KR20010037469A - Energetic cartridged explosive emulsions - Google Patents

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    • C06B47/145Water in oil emulsion type explosives in which a carbonaceous fuel forms the continuous phase

Abstract

PURPOSE: A cartridge-energetic emulsion explosive is provided, wherein the explosive is encased and sensitized in dispersed gas phase, is water-in-oil type, and is useful for exploding a soft rock. CONSTITUTION: The cartridge-energetic emulsion explosive comprises 60-70 wt% of ammonium nitrate; 8-14 wt% of sodium nitrate; 4-7 wt% of water; 0.5-5 wt% of hydrocarbon fuel; 0.5-5 wt% of an emulsifier; and 12-18 wt% of aluminum. The sum of ammonium nitrate and sodium nitrate is 70-80 wt%, and the sum of ammonium nitrate, sodium nitrate, water, hydrocarbon fuel, an emulsifier and aluminum is 95-100 wt%. Preferably the density is 1.26-1.40 g/cm¬2. The hydrocarbon fuel is selected from the group consisting of an oil, a wax, paraffin and their mixtures; and the emulsifier is selected from the group consisting of an amine, a fatty acid ester, an alkylaryl sulfonate, a polymer containing both hydrophilic chains and hydrophobic chains and their mixtures.

Description

강력한 카트리지 폭발성 유제{Energetic cartridged explosive emulsions}Energetic cartridged explosive emulsions

본 발명은 민간용의 산업 폭발물의 일반 분야에 관한 것이다.The present invention relates to the general field of industrial explosives for civil use.

본 발명은 채석장 또는 작업장에서 경질 암석을 폭파하는데 특히 적합한 신규한 카트리지 폭발성 유제에 관한 것이다.The present invention relates to a novel cartridge explosive emulsion that is particularly suitable for blasting hard rock in a quarry or workshop.

유중수 유형의 카트리지 폭발성 유제가 당해 분야에 널리 공지되어 있다.Water-in-oil type cartridge explosive emulsions are well known in the art.

이들은 성분으로서 무기 산화염 수용액의 소적 형태의 불연속 수성상;These include, as a component, a discontinuous aqueous phase in the form of droplets of an aqueous inorganic oxide salt solution;

상술된 소적이 분산되어 있는 수-불용성 연속 유기상;A water-insoluble continuous organic phase in which the droplets described above are dispersed;

연속 유기상 전체에 수성 소적의 유제를 형성하는 유화제;Emulsifiers forming an emulsion of aqueous droplets throughout the continuous organic phase;

고온부로서 작용하는 분산 기체의 각각의 점화 버블에 대한 유제의 감작성을 증가시키는, 유제에 균일하게 분산된 불연속 기체상을 포함한다.And a discontinuous gas phase uniformly dispersed in the emulsion, which increases the sensitivity of the emulsion to each ignition bubble of the dispersion gas that acts as a hot portion.

25% 내지 45%의 니트로글리세린을 함유하는 통상의 다이나마이트와 비교하여, 상술된 폭발성 유제는 사용이 안전하고 이들의 제조가 매우 현저히 향상된다. 한편, 이들은 보다 덜 강력하고, 보다 낮은 폭발 에너지를 방출한다.Compared with conventional dynamite containing 25% to 45% nitroglycerin, the explosive emulsions described above are safe to use and their preparation is greatly improved. On the other hand, they are less powerful and emit lower explosion energy.

본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 공지된 카트리지 폭발성 유제의 안전성과 점화 감작성 및 다이나마이트의 힘(즉, 80mm의 제한 직경에서 측정된 영역내의 폭발 속도가 6000m/s이고, 물에서 측정된 전체 에너지가 대략 1100cal/g보다 크다) 모두를 갖는 상술된 유형의 폭발성 유제를 오랫 동안 개발하여 왔다.Those skilled in the art will appreciate the safety and ignition sensitization of the known cartridge explosive emulsions and the force of dynamite (i.e. the explosion rate in the area measured at a limit diameter of 80 mm is 6000 m / s, Explosive emulsions of the type described above, all with energy greater than approximately 1100 cal / g), have long been developed.

폭발 속도를 증가시키기 위해 폭발물의 밀도를 증가시키는 것은 공지되어 있다. 그러나, 분산된 기체상에 의해 감작화되는 카트리지 폭발성 유제의 경우, 밀도의 증가는 기체상의 용적 함량의 감소를 수반하여 점화에 대한 감작성을 감소시킨다.It is known to increase the density of explosives to increase the explosion rate. However, in the case of cartridge explosive emulsions sensitized by a dispersed gas phase, an increase in density accompanied with a decrease in the volume content of the gas phase reduces the sensitization to ignition.

조성물에 감작성 분자(예: 하이드라진 니트라이트 및 유기 니트레이트), 특히 아민 니트레이트(예: 메틸아민 니트레이트), 또는 또다른 반응 촉매(예: 염화구리), 또는 고도의 반응성 산화제(예: 클로레이트 또는 퍼클로레이트)를 도입함으로써 감소된 감작성을 보충할 수 있다.Sensitization molecules (such as hydrazine nitrite and organic nitrates), in particular amine nitrates (such as methylamine nitrate), or another reaction catalyst (such as copper chloride), or highly reactive oxidants (such as Reduced sensitization by introducing chlorate or perchlorate).

그러나, 이러한 안정화 분자, 촉매 및/또는 반응성 산화제의 사용은 불꽃 사고의 위험 가능성이 있다. 이러한 이유는, 유기 니트레이트, 클로레이트 및 퍼클로레이트는 취급이 특히 위험하고, 하이드라진 니트레이트는 불안정하며, 금속 촉매는 단독으로 또는 다른 산화염과의 혼합물로서 조성물에 실제로 언제나 사용되는 질산암모늄, 무기 산화염과 반응할 수 있기 때문이다.However, the use of such stabilizing molecules, catalysts and / or reactive oxidants presents a potential risk of spark accidents. For this reason, organic nitrates, chlorates and perchlorates are particularly dangerous to handle, hydrazine nitrates are unstable, and metal catalysts can be used in combination with ammonium nitrate, inorganic oxide salts, which are always used in the composition alone or as a mixture with other oxide salts. Because it can react.

예를 들면, EP 특허원 제598,115호는 감작화제로서 아민 니트레이트 및/또는 하이드라진 니트레이트를 함유하는, 질산암모늄계의 강력한 폭발성 유제를 기술한다.EP patent application 598,115, for example, describes a strong explosive emulsion of ammonium nitrate, which contains amine nitrate and / or hydrazine nitrate as sensitizer.

미국 특허 제4,371,408호는 폭발 촉매로서 CuCl2를 함유하는, 아민 니트레이트에 의해 감작화되는 질산암모늄 및 질산나트륨계의 폭발성 유제를 기술한다.US Pat. No. 4,371,408 describes explosive emulsions based on ammonium nitrate and sodium nitrate which are sensitized by amine nitrates containing CuCl 2 as the explosion catalyst.

또한, 에너지를 증가시키기 위해 알루미늄을 폭발성 유제내에 도입하는 수단은 공지되어 있다. 그러나, 알루미늄 함량의 증가는 에너지 수율(이는 측정된 에너지와 계산된 이론적 에너지의 비율이다)이 크게 감소된다는 점에서 실제로는 제한된다.In addition, means for introducing aluminum into explosive emulsions to increase energy are known. However, the increase in aluminum content is practically limited in that the energy yield (which is the ratio of measured energy to calculated theoretical energy) is greatly reduced.

더욱이, 알루미늄 함량이 증가하는 경우, 분해 생성물내의 기체 생성물의 덩어리 함량이 감소되기 때문에 폭발 속도가 감소하는 것으로 공지되어 있다.Moreover, it is known that when the aluminum content increases, the explosion rate decreases because the mass content of the gaseous products in the decomposition product is reduced.

이러한 교시 및 이들 발견에 기초하여, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 상술된 목적하는 특성 및 특징을 모두 갖는 유제를 수득할 수 없을 것 같았다.Based on these teachings and these findings, it would seem that one of ordinary skill in the art would not be able to obtain an emulsion having all of the desired properties and characteristics described above.

그러나, 이러한 예상은 극복되었다.However, these expectations have been overcome.

특히 예상치 않게, 질산암모늄과 질산나트륨 이외의 다른 무기 염, 감작성 분자(예: 유기 니트레이트 또는 하이드라진 니트레이트) 및 금속 촉매의 부재하에 질산암모늄과 질산나트륨을 특정한 함량으로 배합하고 다른 성분의 성질 및 함량, 특히 물 및 알루미늄 함량을 주의하여 선택함으로써, 통상의 다이나마이트의 성능 특성, 즉 80% 초과의 에너지 수율과 함께 80mm의 제한 직경에서 측정된 영역내의 폭발 속도가 6000m/s이고 물에서 측정된 전체 에너지가 1100cal/g(1200cal/g을 초과할 수도 있다)을 초과하는 것과 동시에 표준 카트리지 폭발성 유제의 점화 감작성과 사용 및 제조 안전성을 갖는 폭발성 유제가 수득될 수 있음을 발견하였다.Especially unexpectedly, in the absence of inorganic salts other than ammonium nitrate and sodium nitrate, sensitizing molecules (such as organic nitrates or hydrazine nitrates) and metal catalysts, ammonium nitrate and sodium nitrate are combined in specific amounts and the properties of the other components. And carefully selected content, especially water and aluminum content, the performance characteristics of conventional dynamite, i.e. an explosion rate in the area measured at a limit diameter of 80 mm with an energy yield of more than 80%, measured in water It has been found that explosive emulsions with ignition sensitization and safety of use and manufacturing of standard cartridge explosive emulsions can be obtained at the same time that the total energy exceeds 1100 cal / g (may exceed 1200 cal / g).

따라서, 본 발명의 대상은 질산암모늄, 질산나트륨, 물, 탄화수소계 연료, 유화제 및 알루미늄을 포함하고, 분산 기체상에 의해 감작화되는 유중수 유형의 신규한 카트리지 폭발성 유제이다.Accordingly, the subject of the present invention is a novel cartridge explosive emulsion of water-in-oil type, comprising ammonium nitrate, sodium nitrate, water, hydrocarbon-based fuels, emulsifiers and aluminum, and sensitized by a dispersed gas phase.

이들 신규한 폭발성 유제는 질산암모늄의 함량이 60중량% 내지 70중량%이고;These new explosive emulsions have an ammonium nitrate content of 60% to 70% by weight;

질산나트륨의 함량이 8중량% 내지 14중량%이며;The content of sodium nitrate is 8 wt% to 14 wt%;

물의 함량이 4중량% 내지 7중량%이고;The water content is 4% to 7% by weight;

탄화수소계 연료의 함량이 1중량% 내지 4중량%이며;The content of the hydrocarbon fuel is 1% by weight to 4% by weight;

유화제의 함량이 0.5중량% 내지 4중량%이고;The content of emulsifier is 0.5% to 4% by weight;

알루미늄의 함량이 12중량% 내지 18중량%이며;The content of aluminum is 12 wt% to 18 wt%;

질산암모늄과 질산나트륨의 총 함량이 70중량% 내지 80중량%이고;The total content of ammonium nitrate and sodium nitrate is 70% by weight to 80% by weight;

질산암모늄, 질산나트륨, 물, 탄화수소계 연료, 유화제 및 알루미늄의 총 함량이 95중량% 내지 100중량%, 바람직하게는 98중량% 내지 100중량%, 보다 바람직하게는 99중량% 내지 100중량%임을 특징으로 한다.The total content of ammonium nitrate, sodium nitrate, water, hydrocarbon fuels, emulsifiers and aluminum is 95% to 100% by weight, preferably 98% to 100% by weight, more preferably 99% to 100% by weight. It features.

상술된 중량 함량은 감작화된 폭발성 유제에 대해 표시되며, 상기 범위가 포함되는 것으로 이해되어야 한다.The above-mentioned weight content is indicated for the sensitized explosive emulsion and it should be understood that the above range is included.

본 발명에 따른 상술된 신규 폭발성 유제는 특히 예를 들어 암모늄, 알칼리 금속 또는 알칼리-토 금속의 클로레이트 및 퍼클로레이트, 감작성 분자, 예를 들어 유기 니트레이트(예: 알킬아민 니트레이트 및 알칸올아민 니트레이트), 또는 하이드라진 니트레이트(예: 하이드라진 니트레이트 및 메틸하이드라진 니트레이트), 및 금속성 반응 촉매(예: 염화구리)를 포함하지 않는다.The novel explosive emulsions described above according to the invention are in particular chlorates and perchlorates of ammonium, alkali metals or alkaline-earth metals, sensitizing molecules such as organic nitrates such as alkylamine nitrates and alkanolamines. Nitrate), or hydrazine nitrates such as hydrazine nitrate and methylhydrazine nitrate, and metallic reaction catalysts such as copper chloride.

또한, 탄화수소계 연료는 몇몇 탄화수소계 연료의 혼합물일 수 있고, 유화제는 몇몇 유화제의 혼합물일 수 있다.In addition, the hydrocarbon-based fuel may be a mixture of several hydrocarbon-based fuels, and the emulsifier may be a mixture of several emulsifiers.

탄화수소계 연료는 지방족, 지환족 또는 방향족일 수 있고, 포화되거나 불포화될 수 있다. 예를 들면, 톨루엔, 크실렌, 석유 주정, 케로센, 연료 오일, 파라핀, 오일, 특히 파라핀 오일 또는 나프탈렌 오일, 지방산 및 이의 유도체, 왁스 및 이의 혼합물, 즉 상술된 화합물 2개 이상의 임의의 혼합물을 언급할 수 있다.Hydrocarbon-based fuels may be aliphatic, cycloaliphatic or aromatic and may be saturated or unsaturated. For example, toluene, xylene, petroleum spirits, kerosene, fuel oils, paraffins, oils, in particular paraffin oils or naphthalene oils, fatty acids and derivatives thereof, waxes and mixtures thereof, ie any mixtures of two or more of the compounds mentioned above can do.

탄화수소계 연료는 바람직하게는 오일, 왁스 및 파라핀 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된다.The hydrocarbon-based fuel is preferably selected from the group consisting of oils, waxes and paraffins and mixtures thereof.

유화제는 유제의 2가지 상 사이의 표면 장력을 저하시킴으로써 유중수 유제의 물리적 안정성을 촉진시키는 것으로 본 기술 분야에 공지되어 있는 모든 유화제일 수 있다.Emulsifiers can be any emulsifier known in the art to promote the physical stability of water-in-oil emulsions by lowering the surface tension between the two phases of the emulsion.

유화제는 바람직하게는 친수성 쇄 및 소수성 쇄(예: 폴리이소부틸렌 및 석신 무수물의 유도체), 특히 탄소수 12 내지 24의 아민, 지방산 에스테르(예: 솔비탄 모노올레에이트, 솔비탄 라우레이트, 솔비탄 팔미테이트 및 솔비탄 스테아레이트), 알킬아릴 설포네이트, 및 이의 혼합물을 동시에 포함하는 중합체성 유화제로 이루어진 그룹중에서 선택된다.Emulsifiers are preferably hydrophilic and hydrophobic chains (e.g. derivatives of polyisobutylene and succinic anhydrides), in particular amines having 12 to 24 carbon atoms, fatty acid esters (e.g. sorbitan monooleate, sorbitan laurate, sorbitan) Palmitate and sorbitan stearate), alkylaryl sulfonates, and mixtures thereof.

본 발명에 사용된 알루미늄은 미분되어 있으며, 바람직하게는 가루이다.The aluminum used in the present invention is finely divided and is preferably powder.

이의 입자 크기는 일반적으로 0.1㎛ 내지 250㎛, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 내지 150㎛이다.Its particle size is generally from 0.1 μm to 250 μm, more preferably from 0.5 μm to 150 μm.

본 발명에 따른 폭발성 유제는 본 기술 분야에 공지된 방법에 따라 분산된 기체상에 의해 감작화된다.Explosive emulsions according to the invention are sensitized by a dispersed gas phase according to methods known in the art.

폭발성 유제내로 기체상을 도입하기 위한 가장 널리 공지된 방법으로는 기계적 혼합, 화학제에 의한 기체 자체의 방출, 및 밀폐된 작은 구멍을 함유하는 다공성 물질, 예를 들어 유리 또는 플라스틱 마이크로볼룬, 스티렌 발포체의 진주, 또는 플라이 애시의 도입을 언급할 수 있다. 또한, 각종 방법, 예를 들어 화학제와 중심체의 동시 사용을 조합할 수 있다.The most well known methods for introducing the gas phase into explosive emulsions include porous materials, such as glass or plastic microballoons, styrene foam, which contain mechanical mixing, release of the gas itself by chemicals, and closed pore openings. The introduction of pearls, or fly ashes, may be mentioned. It is also possible to combine various methods, for example the simultaneous use of chemicals and centroids.

본 발명에 따라, 화학제, 특히 니트라이트(예: 질산암모늄의 암모늄 이온과 반응하여 질소 자체의 형성을 증가시키는 아질산나트륨)에 의한 기체 자체의 방출을 사용하는 것이 바람직하다. 이 반응은 온도의 증가 및/또는 촉매(예: 우레아, 티오우레아 또는 티오시아네이트)에 의해 촉진될 수 있다.According to the invention, preference is given to using the release of the gas itself by chemicals, in particular by nitrite, such as sodium nitrite, which reacts with the ammonium ions of ammonium nitrate to increase the formation of nitrogen itself. This reaction can be promoted by an increase in temperature and / or by a catalyst (eg urea, thiourea or thiocyanate).

특히 바람직한 방식에 있어서, 본 발명에 따른 폭발성 유제는 13용적% 내지 17용적%의 분산된 기체상, 보다 바람직하게는 14용적% 내지 16용적%의 분산된 기체상을 함유한다.In a particularly preferred manner, the explosive emulsions according to the invention contain from 13% to 17% by volume of the dispersed gas phase, more preferably from 14% by volume to 16% by volume of the dispersed gas phase.

본 발명의 한가지 바람직한 변형에 따라, 질산암모늄과 질산나트륨의 총 함량은 73중량% 내지 77중량%, 보다 바람직하게는 74중량% 내지 76중량%이다.According to one preferred variant of the invention, the total content of ammonium nitrate and sodium nitrate is 73% to 77% by weight, more preferably 74% to 76% by weight.

또다른 바람직한 변형에 따라, 질산암모늄의 함량은 61중량% 내지 67중량%, 보다 바람직하게는 62중량% 내지 65중량%이다.According to another preferred variant, the content of ammonium nitrate is 61% to 67% by weight, more preferably 62% to 65% by weight.

또다른 바람직한 변형에 따라, 물의 함량은 4.5중량% 내지 6.5중량%, 보다 바람직하게는 5중량% 내지 6중량%이다.According to another preferred variant, the content of water is 4.5% to 6.5% by weight, more preferably 5% to 6% by weight.

또다른 바람직한 변형에 따라, 알루미늄의 함량은 13중량% 내지 17중량%, 보다 바람직하게는 13.5중량% 내지 16.5중량% 및 가장 바람직하게는 14중량% 내지 16중량%이다.According to another preferred variant, the content of aluminum is from 13% to 17% by weight, more preferably from 13.5% to 16.5% and most preferably from 14% to 16% by weight.

또다른 바람직한 변형에 따라, 유화제의 함량은 1.5중량% 내지 4중량%, 보다 바람직하게는 2중량% 내지 3.5중량%이다.According to another preferred variant, the content of emulsifier is from 1.5% to 4% by weight, more preferably from 2% to 3.5% by weight.

또다른 바람직한 변형에 따라, 탄화수소계 연료의 함량은 0.7중량% 내지 4중량%, 보다 바람직하게는 0.8중량% 내지 3중량% 및 가장 바람직하게는 1중량% 내지 2중량%이다.According to another preferred variant, the content of hydrocarbon-based fuel is from 0.7% to 4% by weight, more preferably from 0.8% to 3% by weight and most preferably from 1% to 2% by weight.

더욱이, 본 발명에 따른 폭발성 유제의 밀도는 바람직하게는 1.26 내지 1.40, 보다 바람직하게는 1.28 내지 1.37이며, 80mm의 제한 직경에서 측정된 폭발 속도는 5500m/s 내지 6300m/s, 보다 바람직하게는 5750m/s 내지 6300m/s이며, 물에서 측정된 실질적인 전체 에너지는 1100cal/g 내지 1400cal/g, 보다 바람직하게는 1200cal/g 내지 1400cal/g이다.Furthermore, the density of the explosive emulsion according to the invention is preferably 1.26 to 1.40, more preferably 1.28 to 1.37, and the explosion speed measured at a limit diameter of 80 mm is 5500 m / s to 6300 m / s, more preferably 5750 m. / s to 6300 m / s, and the actual total energy measured in water is 1100 cal / g to 1400 cal / g, more preferably 1200 cal / g to 1400 cal / g.

본 발명에 따른 폭발성 유제는 질산암모늄, 질산나트륨, 물, 탄화수소계 연료, 유화제 및 알루미늄을 포함하고, 분산된 기체상에 의해 감작화되는 유중수 유형의 폭발성 유제를 수득하기 위해 이미 공지된 임의의 방법과 유사하게 수득할 수 있다.Explosive emulsions according to the present invention include any of the known waterborne oil type explosive emulsions, including ammonium nitrate, sodium nitrate, water, hydrocarbon-based fuels, emulsifiers and aluminum, and sensitized by a dispersed gas phase. Similar to the method can be obtained.

예를 들어, 첫번째 단계에서, (1) 가열 시스템 및 교반 시스템이 설치된 탱크에서 예를 들어 100℃ 내지 105℃의 온도에서 물에 질산암모늄 및 질산나트륨을 용해시켜 수성상을 제조할 수 있다.For example, in the first step, (1) an aqueous phase can be prepared by dissolving ammonium nitrate and sodium nitrate in water at a temperature of, for example, 100 ° C. to 105 ° C. in a tank equipped with a heating system and a stirring system.

화학적 기체화의 경우에, 우레아, 티오우레아 또는 티오시아네이트와 같은 상술된 반응 촉매를 이 단계에서 수성상에 임의로 첨가할 수 있다.In the case of chemical vaporization, the above-mentioned reaction catalysts such as urea, thiourea or thiocyanate can optionally be added at this stage to the aqueous phase.

(2) 예를 들어 95℃의 온도 영역에서 성분을 함께 혼합함으로써 예를 들어 가열 시스템 및 교반 시스템이 설치된 탱크에서 탄화수소계 연료 및 일반적으로 유화제로 이루어진 지방상을 제조할 수 있다.(2) By mixing the components together, for example in a temperature range of 95 ° C., it is possible to produce a fatty phase consisting of hydrocarbon-based fuels and generally emulsifiers, for example in a tank equipped with a heating system and a stirring system.

또한, 유화제는 이 단계에서 탄화수소계 연료에 도입하지 않을 수도 있다.In addition, the emulsifier may not be introduced into the hydrocarbon fuel at this stage.

이어서, 두번째 단계에서, 연속 또는 배치식 방법으로 유중수 유제를 제조한다.In a second step, the water-in-oil emulsion is then prepared in a continuous or batch process.

배치식 방법에 따라, 필요한 양의 수성상, 지방상 및 유화제를 블랜더내로 도입한 후, 이것이 지방상내로 도입되지 않는 경우, 유제를 터보혼합기를 사용하여 수득하고 동시에 예를 들어 클로버 패들을 사용하여 균질화시킬 수 있다.According to the batch method, if the required amounts of aqueous phase, fatty phase and emulsifier are introduced into the blender and then this is not introduced into the fat phase, the emulsion is obtained using a turbomixer and at the same time using, for example, a clover paddle. Can be homogenized.

연속 방법에 따라, 지방상내로 도입되지 않는 경우에는 2가지 상 및 유화제를 유화 기계의 공급 파이프중의 계량 펌프를 사용하여 펌핑한다.According to the continuous method, two phases and emulsifiers are pumped using a metering pump in the feed pipe of the emulsifying machine, if not introduced into the fat phase.

이어서, 사용된 각종 보조제, 즉 알루미늄, 화학적 기체 발생제 및/또는 중심체를 수득된 유제에 세번째 단계에서 도입한다.The various auxiliaries used, ie aluminum, chemical gas generators and / or centroids are then introduced in the third step to the obtained emulsion.

배치식 방법에 따라, 알루미늄, 중심체 및/또는 화학적 기체 발생제는 바람직하게는 유제의 제조에 사용된 블랜더에서 블랜딩하거나, 불규칙하게 교반하면서 블랜더에서 블랜딩하여 유제내로 도입된다.According to the batch method, aluminum, centroids and / or chemical gas generators are preferably introduced into the emulsion by blending in the blender used for the preparation of the emulsion or by blending in the blender with irregular stirring.

연속 방법에 따라, 보조제는 바람직하게는 유화 기계로부터 유중수 유제가 흘러나오는 혼합기내로 예를 들어 무한 스크류를 사용하여 연속적으로 도입된다.According to the continuous process, the auxiliaries are preferably introduced continuously, for example using endless screws, into the mixer from which the oil-in-water emulsion flows out.

이어서, 이와 같이 제조된 감작화된 폭발성 유제는, 먼저 임의로 냉각시킨 후, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 카트리지-장전 장치를 이용하여 외장(sheath)(예: 종이 또는 플라스틱 외장)에 수동 또는 자동으로 장전한다.The sensitized explosive emulsions thus prepared are then optionally cooled first and then sheathed (e.g., paper or plastic sheath) using cartridge-loading devices known to those of ordinary skill in the art. Load manually or automatically).

이어서, 수득된 카트리지는 일반적으로 예를 들어 외장의 성질에 따라 냉수 또는 냉풍으로 냉각시켜 수득된 최종 생성물을 안정화시킨다.The cartridge obtained is then generally stabilized in cold water or cold air, for example depending on the nature of the sheath, to stabilize the final product obtained.

하기 비제한적인 실시예는 본 발명 및 이에 의해 제공된 잇점을 설명한다.The following non-limiting examples illustrate the invention and the advantages provided thereby.

실시예 1 및 2: 본 발명에 따른 폭발성 유제Examples 1 and 2: explosive emulsions according to the invention

하기의 중량 조성을 갖는 폭발성 유제를 제조한다.An explosive emulsion having the following weight composition is prepared.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 질산암모늄질산나트륨물탄화수소계 연료유화제알루미늄반응 촉매(티오우레아)와 함께 화학적 기체 발생제(아질산나트륨)Ammonium Nitrate Sodium Nitrate Water Hydrocarbon Fuel Emulsifier with Chemical Reaction Catalyst (Tiourea) Chemical Gas Generator (Sodium Nitrite) 63.1%11.7%5.6%1.4%3.1%15.0%≤0.1%63.1% 11.7% 5.6% 1.4% 3.1% 15.0% ≤0.1% 63.6%11.8%5.7%1.1%2.7%15.0%≤0.1%63.6% 11.8% 5.7% 1.1% 2.7% 15.0% ≤0.1%

실시예 1Example 1

a) 수성상의 제조a) preparation of an aqueous phase

질산암모늄 74.3중량부, 질산나트륨 13.8중량부 및 티오우레아 0.04중량부를 가열 시스템 및 교반 시스템이 설치된 탱크에서 물 6.6중량부에 100℃ 내지 105℃의 온도에서 용해시킨다.74.3 parts by weight of ammonium nitrate, 13.8 parts by weight of sodium nitrate and 0.04 parts by weight of thiourea are dissolved in 6.6 parts by weight of water in a tank equipped with a heating system and a stirring system at a temperature of 100 ° C to 105 ° C.

b) 지방상의 제조b) preparation of fatty phases

솔비탄 모노올레에이트, 및 친수성 말단이 석신 무수물 작용기를 통해 부착된 폴리이소부틸렌 쇄로 이루어진 중합체의 각 40/60 혼합물로 이루어진 유화제 3.7중량부;3.7 parts by weight of an emulsifier consisting of each 40/60 mixture of a sorbitan monooleate and a polyisobutylene chain whose hydrophilic ends are attached via succinic anhydride functionality;

인화점이 100℃ 초과인 나프텐 광유, 융점이 50℃ 초과인 고체 파라핀, 인화점이 150℃ 초과인 액체 파라핀 및 융점이 50℃ 초과인 미소결정질 왁스의 10/35/20/35 혼합물로 이루어진 탄화수소 연료 1.6중량부의 혼합물을 가열 시스템 및 교반 시스템이 설치된 또다른 탱크에서 95℃에서 균질화시킨다.A hydrocarbon fuel consisting of a 10/35/20/35 mixture of naphthenic mineral oils with a flash point above 100 ° C., solid paraffins with a melting point above 50 ° C., liquid paraffins with a flash point above 150 ° C., and microcrystalline waxes with a melting point above 50 ° C. The 1.6 parts by weight mixture is homogenized at 95 ° C. in another tank equipped with a heating system and a stirring system.

c) 유제의 제조 및 보조제의 첨가c) preparation of emulsions and addition of auxiliaries

이어서, 수성상(a) 및 지방상(b)를 블랜더에 도입한 후, 클로버 패들을 사용하여 혼합물을 균질화시키면서 유제를 터보혼합기로 제조한다. 블랜더의 온도는 105℃ 내지 110℃로 자동-유지한다.Subsequently, the aqueous phase (a) and the fat phase (b) are introduced into the blender, and then the emulsion is prepared by a turbomixer while homogenizing the mixture using a clover paddle. The temperature of the blender is auto-maintained between 105 ° C and 110 ° C.

균질성의 안정한 유제를 수득한 후, 입자 크기가 0 내지 150㎛(평균 직경 약 80㎛)인 알루미늄 분말 17.7중량부를 첨가하고 교반하면서 온도를 유지한 다음, 카트리지-장전 단계에 앞서 아질산나트륨 0.09중량부를 첨가한다.After obtaining a homogeneous stable emulsion, 17.7 parts by weight of aluminum powder having a particle size of 0 to 150 탆 (average diameter about 80 탆) was added and the temperature was maintained while stirring, followed by 0.09 parts by weight of sodium nitrite prior to the cartridge-loading step. Add.

d) 카트리지내로 폭발성 유제의 장전d) loading explosive emulsion into the cartridge;

이어서, 온도가 유지된, 단계(c)에서 수득된 폭발성 유제를 양쪽 말단이 절단된 플라스틱 외장내의 카트리지에 장전한 후, 예를 들어 길이 약 320mm 및 직경 약 80mm의 대략 원통형의 카트리지를 수득한다.Subsequently, the explosive emulsion obtained in step (c), which is kept at temperature, is loaded into a cartridge in a plastic sheath cut at both ends, thereby obtaining, for example, a substantially cylindrical cartridge of about 320 mm in length and about 80 mm in diameter.

각 외장(sheath)에 도입된 폭발성 유제의 질량은 목적하는 카트리지의 용적, 카트리지내로의 장전 및 아질산나트륨의 첨가전에 측정되는 폭발성 유제의 밀도 및 기체상의 목적하는 용적 함량(약 15%)로부터 명백하게 추정된다.The mass of explosive emulsion introduced into each sheath is clearly estimated from the volume of the desired cartridge, the density of the explosive emulsion measured before loading into the cartridge, and the desired volume content of the gas phase (about 15%). do.

외장내에 함유된 폭발성 유제가 카트리지에 의해 제공된 용적 모두를 점유하는 경우, 기체상의 목적하는 용적 함량에 도달한 후 질소의 형성을 위한 화학적 반응은 유제의 온도를 급속히 저하시켜 정지하는데, 이는 냉수로 카트리지를 스프레이하여 용이하게 달성된다.If the explosive emulsion contained in the enclosure occupies all of the volume provided by the cartridge, after reaching the desired volume content of the gas phase, the chemical reaction for the formation of nitrogen stops by rapidly lowering the temperature of the emulsion, which is a cold water cartridge. It is easily achieved by spraying.

실시예 2Example 2

이 방법은 실시예 1과 동일하게 수행하지만, 다음과 같은 차이가 있다:This method is performed in the same manner as in Example 1, with the following differences:

a) 수성상의 제조a) preparation of an aqueous phase

질산암모늄 74.9중량부(74.3중량부 대신에), 질산나트륨 13.9중량부(13.8중량부 대신에) 및 물 6.7중량부(6.6중량부 대신에)를 사용한다.74.9 parts of ammonium nitrate (instead of 74.3 parts), 13.9 parts of sodium nitrate (instead of 13.8 parts) and 6.7 parts of water (instead of 6.6 parts) are used.

b) 지방상의 제조b) preparation of fatty phases

유화제 3.2중량부(3.7중량부 대신에) 및 탄화수소계 연료 1.3중량부(1.6중량부 대신에)를 사용한다.3.2 parts by weight (instead of 3.7 parts by weight) of emulsifier and 1.3 parts by weight of hydrocarbon fuel (instead of 1.6 parts by weight) are used.

본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 통상의 방법에 따라 수득된 폭발성 유제의 물리적 및 폭발 특성은 다음과 같다:Physical and explosive properties of explosive emulsions obtained according to conventional methods known to those skilled in the art are as follows:

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 이론적 에너지Theoretical energy 1470cal/g1470cal / g 1480cal/g1480cal / g 물에서 측정된 전체 에너지Total energy measured in water 1203cal/g1203cal / g 1225cal/g1225cal / g 에너지 수율(측정된 에너지/이론적 에너지)Energy yield (measured energy / theoretical energy) 0.820.82 0.830.83 기체의 함량(용적)Content of gas (volume) 14.8%14.8% 14.9%14.9% 측정된 밀도Measured density 1.321.32 1.321.32 전폭약(질화납 기폭제)에 대한 감작성Induction of all explosives (lead nitride initiator) 0.5g0.5g 0.5g0.5g 제한 직경이 80mm인 강철에서 측정된 폭발 속도Explosion rate measured on steel with 80 mm diameter 5800m/s5800 m / s 5900m/s5900 m / s 충격 감작성(30kg 충격 해머)Impact sensitization (30 kg impact hammer) 〉 1200J〉 1200J 〉 1200J〉 1200J

본 발명에 따른 폭발성 유제는 다이나마이트의 에너지 및 힘을 가질뿐만 아니라 우수한 사용 안전성과 제조 안전성을 동시에 나타내며, 특히 경질 암석을 폭파하는데 적합하다.The explosive emulsions according to the invention not only possess the energy and strength of dynamite, but also exhibit excellent use safety and manufacturing safety, and are particularly suitable for blasting hard rocks.

Claims (10)

질산암모늄의 함량이 60중량% 내지 70중량%이고;The ammonium nitrate content is 60% to 70% by weight; 질산나트륨의 함량이 8중량% 내지 14중량%이며;The content of sodium nitrate is 8 wt% to 14 wt%; 물의 함량이 4중량% 내지 7중량%이고;The water content is 4% to 7% by weight; 탄화수소계 연료의 함량이 0.5중량% 내지 5중량%이며;The content of the hydrocarbon fuel is 0.5% by weight to 5% by weight; 유화제의 함량이 0.5중량% 내지 5중량%이고;The content of emulsifier is 0.5% to 5% by weight; 알루미늄의 함량이 12중량% 내지 18중량%이며;The content of aluminum is 12 wt% to 18 wt%; 질산암모늄과 질산나트륨의 총 함량이 70중량% 내지 80중량%이고;The total content of ammonium nitrate and sodium nitrate is 70% by weight to 80% by weight; 질산암모늄, 질산나트륨, 물, 탄화수소계 연료, 유화제 및 알루미늄의 총 함량이 95중량% 내지 100중량%임을 특징으로 하여, 질산암모늄, 질산나트륨, 물, 탄화수소계 연료, 유화제 및 알루미늄을 포함하고 분산 기체상에 의해 감작화되는 유중수 유형의 카트리지 폭발성 유제.Ammonium nitrate, sodium nitrate, water, hydrocarbon-based fuels, emulsifiers and aluminum, characterized in that the total content of ammonium nitrate, sodium nitrate, water, hydrocarbon fuels, emulsifiers and aluminum is 95% to 100% by weight Cartridge explosive emulsion of water-in-oil type sensitized by gas phase. 제1항에 있어서, 물의 함량이 5중량% 내지 6중량%임을 특징으로 하는 폭발성 유제.The explosive emulsion according to claim 1, wherein the content of water is 5% by weight to 6% by weight. 제1항 또는 제2항에 있어서, 알루미늄의 함량이 13.5중량% 내지 16.5중량%임을 특징으로 하는 폭발성 유제.The explosive emulsion according to claim 1 or 2, wherein the content of aluminum is 13.5 wt% to 16.5 wt%. 제1항에 있어서, 질산암모늄과 질산나트륨의 총 함량이 73중량% 내지 77중량%임을 특징으로 하는 폭발성 유제.The explosive emulsion according to claim 1, wherein the total content of ammonium nitrate and sodium nitrate is 73% by weight to 77% by weight. 제1항에 있어서, 밀도가 1.26 내지 1.40임을 특징으로 하는 폭발성 유제.The explosive emulsion of claim 1 wherein the density is from 1.26 to 1.40. 제1항에 있어서, 80mm의 제한 직경에서 측정된 폭발 속도가 5500m/s 내지 6300m/s임을 특징으로 하는 폭발성 유제.The explosive emulsion of claim 1 wherein the explosion speed measured at a limit diameter of 80 mm is between 5500 m / s and 6300 m / s. 제1항에 있어서, 물에서 측정된 실질적인 전체 에너지가 1100cal/g 내지 1400cal/g임을 특징으로 하는 폭발성 유제.The explosive emulsion according to claim 1, wherein the substantial total energy measured in water is from 1100 cal / g to 1400 cal / g. 제1항에 있어서, 분산된 기체상의 함량이 13용적% 내지 17용적%임을 특징으로 하는 폭발성 유제.The explosive emulsion according to claim 1, wherein the dispersed gas phase content is 13 vol% to 17 vol%. 제1항에 있어서, 탄화수소계 연료가 오일, 왁스, 파라핀 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택됨을 특징으로 하는 폭발성 유제.The explosive emulsion of claim 1 wherein the hydrocarbon-based fuel is selected from the group consisting of oils, waxes, paraffins and mixtures thereof. 제1항에 있어서, 유화제가 아민, 지방산 에스테르, 알킬아릴 설포네이트, 친수성 쇄 및 소수성 쇄를 동시에 포함하는 중합체 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택됨을 특징으로 하는 폭발성 유제.The explosive emulsion of claim 1 wherein the emulsifier is selected from the group consisting of polymers comprising amines, fatty acid esters, alkylaryl sulfonates, hydrophilic chains and hydrophobic chains and mixtures thereof.
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