HU216021B - Eljárás TNT robbanóanyagok regenerálására és a regenerált TNT-vel ammatolgranulátum készítésére, valamint az eljárással előállított robbanótöltetet tartalmazó robbanótest - Google Patents

Abstract

A találmány rőbbanóanyagők regenerálására és a regenerált TNT-velammatőlgranűlátűm készítésére vőnatkőzó eljárás, amely eljárás sőránaz őlajkiválás következtében csökkent kémiai és fizikai stabilitású éscsökkent rőbbantástechnikai jellemzőkkel rendelkező TNT-tkiőlvasztják. A találmány tővábbá eljárás a regenerált TNT-vel készültammatőlgranűlátűm készítésére, és az így készült ammatő granűlátűmfelhasználásával előállítőtt rőbbanótöltetet tartalmazó rőbbanótest,amely rőbbanótestnek vízáteresztő bűrkőlata van. A találmány szerintiTNT-regenerálási eljárásnak az a lényege, hőgy a megőlvasztőtt TNT-t40–60 tömegszázalék víz hőzzáadagőlásával 15–20 percig főzik, majd afőzés sőrán alűl elhelyezkedő TNT-t a fő őtartály alján leengedik,hűtik, szárítják, és ha az így nyert TNT dermedéspőntja nem éri el a351 K (78 řC) hőfőkőt, a főzést egyszer vagy többször megismételik. Atalálmány szerinti ammatőlgranűlát m készítésére vőnatkőzó eljárásnakaz a lényege, hőgy a regenerált TNT-t ismét megőlvasztják, majd 3–7tömegszázalék flegmetizátőrstabilizátőr adalékanyagőt adagőlnak hőzzá,és az így nyert TNT-öntvé yt 90–100 řC hőfőkra felmelegítik, és azőlvadékba, attól elválasztva mikrőpórűsős szerkezetű ammóniűm-nitrátgranűlátűmőt kevernek 4–8 percig, ezűtán a TNT-öntvényőlvadékkaltelített ammóniűm-nitrát t kiemelik a TNT-öntvényőlvadékból, afelesleges TNT-öntvényőlvadékőt eltávőlítják, és szőbahőmérsékletrehűtik. A találmány szerinti rőbbanótestnek az a lényege, hőgy arőbbanótöltet (1) 78–82 tömeg zázalék ammatőlgranűlátűmőt és 22–18tömegszázalék TNT-öntvénygranűlátűmőt tartalmaz. ŕ

Description

A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 1 lap ábra)

HU 216 021 Β flegmetizátorstabilizátor adalékanyagot adagolnak hozzá, és az így nyert TNT-öntvényt 90-100 °C hőfokra felmelegítik, és az olvadékba, attól elválasztva mikropórusos szerkezetű ammónium-nitrát granulátumot kevernek 4-8 percig, ezután a TNT-öntvényolvadékkal telített ammónium-nitrátot kiemelik a TNT-öntvényolvadékból, a felesleges TNT-öntvényolvadékot eltávolítják, és szobahőmérsékletre hűtik. A találmány szerinti robbanótestnek az a lényege, hogy a robbanótöltet (1) 78-82 tömegszázalék ammatolgranulátumot és 22-18 tömegszázalék TNT-öntvénygranulátumot tartalmaz.

A találmány TNT robbanóanyagok regenerálására vonatkozó eljárás, amely eljárás során az olajkiválás következtében csökkent kémiai és fizikai stabilitású és csökkent robbantástechnikai jellemzőkkel rendelkező TNT-t kiolvasztjuk. A találmány továbbá eljárás a regenerált TNT-vel készült ammatolgranulátum készítésére, és az így készült ammatolgranulátum felhasználásával előállított robbanótöltetet tartalmazó robbanótest, amely robbanótestnek vízáteresztő burkolata van.

Mint ismeretes, a lőszerekben alkalmazott TNT-re 20 (trinitro-toluol) vonatkozólag igen szigorú követelményeket írnak elő, elsősorban annak érdekében, hogy az előírt tárolási idő (húsz év) alatt a minőségét meg tudja őrizni. Szigorú követelmény a dermedéspont minimumának (253,2 K fok) elérése, de ennél rendszerint magasabb, általában 253,8 K fok beállítása. A minőséget a tárolási idő alatt az olajkiválás rontja le, és a dermedéspontot 253 K fok alá csökkenti, ami már az indíthatóság és a TNT brizanciájának csökkenését eredményezi.

Ismeretes továbbá, hogy a csökkent minőségű TNT-t a lövedékekből el kell távolítani. Ez az eddigi gyakorlat szerint kiolvasztással történt, és utána a kiolvasztott TNT-t sok esetben nem használták fel, hanem elégették.

Vannak azonban olyan alkalmazások, ahol nincs szükség hosszú tárolási időre, és így a TNT - regenerálás után - ott még felhasználható. Ilyen regenerálási eljárást ismertet például az US 3,956,409 számú szabadalmi leírás, ahol a regenerálást ammónium-szulfiddal végzik. Az US 4,003,953 szabadalmi leírás egy másik eljárást ismertet, amelyet magnézium-szulfid és magnézium-biszulfid keverékével végeznek. Egy harmadik eljárás során, amely például az US 3,391,934 számú szabadalmi leírásból ismerhető meg, a TNT-t folyékony állapotban egy 20-50 μιη pórusméretű szinterfém szűrő felett elvezetve regenerálják. Mindezek az eljárások rendkívül költségesek, mert különböző adalékanyagokra vagy berendezésekre van szükség.

Ismeretes az is, hogy az iparban, azon belül elsősorban a bányászatban felmerül olyan igény, hogy például vizes bányában robbantásokat (kőzetjövesztés, árkok, csatornák kialakítása) hajtsanak végre. A robbantások biztonságos végrehajtásához vízálló robbanóanyagokat alkalmaznak. A vízálló robbanóanyagnak az a lényege, hogy vizes közegben, illetve vízzel való közvetlen érintkezés során - típustól függően - néhány óráig vagy néhány napig megőrzik robbanóképességüket.

Ismert tény az is, hogy az esetenként adalékanyagot tartalmazó TNT-olvadékból öntéssel előállítható úgynevezett TNT-öntvény önmagában vízálló, továbbá az ammónium-nitrát önmagában nem vízálló, azonban a TNT-öntvényből és ammónium-nitrátból álló ammatol robbanóanyagok önmagukban szintén vízállóak. Az ammónium-nitrát viszonylag olcsó, és gazdaságosan 15 használható fel robbanóanyag előállításához.

Ismeretes olyan robbanóanyag, amely TNT-t és ammónium-nitrátot is tartalmazó keverékkel készül. Ilyen megoldások találhatók az US P 4,110,136 számú szabadalmi leírásban.

A találmány célja a csökkent minőségű TNT minőségének oly mértékű feljavítása, amely lehetővé teszi más területen megengedhető rövidebb idejű tárolásra és a csökkent indíthatóság melletti felhasználásra, például ammónium-nitráttal kapcsolatba hozva ammatol robba25 nóanyag készítésére.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a hosszú idejű raktározás során az olajkiválás következtében minőségileg leromlott TNT az olaj eltávolításával oly mértékben regenerálható, hogy körülbelül további há30 rom évig felhasználhatóvá válik. Felismertük továbbá, hogy az így regenerált TNT-vel a viszonylag olcsó, mikropórusokat tartalmazó ammónium-nitrát telíthető, és az eredményként létrejött vízálló ammatolgranulátum további TNT-granulátum hozzáadásával a felhasz35 nálási igénynek megfelelő, például bányászatban alkalmazható robbanótöltet készíthető.

A találmány szerinti TNT-regenerálási eljárásnak az a lényege, hogy a megolvasztott TNT-t 40-60 tömegszázalék víz hozzáadagolásával 15-20 percig főzzük, 40 majd a főzés során alul elhelyezkedő TNT-t a főzőtartály alján leengedjük, hűtjük, szárítjuk, és ha az így nyert TNT dermedéspontja nem éri el a 351 K hőfokot, a főzést egyszer vagy többször megismételjük. A találmány szerinti ammatolgranulátum készítésére vonatko45 zó eljárásnak az a lényege, hogy a regenerált TNT-t ismét megolvasztjuk, majd 3-7 tömegszázalék flegmetizátorstabilizátor adalékanyagot adagolunk hozzá, és az így nyert TNT-öntvényt 363-373 K (90-100 °C) hőfokra felmelegítjük, és az olvadékba, 50 attól elválasztva mikropórusos szerkezetű ammóniumnitrát granulátumot keverünk 4-8 percig, ezután a TNT-öntvényolvadékkal telített ammónium-nitrátot kiemeljük a TNT-öntvényolvadékból, a felesleges TNTöntvényolvadékot eltávolítjuk, és szobahőmérsékletre 55 hűtjük. A találmány szerinti robbanótestnek az a lényege, hogy a robbanótöltet 78-82 tömegszázalék ammatolgranulátumot és 22-18 tömegszázalék TNTöntvénygranulátumot tartalmaz.

A találmány szerinti eljárás egy megvalósítási mód60 ja szerint a regenerált TNT-t daraboljuk és szitáljuk.

HU 216 021 Β

Egy további megvalósítási mód szerint a mikropórusos szerkezetű ammónium-nitrát granulátumot kosárba helyezzük, majd TNT-öntvényolvadékba merítjük, és oly módon keverjük, hogy a TNT-öntvényolvadék a kosáron keresztül az ammónium-nitrát grantulátum felületére és mikropórusaiba jusson.

Egy előnyös megvalósítási mód szerint a TNT-öntvényolvadékkal telített ammónium-nitrátból csurgatással vagy centrifugálással távolítjuk el a felesleges TNTöntvényolvadékot. A flegmatizátor-stabilitázor adalékanyag például kalcium-karbonát lehet.

A találmány szerinti robbanótest egy kiviteli példája szerint az ammatolgranulátum 78-82 tömegszázalék ammónium-nitrátot, 13-17 tömegszázalék regenerált TNT-t és 3-7 tömegszázalék flegmatizátor-stabilizátor adalékanyagot, előnyösen kalcium-karbonátot tartalmaz.

Egy további igen előnyös kiviteli példa szerint a robbanótöltet vízáteresztő burkolata egy- vagy többrétegű műanyag, előnyösen polietilén vagy a végein vízáteresztő kötéssel lezárt fólia.

A találmány szerinti eljárást és robbanótestet részletesebben példák segítségével ismertetjük, az 1. ábrán a találmány egy kiviteli példája szerinti robbanótestet szemléltetünk.

1. példa

A találmány szerinti eljárás egy példája szerint a lövedékekből gőzzel kiolvasztott TNT-t körülbelül 501% víz hozzáadásával főzzük. A főzés következtében a TNT-ből kivált olaj a főzet tetején foglal helyet, így alul az olajtól megtisztított TNT leengedhető. Ha a TNT felett a víz még szennyezett és ha a regenerált TNT dermedéspontja nem éri el a 351 K (78 °C) hőmérsékletet, a főzést mindaddig megismételjük, amíg a dermedéspont 78 °C fölé nem kerül. Az ilyen TNT ugyanis biztonságosan három évig tárolható, és így az említett polgári célokra felhasználható. Ha a regenerált TNT minősége már megfelelő, akkor lehűtjük, daraboljuk (daráljuk), majd megszitáljuk, hogy az esetleges mechanikai szennyeződés, ami préseléskor robbanást okozhat, ne maradjon benne.

2. példa

A találmány szerinti eljárással a regenerált TNT felhasználásával rendkívül jó robbanástechnikai jellemzőkkel rendelkező ammatol robbanóanyag állítható elő. Mint ismeretes, az ammatol fizikai-kémiai felépítését tekintve ammónium-nitrát és - esetenként adalékanyagokat is tartalmazó - TNT-ből álló, minimum két fázisból álló rendszer. Az ammatol robbanóanyag önmagában vízálló. Az eljárás szerint a regenerált TNT-t megolvasztjuk, és 3-7, előnyösen 5 tömegszázalék flegmatizátor-stabilizátor adalékanyagot, a példa szerint kalcium-karbonátot hozzáadagolva az így nyert öntvényo Ivadékot 90-100 °C hőmérsékletre melegítjük. Egy kosárba, amely falán lévő nyílásokon keresztül a TNT-öntvényolvadék át tud hatolni, ammónium-nitrát granulátumot helyezünk, majd a kosarat bemerítjük a TNT-öntvényolvadékba, és 4-10 percig keverjük. A mikropórusos szerkezetű ammónium-nitrát pórusaiba a TNT-öntvényolvadék a kosár nyílásain keresztül felszívódik, és rárakódik az ammónium-nitrát felületére is. A keverés befejezésével a kosarat a benne lévő, TNT-oIvadékkal telített ammónium-nitráttal együtt kiemeljük a TNT-öntvényolvadékból, és a felesleges TNT-öntvényolvadékot elsősorban a mikropórusokból lecsurgatással eltávolítjuk, míg a TNT-öntvényolvadék az ammónium-nitrát felületén filmbevonatot képez, majd szárítjuk és granuláljuk. Az ammónium-nitrát ezzel az eljárással körülbelül 13-17 tömegszázalék TNT-öntvényolvadék felvételére képes.

3. példa

Egy másik példaképpeni eljárás során a felesleges TNT-öntvényolvadékot centrifugálással távolítjuk el az ammónium-nitrátból. A centrifugálást például egy 500 mm sugarú forgódobban 500/min forgódob fordulatszám mellett 2-5 percig kell végezni.

A találmány szerint előállított, nyílt cellákat tartalmazó, mikropórusos szerkezetű ammatolgranulátum fő jellemzői: a granulaszemcsék maximális lineáris mérete körülbelül 5 mm; átlagos maximális és átlagos minimális lineáris méreteinek az aránya: 1,2-1,4; míg az szemcseméret-eloszlása olyan, hogy a szemcsék roncsolódásmentes maximálisan tömör illeszkedése esetén a teljes térfogatra vonatkoztatott hézagtérfogat maximum 15%. A mikropórusok fő jellemzői: maximális lineáris mérete körülbelül 10 ¹ mm; átlagos maximális és átlagos minimális lineáris méreteinek az aránya 1,5-2; míg az átlagos összes térfogata a granulaszemcsék összes térfogatára vonatkoztatva maximum 20%.

Az ammatolgranulátum alapvető robbanástechnikai jellemzői a mikropórusok miatt előnyösen változnak. Nő az iniciáló impulzusra vonatkoztatott érzékenysége, a robbanóanyag 8. számú gyutaccsal indítható, detonációsebessége 4500-5000 m/s, míg munkavégző képessége az ammatolra jellemző maximális érték (Trauzlpróba: 250 cm^{2 3}).

A találmány szerinti eljárással előállított ammatolgranulátumot a találmány szerinti eljárással előállított 18-22 tömegszázalék TNT-öntvénygranulátummal keverve kedvező paraméterekkel rendelkező robbanótöltet készíthető. Ezek a robbanótöltetek levegőben, vizes közegben vagy víz alatt 8. számú gyutaccsal egyaránt indíthatók, detonációsebességük levegőben és vízben egyaránt ± 100 m/s tűréshatáron belül megegyezik, és a keverék robbanóanyag összetételtől függően 4500-6500 m/s határok között beállítható.

A robbanótöltet munkavégző képessége levegőben, vizes közegben, illetve vízben egyaránt±5% tűréshatáron belül megegyezik, és a keverék robbanóanyag összetételére jellemző maximális érték. A robbanástechnikai jellemzők a robbanóanyag-komponensek szemcseméretének és szemcseeloszlásának, valamint a robbanóanyag-komponensekkel fizikailag érintkező közeg anyagi minőségének függvényei. További előnyként jelentkezik, hogy a találmány szerinti, viszonylag olcsón előállítható robbanóanyag oxigénegyenlege közelítőleg 0. Az ismert robbanóanyagok oxigénegyenlege vagy negatív, azaz robbanáskor a környezetből is von el oxigént, vagy ha közelítőleg 0, azaz se nem von el oxigént a

HU 216 021 Β környezetből, se nem ad le oxigént, akkor ezt csak igen költséges megoldásokkal tudják biztosítani.

Az 1. ábra szerinti robbanótestben lévő, a találmány szerinti eljárással előállított, vízálló 1 robbanótöltet előnyösen henger alakú, nem merev vízálló vagy vízáteresztő 2 burkolatban van elhelyezve, amely 2 burkolat legalább az egyik végén vízáteresztő 3 kötéssel van lezárva. A 2 burkolat készülhet egy- vagy többrétegű műanyagból, előnyösen polietilénből vagy fóliából, vagy önmagában vízáteresztő szövetből. A 3 kötés például textilből készült zsinór, amely lehetővé teszi, hogy a víz a robbanótest egészébe be tudjon hatolni.

Claims (10)

1. Eljárás TNT robbanóanyagok regenerálására, amely eljárás során az olajkiválás következtében csökkent kémiai és fizikai stabilitású és csökkent robbanástechnikai jellemzőkkel rendelkező TNT-t kiolvasztjuk, azzal jellemezve, hogy a megolvasztott TNT-t 40-60 tömegszázalék víz hozzáadagolásával 15-20 percig főzzük, majd a főzés során alul elhelyezkedő TNT-t a főzőtartály alján leengedjük, hűtjük, szárítjuk, és ha az így nyert TNT dermedéspontja nem éri el a 351 K (78 °C) hőfokot, a főzést egyszer vagy többször megismételjük.

2. Eljárás ammatolgranulátum készítésére az 1. igénypont szerint regenerált TNT alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy a regenerált TNT-t ismét megolvasztjuk, majd 3-7 tömegszázalék flegmetizátorstabilizátor adalékanyagot adagolunk hozzá, és az így nyert TNTöntvényt 90-100 °C hőfokra felmelegítjük, és az olvadékba, attól elválasztva mikropórusos szerkezetű ammónium-nitrát granulátumot keverünk 4-8 percig, ezután a TNT-öntvényolvadékkal telített ammónium-nitrátot kiemeljük a TNT-öntvényolvadékból, a felesleges TNT-öntvényolvadékot eltávolítjuk és szobahőmérsékletre hűtjük.

3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a regenerált TNT-t daraboljuk és szitáljuk.

4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mikropórusos szerkezetű ammónium-nitrát granulátumot kosárba helyezzük, majd TNT-öntvényolvadékba merítjük, és oly módon keveijük, hogy a TNT-öntvényolvadék a kosáron keresztül az ammónium-nitrát granulátum felületére és mikropórusaiba jusson.

5. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a TNT-öntvényolvadékkal telített ammónium-nitrátból csurgatással távolítjuk el a felesleges TNT-öntvényolvadékot.

6. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a TNT-öntvényolvadékkal telített ammónium-nitrátból centrifugálással távolítjuk el a felesleges TNT-öntvényolvadékot.

7. A 2-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a flegmatizátorstabilizátor adalékanyag kalcium-karbonát.

8. ammatolgranulátummal előállított robbanótöltetet tartalmazó robbanótest, amely robbanótestnek vízáteresztő burkolata van, azzal jellemezve, hogy a robbanótöltet (1) 78-82 tömegszázalék regenerált TNT-t tartalmazó ammatolgranulátum és 22-18 tömegszázalék TNT-öntvénygranulátum keveréke.

9. A 8. igénypont szerinti robbanótest, azzal jellemezve, hogy az ammatolgranulátum 78-82 tömegszázalék ammónium-nitrátot, 13-17 tömegszázalék regenerált TNT-t és 3-7 tömegszázalék flegmatizátor-stabilizátor adalékanyagot, előnyösen kalcium-karbonátot tartalmaz.

10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti robbanótest, azzal jellemezve, hogy a robbanótöltet (1) vízáteresztő burkolata (2) egy- vagy többrétegű műanyag, előnyösen polietilén, vagy legalább az egyik végén vízáteresztő kötéssel (3) lezárt fólia.