for this application in the quantities that make it possible to have a formulation having a
bon équilibre d 'oxygène La formulation pour amener une certai- good balance of oxygen Formulation to bring certainty
ne proportion, moins de 2 %, d'un aluminium à haute superficie spécifique, comme l'aluminium, type degré peinture On incorpore proportion, less than 2%, of a specific high surface area aluminum, such as aluminum, paint grade type Incorporates
également à ce mélange les produits à caractère physique généra- This mixture also includes products of a general physical nature.
lement utilisés pour réguler la densité, tels que des microsphères de verre ou de plastique, (perlite), ainsi que comme partie de l'agent épaississant utilisé accompagné d'un produit réticulant qui agit sur l'épaississant, donnant au produit final une consistance de gel Ces produits sont généralement des ions métalliques, tels que les dichromates ou les antimoniates, les used to control density, such as glass or plastic microspheres, (perlite), as well as as part of the thickening agent used together with a crosslinking agent which acts on the thickener, giving the final product a consistency These products are usually metal ions, such as dichromates or antimoniates,
plus usuels étant le pyro-antimoniate de potassium et le dichro- most common being potassium pyro-antimoniate and dichro-
mate de potassium, qui s'utilisent en très petites proportions Si l'on utilise des gazéifiants chimiques pour la régulation de la Potassium mate, which are used in very small proportions If chemical gasifiers are used for the regulation of
densité, on les ajouterait à la fin du processus de préparation. density, they would be added at the end of the preparation process.
On fait ces trois préparations préalables dans des mélan- These three pre-preparations are done in
geurs appropriés distincts, et en grandes quantités, en dosant une partie d'entre elles pour des quantités relativement petites d'explosif à un mélangeur à hautes révolutions en réalisant le mélange sur une courte durée, inférieure à la minute, d'o on le vide ' dans une trémie pour, à partir de celle-ci, alimenter les separate quantities, in large quantities, by dosing a portion of them for relatively small quantities of explosive to a high revolutions mixer by mixing for a short time, less than a minute, where emptied 'into a hopper, from which it feeds the
machines à mettre en cartouches.machines to put in cartridges.
Une composition explosive de sécurité, du type hydrogel, conforme à la présente invention, est formée des composants suivants: une première solution aqueuse formée de 15 à 20 % d'eau, 18 à 25 % de nitrate de sodium ou de potassium, 55 à 65 An explosive safety composition, of the hydrogel type, according to the present invention, is formed of the following components: a first aqueous solution formed from 15 to 20% of water, 18 to 25% of sodium or potassium nitrate, 55 to 65
% de nitrate d'ammonium, 0,1 à 0,5 % d'un agent épaississant. % ammonium nitrate, 0.1 to 0.5% of a thickening agent.
Dans celle-ci, on peut inclure totalement ou partiellement les combustibles liquides de la formulation Cette solution entre dans la composition finale d'un explosif pour une proportion de l'ordre de 35 à 50 % Une seconde solution d'un nitrate d'amine, dans de l'eau, dans des proportions de l'ordre de 15 à 30 % En fonction de ces proportions, la quantité de cette solution à utiliser dans le mélange explosif est variable mais toujours telle qu 'elle apporte entre 20 et 30 % de nitrate d' amine et une quantité d'eau équivalant à 2,5 à 5 % Le mélange constitué par le reste des composants est formé par du chlorammonium, en quantités de 40 à 60 %, du nitrate de sodium ou de potassium, à 65 %, d'un amidon en proportion de 10 à 15 %, d'un agent épaississant avec réticulant, tel que de la gomme de guar, et de pyroantimoniate de potassium, autour de 4 à 9 %, en fonction de la densité que l'on souhaite obtenir et qui peut être comprise entre 0,85 % et 1,35 % g/cc De ce mélange de solides, on doit prendre pour faire le mélange explosif une quantité entre 20 et % Lorsque la formulation comporte de l'aluminium, celui-ci sera dans une quantité de 1 à 1,8 -% et on peut l'ajouter dans le dernier processus de mélange ou dans le mélange préalable de In this one, it is possible to include totally or partially the liquid fuels of the formulation This solution enters the final composition of an explosive for a proportion of the order of 35 to 50% A second solution of an amine nitrate in water, in proportions of the order of 15 to 30% Depending on these proportions, the amount of this solution to be used in the explosive mixture is variable but still such that it provides between 20 and 30% Amine nitrate and a quantity of water equivalent to 2.5 to 5% The mixture consisting of the remainder of the components is formed by chlorammonium, in amounts of 40 to 60%, sodium nitrate or potassium, to 65%, a starch in a proportion of 10 to 15%, a thickening agent with crosslinking agent, such as guar gum, and potassium pyroantimoniate, around 4 to 9%, depending on the density than one wants to get and that can be between 0.85% and 1.35% g / cc Of this melan If the formulation contains aluminum, it shall be in an amount of 1 to 1.8% and may be added in the form of solids. last mixing process or in the pre-mix of
solides.solid.
Dans le tableau suivant, on a présenté quelques exemples de formulations qui illustrent les compositions explosives définies dans la présente invention, lesquelles n'ont aucun caractère restrictif, car il peut exister de nombreuses autres formulations possibles: Quantités en % In the following table, we have presented some examples of formulations which illustrate the explosive compositions defined in the present invention, which are not restrictive, because there may be many other possible formulations: Quantities in%
1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8
Eau Chlorammonium Nitrate de sodium Nitrate de potassium ,4 ,0 22,4 ,3 12,0 19,1 9,4 ,0 24,0 11,9 11,0 ,5 12,8 ,5 ,8 14,0 21,4 ,6 11,0 21,5 18, 8 Nitrate de calcium Nitrate d ammonium10 Chlorure de sodium Nitrate de monométhylamine Aluminium Additifs 6,0 Water Chlorammonium Sodium nitrate Potassium nitrate, 4, 0 22.4, 3 12.0 19.1 9.4, 0 24.0 11.9 11.0, 5 12.8, 5, 8 14.0 21 , 4, 6 11.0 21.5 18, 8 Calcium nitrate Ammonium nitrate10 Sodium chloride Monomethylamine nitrate Aluminum Additives 6.0
24,0 22,024.0 22.0
22,0 1,5 4,7 3,0 22,022.0 1.5 4.7 3.0 22.0
,0 19,8, 0 19.8
1,31.3
,6 5,5, 6.5
29,0 26,729.0 26.7
,0 23,0 1,4 4,9 18,0 1,2 ,3 3,0, 0 23.0 1.4 4.9 18.0 1.2, 3 3.0
,0 24,3 24,30 24.3 24.3
23,0 23,2 23,223.0 23.2 23.2
1,0 1,01.0 1.0
,8 5,4 6,0, 8.0 5.4 6.0
Toutes ces formulations ont été préparées conformément à la procédure décrite dans cette invention, et on a employé des quantités de mélanges préalables comprises dans les pourcentages définis et dans les quantités nécessaires pour obtenir 50 kg de mélange explosif Ces formulations ont des densités qui varient entre 1,05 et 1,24, plus une vitesse de détonation de 2700 m/s et 3100 m/s Elles ont été testées comme explosifs de sécurité du type II conformément à la spécification technique ET 310185 de la All these formulations were prepared according to the procedure described in this invention, and pre-blended quantities of the percentages defined and the amounts required to obtain 50 kg explosive mixture were used. These formulations have densities that vary between , 05 and 1.24, plus a detonation velocity of 2700 m / s and 3100 m / s. They have been tested as Type II safety explosives in accordance with ET 310185 technical specification.
réglementation espagnole sur les essais spécifiés dans la norme. Spanish regulations on the tests specified in the standard.
,5 12,0 23,0, 5 12.0 23.0
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