NO134898B

NO134898B -

Info

Publication number: NO134898B
Application number: NO620/71A
Authority: NO
Inventors: J Galerne
Original assignee: Gallia Sa Eugene
Priority date: 1970-06-05
Filing date: 1971-02-20
Publication date: 1976-09-27
Also published as: NO134898C; IT1044218B; NL7105248A; CA959417A; DK129625C; NL171324C; NL171324B; DK129625B; US3823232A; OA03833A; FI52809C; BE763084A; ES389860A1; SE388772B; DE2111959B2; FI52809B; DE2111959A1; GB1314625A; CH523685A

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av ammoniumnitratrike sprengstoffer. Process for the production of ammonium nitrate-rich explosives.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av ammoniumnitratrike sprengstoffer i en sådan fysikalsk form at de opp-viser særlig gunstige egenskaper ved bruk. The present invention relates to the production of ammonium nitrate-rich explosives in such a physical form that they exhibit particularly favorable properties when used.

Spesielt angår oppfinnelsen fremstilling In particular, the invention relates to manufacturing

av sprengstoffer som ved siden av ammoniumnitrat bare inneholder en brennbar, of explosives which, in addition to ammonium nitrate, only contain a flammable,

ikke i og for seg eksplosiv komponent, som not in and of itself explosive component, which

f. eks. brenselolje. Oppfinnelsen går ut på e.g. fuel oil. The invention is based on

å fremstille disse sprengstoffer i form av to produce these explosives in the form of

større eller mindre, tilnærmet kuleformete larger or smaller, approximately spherical

aggregater, som inneholder ammoniumnitrat og brennbart stoff stabilt forbundet aggregates, which contain ammonium nitrate and combustible material stably connected

med hverandre i et bestemt vektsforhold, with each other in a certain weight ratio,

og som således viser gunstige lagrings-egenskaper og som er lettvint å håndtere and which thus show favorable storage properties and which are easy to handle

ved ladning av borrhull. when charging boreholes.

Det er kjent at ammoniumnitrat og It is known that ammonium nitrate and

brennbare stoffer, så som brenselolje, i be-stemte vektsforhold og i god blanding med combustible substances, such as fuel oil, in specific weight ratios and in a good mixture with

hverandre har karakter av et sprengstoff each other has the character of an explosive

og kan benyttes som sådant. Den fysikalske and can be used as such. The physical

form som ammoniumnitratet foreligger i, form in which the ammonium nitrate exists,

er imidlertid avgjørende for hvor godt en is however decisive for how well one

sådan olje er bundet kapillært i blandingen, og også for hvordan materialet oppfø-rer seg under lagring og under bruk ved such oil is bound capillaryly in the mixture, and also for how the material behaves during storage and during use at

ladning av borhull. Pulverformet ammoniumnitrat, det vil si et materiale bestående charging of boreholes. Powdered ammonium nitrate, i.e. a material consisting of

av tette enkeltpartikler, har ikke evnen til of dense individual particles, does not have the ability to

å holde en riktig mengde olje oppsuget to keep a proper amount of oil absorbed

hvis partiklene er for store, og hvis det ma-les til en sådan finhet at oljen kan holdes if the particles are too large, and if it is ground to such a fineness that the oil can be retained

jevnt oppsuget i materialet, vil dette vise evenly absorbed in the material, this will show

en sterk tendens til sintring, som gjør det a strong tendency to sintering, which makes it

uegnet såvel til lagring som ved bruken unsuitable for both storage and use

på forbruksplassen. Den hitil gunstigste at the place of consumption. The most favorable so far

form ammoniumnitrat til disse formål har form ammonium nitrate for these purposes has

derfor vært et kuleformet materiale med therefore been a spherical material with

en viss indre porøsitet i kulene, de såkalte a certain internal porosity in the balls, the so-called

«prills». Ved bruk av disse er det da viktig at porøsiteten i de enkelte kuler er passe til oppsugning av den riktige oljemengde, slik at den olje som tilsettes ved en blande-operasjon blir jevnt fordelt i hele materialet. For stor porøsitet vil bevirke at de partier av materialet som ikke opprinne-lig blir fuktet av oljen, heller ikke under blandeprosessen opptar nevneverdige kvanta olje, mens på den annen side for liten porøsitet bevirker at visse kvanta olje har tendens til å stige til bunns i materialet, såvel under lagring som etter innføring i et borrhull. "prill". When using these, it is important that the porosity in the individual balls is suitable for absorbing the right amount of oil, so that the oil that is added during a mixing operation is evenly distributed throughout the material. Porosity that is too large will mean that the parts of the material that are not initially wetted by the oil will not take up significant quantities of oil during the mixing process, while on the other hand porosity that is too small means that certain quantities of oil tend to rise to the bottom in the material, both during storage and after introduction into a borehole.

Foreliggende oppfinnelse går ut på at ammoniumnitrat, som kan foreligge i en hvilken som helst kommersielt tilgjengelig form, knuses eller formales til en forholds-vis stor partikkelfinhet, og at dette materiale under eller etter tilsetning av det brennbare materiale gis form av tilnærmet kuleformete aggregater. The present invention is based on ammonium nitrate, which can be available in any commercially available form, crushed or ground to a relatively large particle fineness, and that this material during or after the addition of the combustible material is given the form of approximately spherical aggregates.

Oppfinnelsen består i en fremgangsmåte som er en kombinasjon av flere trinn, hvorav det første er den nevnte nedknusning av ammoniumnitrat. Det har nemlig vist seg at de sprengtekniske egenskaper ved det fremstilte sprengstoff er vesentlig bestemt av hvor fine de partikler er som er aggregert til større enheter, og ikke i nevneverdig grad av hvor store disse aggregater selv er. Således oppnåes god initierbarhet og god evne til fullstendig omsetning under detonasjonen både ved bruk av et finmalt ammoniumnitrat, og ved større aggregater oppbygget av et finmalt ammoniumnitrat. Man vil da gjerne be-nytte en nedknusning slik at f. eks. 50 pst. av materialet passerer en sikt med 60 masker pr. tomme, hvilket gir et materiale som begynner å vise sterk tendens til sintring, og man kan også drive nedknus-ningen så langt at ca. 50 pst. passerer en sikt med 200 masker pr. tomme eller mere, hvilket tilsvarer et sterkt støvende stoff hvis bare kan forhindres i meget korte lagringstider. The invention consists in a method which is a combination of several steps, the first of which is the aforementioned crushing of ammonium nitrate. It has been shown that the blasting properties of the explosive produced are essentially determined by how fine the particles are that are aggregated into larger units, and not to any significant extent by how large these aggregates themselves are. Thus, good initiation and a good ability to complete conversion during the detonation are achieved both when using a finely ground ammonium nitrate, and with larger aggregates made up of a finely ground ammonium nitrate. One would then like to use a crushing so that, e.g. 50 percent of the material passes a sieve with 60 meshes per inch, which gives a material that begins to show a strong tendency to sintering, and you can also push the crushing down so far that approx. 50 percent pass a sieve with 200 stitches per inch or more, which corresponds to a highly dusty substance if it can only be prevented during very short storage periods.

Aggregater fremstillet av slikt ned-knust materiale, viser imidlertid meget god initierbarhet og evne til fullstendig omsetning selv i relativt tynne borrhull. Aggregates made from such crushed material, however, show very good initiation and ability to complete conversion even in relatively thin boreholes.

Selve aggregeringen av det nedknuste materiale etter tilsats av det brennbare stoff består igjen av flere adskilte trinn. The actual aggregation of the crushed material after the addition of the combustible substance again consists of several separate steps.

Det første trinn av aggregeringsproses-sen er at materialet tilsettes en sådan kvantitet vann som ved den temperatur som er aktuell, gir materialet en viss ko-hesjon og plastisitet, hvilket er en nød-vendig betingelse for gjennomføringen av fremgangsmåtens tredje trinn, nemlig en aggregeringsprosess eller en pelletisering i en eller annen apparatur som arbeider etter det i og for seg kjente prinsipp for kuledannelse i roterende trommeler, tal-lerkner e. 1. Denne aggregeringsprosess, som i og for seg er velkjent, er basert på at tørre, pulverformede materialer fuktes i en slik grad at partiklenes gjensidige be-vegelighet innen tilfeldig formete aggregater medfører en formendring mot kuleform under aggregatenes trilling i appara-turen. Nærværende- opfinnelse er delvis basert på den erkjennelse, som ikke kan sies å være selvinnlysende, at denne aggregeringsprosess er gjennomførbar for sterkt vannoppløselige substanser, i dette tilfelle amimoniumnitrat, ved å bruke vann som fuktemiddel. I virkeligheten opptrer det under disse forhold mellom de enkelte partikler en mettet oppløsning, hvis fukte-forhold ikke kunne forutsettes å være like velegnet for pelletiseringsprosessen som når oppløselighet ikke foreligger. The first step of the aggregation process is that the material is added to such a quantity of water that, at the relevant temperature, gives the material a certain cohesion and plasticity, which is a necessary condition for carrying out the third step of the method, namely an aggregation process or a pelletisation in one or another apparatus which works according to the per se known principle of ball formation in rotating drums, tal-larks etc. 1. This aggregation process, which in and of itself is well known, is based on the fact that dry, powdered materials is moistened to such an extent that the mutual mobility of the particles within randomly shaped aggregates causes a change in shape towards a spherical shape during the rolling of the aggregates in the apparatus. The present invention is partly based on the realization, which cannot be said to be self-evident, that this aggregation process is feasible for strongly water-soluble substances, in this case ammonium nitrate, by using water as a wetting agent. In reality, under these conditions, a saturated solution occurs between the individual particles, whose wetting conditions could not be assumed to be as suitable for the pelletizing process as when solubility is not present.

Den mengder olje som er aktuelle å tilsette ammoniumnitratet, nemlig mellom 4 og 7 pst. av ammoniumnitratvekten, fortrinnsvis 5y2 til 6 pst., er ikke tilstrekkelig til å bibringe blandingen av konsistens- egnet for pelletiseringsprosessen, og det er derfor en vanntilsats som gjør at materialet kan pelletiseres, selv om nær-vær av olje nok kan influere på den mengde vann som er nødvendig for gjen-nomføringen av pelletiseringsprosessen. Når således ammoniumnitrat, hvorav ca. The amount of oil that is appropriate to add the ammonium nitrate, namely between 4 and 7 per cent of the ammonium nitrate weight, preferably 5y2 to 6 per cent, is not sufficient to give the mixture a consistency suitable for the pelletisation process, and it is therefore a water addition which means that the material can be pelletized, although the presence of oil can influence the amount of water necessary for the pelletization process to be carried out. When ammonium nitrate, of which approx.

50 pst. passerer en sikt med 140 masker pr. tomme benyttes til fremstilling av sprengstoff med 6 pst. mineralolje, og pelletiseringsprosessen utføres ved ca. 20° G, har det vist seg at 5 til 6 pst. av salt- 50 percent pass a sieve with 140 stitches per empty is used for the production of explosives with 6 percent mineral oil, and the pelletizing process is carried out at approx. 20° G, it has been shown that 5 to 6 per cent of salt-

vekten er en passende vannmengde for å oppnå den ønskete konsistens, mens 9 til 19 pst. vann ville være nødvendig hvis olje ikke var tilstede. weight is a suitable amount of water to achieve the desired consistency, whereas 9 to 19 percent water would be required if oil were not present.

Ved forhøyet temperatur under pelletiseringsprosessen er den nødvendige vannmengde noe mindre enn når prosessen gjennomføres ved ca. 20° C. At elevated temperatures during the pelletizing process, the required amount of water is somewhat less than when the process is carried out at approx. 20°C.

De aggregater med tilnærmet kuleform som dannes under selve pelletiseringsprosessen, har ingen nevneverdig mekanisk fasthet, men de er tilstrekkelig faste til å kunne transporteres ved fri rul-ling eller i begrensede sjikttykkelser over til egnete innretninger for gjennomføring av fremgangsmåtens siste trinn, nemlig sintringsprosessen. The aggregates with an approximately spherical shape that are formed during the pelletization process itself have no significant mechanical strength, but they are sufficiently firm to be transported by free rolling or in limited layer thicknesses to suitable devices for carrying out the last step of the method, namely the sintering process.

Denne sintringsprosess som det ikke uten videre kunne oppstilles betingelser for, har vist seg å kunne gjennomføres prinsipielt ved en temperatursenkning i stoffet. Det er ikke tilstrekkelig å tørke de dannede pellets i en luftstrøm av en noen-lunde samme temperatur som de er fremstillet ved, i så fall får de en utilstrekke-lig mekanisk styrke. Gjennomføres pelletiseringsprosessen ved alminnelig temperatur, må materialet først oppvarmes, hen-siktsmessig til ca. 30° C og under denne oppvarming må materialet beskyttes mot This sintering process, for which conditions could not be established without further ado, has been shown to be carried out in principle by lowering the temperature of the substance. It is not sufficient to dry the formed pellets in an air stream of roughly the same temperature at which they were produced, in which case they will have insufficient mechanical strength. If the pelletizing process is carried out at normal temperature, the material must first be heated, preferably to approx. 30° C and during this heating the material must be protected against

for sterk uttørring. Ved denne forhøyete temperatur kan imidlertid større eller too severe drying. At this elevated temperature, however, larger or

mindre imengder av det tilsatte vann til-lates å fordampe, dess mere dess høyere temperaturen er. "Ved en derpå følgende avkjøling antar aggregatene en stor mekanisk styrke. smaller amounts of the added water are allowed to evaporate, the more the higher the temperature. "During subsequent cooling, the aggregates assume a great mechanical strength.

Gj ennomføres pelletiseringsprosessen ved forhøyet temperatur, f. eks. 50 til 60° C, er det nødvendig å beskytte materialet mot for sterk uttørring, men samtidig vil de dannete «pellets» oppnå tilstrekkelig mekanisk styrke i og med en etterfølgende avkjøling. The pelletizing process is not carried out at an elevated temperature, e.g. 50 to 60° C, it is necessary to protect the material against excessive drying out, but at the same time the formed "pellets" will achieve sufficient mechanical strength through subsequent cooling.

I det foregående er oppfinnelsen i sitt prinsipp beskrevet, og dens mest aktuelle anvendelsesform, nemlig fremstilling av ammoniumnitrat-olje-sprengstoffer er om-talt. Den er imidlertid ikke begrenset til anvendelse av brenselolje alene som brennbart materiale, idet andre materialer så som nitrerte aromatiske hydrocarboner. såvel faste som flytende, eller andre faste, brennbare materialer, så som tremel, sot e. 1. i større eller mindre grad kan. erstatte brenseloljen. In the foregoing, the invention is described in its principle, and its most relevant form of application, namely the production of ammonium nitrate oil explosives, is mentioned. However, it is not limited to the use of fuel oil alone as a combustible material, other materials such as nitrated aromatic hydrocarbons. both solid and liquid, or other solid, combustible materials, such as sawdust, soot etc. 1. to a greater or lesser extent can. replace the fuel oil.

De stoffer som således tilsettes ammoniumnitrat, kan også være modifisert på forskjellig vis. Således kan det være aktuelt å fortykke en brenselolje ved tilsats av forskjellige fortykningsmidler, f. The substances to which ammonium nitrate is thus added can also be modified in different ways. Thus, it may be relevant to thicken a fuel oil by adding different thickeners, e.g.

eks. aluminiumstearat. e.g. aluminum stearate.

Videre kan det være aktuelt å tilsette Furthermore, it may be relevant to add

det vann som benyttes til pelletiseringsprosessen, f. eks. alginater, carboxymetyl-cellulose, limstoffer e. 1., i den hensikt , å the water used for the pelletizing process, e.g. alginates, carboxymethyl cellulose, adhesives etc. 1., for the purpose of

nedsette den hastighet hvormed de dannete pellets løses i vann. Det har vist seg reduce the rate at which the formed pellets dissolve in water. It has been shown

at slike tilsatsstoffer i prinsipp ikke vesentlig endrer forholdene under pelletiseringsprosessen. that such additives in principle do not significantly change the conditions during the pelletisation process.

De pellets som fremstilles etter opp-finnelsens fremgangsmåte kan om ønskelig The pellets produced according to the method of the invention can, if desired

på en hvilken som helst måte overflatebe-handles for oppnåelse av spesielle egenskaper, så som bestandighet mot vann ved in any way the surface is treated to achieve special properties, such as resistance to water

påføring av voks, harpiks eller lakk, eller application of wax, resin or varnish, or

i samme hensikt behandles med reagenser for the same purpose is treated with reagents

som gir vannuløselige sjikt med stoffer which gives water-insoluble layers of substances

inkorporert i aggregatene, så som utfelling incorporated into the aggregates, such as precipitation

av uløselige alginater ved behandling med of insoluble alginates when treated with

kalsium, aluminium eller kromholdige opp-løsninger når aggregeringen er utført med calcium, aluminum or chromium-containing solutions when the aggregation is carried out with

en alginatoppløsning. an alginate solution.

Endelig kan de dannete pellets inngå Finally, the formed pellets can be included

som vesentlige bestanddeler av mere kom-pliserte sprengstoffer. Således kan olje-holdige, omtrent surstoffbalanserte pellets inngå i plastiske, vannbestandige as essential components of more complicated explosives. Thus, oil-containing, roughly oxygen-balanced pellets can be included in plastic, water-resistant pellets

sprengstoffer, hvor den annen hovedkom-ponent består av en i og for seg kjent explosives, where the other main component consists of a known in and of itself

sprenggelatin basert på nitroglycerol, explosive gelatin based on nitroglycerol,

hvorved det oppnåes et sprengstoff med whereby an explosive is obtained with

meget høy ladetemperatur. very high charging temperature.

Claims

1. Procedure for the production of ammonium nitrate-rich explosives containing

containing one or more combustible components which in and of themselves do not have explosive character, such as fuel oil e. particle fineness that at least 50% by weight passes a sieve with 60 meshes per inch, and preferably so that at least 50% by weight passes a sieve with 140 meshes per inch, after which the combustible substance is mixed into the ammonium nitrate, and after which water is added in an amount that gives the mass a certain cohesion and plasticity, after which the mass is formed into aggregates of approximately spherical shape in any pelletizing device known per se , after which the aggregates are kept in motion until they are provided with the necessary mechanical strength by lowering the temperature.

2. Method as set forth in claim 1, characterized in that the addition of water and the pelletization take place at room temperature, after which the material, while constantly being kept in motion, is first heated and then cooled until the desired degree of mechanical strength is achieved.

3. Method as stated in claim 1, characterized in that the addition of water and the pelletisation take place at an elevated temperature, in any case above 32° C, preferably at approx. 50° C, after which the material, while kept in motion, is cooled until it attains the desired degree of mechanical strength.