NO142521B - Fenghette-sensitivt sprengstoff samt fremgangsmaate for fremstilling derav. - Google Patents

Description

Sprengstoff som består av vandige geler som får sin kjemiske energi hovedsakelig fra den termiske dekomponering av ammoniumnitrat er svært meget anvendt i stenbrudd, utgravninger og ved gruvedrift, hovedsakelig fordi de er billige og sikre å behandle. Disse spengstoffer inneholder vanligvis kostbare, suspenderte faste brennstoffer og kan ikke detoneres med fenghetter, men krever en høyeksplosiv tenningsladning for å få en effektiv detonering. Der er behov for både billigere ikke-fenghettesensitive sprengstoffer som ikke inneholder faste sprengstoffer eller følsomme midler og likeledes sprengstoffer som kan plasseres og detoneres på tilsvarende måte som dynamitt, men som er billigere og mindre utsatt for detonering ved uhell. Man har oppdaget at en type sprengstoffer som består av en

vandig gel basert på ammoniumnitratsuspensjoner best kan fremstilles uten anvendelse av suspenderte faste brennstoffer og likeledes kan omdannes til fenghette-sensitiv form hvor disse sprengstoffer vil tjene som relativt sikre substitutter for dynamitt.

Sprengstoffer som består av gelatinert vandig ammoniumnitratsuspensjon er kjent. I US-patent nr. 3.676.236 beskrives eksplosive preparater som er fremstilt av forskjellige andeler ammoniumnitrat, natriumnitrat, ammoniumperklorat, heksametylentetramin, salpetersyre, et fint oppdelt fast brennstoff, et hydroksy-substituert tykningsmiddel og et formet-ningsmiddel. Sprengstoffene som tidligere er beskrevet er spesielt anvendelige for plassering i relativt store borehull med stor avstand, slik man vanligvis gjør ved dagbrudd. Sprengstoff av denne typen detoneres vanligvis ved hjelp av fenghetter og høyeksplosive tenningsladninger.

Man har nå oppdaget at fenghette-sensitive sprengstoffer kan fremstilles under anvendelse av de samme bestanddeler som ble anvendt i de tidligere teknikker uten at det er nødvendig å tilføre et fint fordelt fast brennstoff forut-satt at sammensetningen av bestanddelene holdes innenfor trange grenser etter følgende fremgangsmåte, og sprengstoffet ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved at det er fremstilt ved

a) til en 30-40 vekt-$-ig vandig oppløsning av heksametylentetramin å tilsette salpetersyre for å tilveiebringe en

pH-verdi på 5j0-5,3, samtidig som temperaturen på den resulterende blanding kontrolleres slik at den ikke stiger over 66°C for derved å fremstille en vandig oppløsning hvor heksametylen-tetramininnholdet er 25-35 vekt-$, hvoretter man i denne opp-løsning oppløser ammoniumperklorat til å gi en konsentrasjon på 5,0-6,0$, natriumnitrat til å gi en konsentrasjon på 8,0-9,0$ og ammoniumnitrat til å gi en konsentrasjon på 30-45$ den resulterende oppløsning;

b) til hver 100 deler av oppløsningen fra trinn (a) grundig å iblande 60-65 vektdeler finmalt ammoniumnitrat og tilstrekkelig polysakkaridgummi og fornettingsmiddel til å fortykke blandingen til en gellignende konsistens, hvoretter man; c) etter at blandingen fremstilt i trinn (b) er fortykket å tilsette 6-8 deler aluminiumpulver av malingspig-mentkvalitet til blandingen er enhetlig. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstilling av et sprengstoff av den ovenfor angitte type, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at man a) til en 30-40 vekt-$-ig vandig oppløsning av heksametylentetramin tilsetter salpetersyre for å tilveiebringe en pH-verdi på 5jO~5,3> samtidig som temperaturen på den resulterende blanding kontrolleres slik at den ikke stiger over 66°C for derved å fremstille en vandig oppløsning hvor heksametylen-tetramininnholdet er 25-35 vekt-$, hvoretter man i denne opp-løsning oppløser ammoniumperklorat til å gi en konsentrasjon på 5,0-6,0$, natriumnitrat til å gi en konsentrasjon på 8,0-9,0$ og ammoniumnitrat til å gi en konsentrasjon på 30-45$ til den resulterende oppløsning; b) til hver 100 deler av oppløsningen fra trinn (a) grundig tilblander 60-65 vektdeler finmalt ammoniumnitrat og tilstrekkelig polysakkaridgummi og fornettingsmiddel til å fortykke blandingen til en gellignende konsistens, hvoretter man; c) etter at blandingen fremstilt i trinn (b) er fortykket, tilsetter 6-8 deler aluminiumpulver av malingspig-mentkvalitet til blandingen er enhetlig.

En foretrukket fremgangsmåte for fremstilling av moderluten i trinn (a) ovenfor er følgende: Til en 30-4o$-ig vandig oppløsning av heksametylentetramin tilsettes salpetersyre for å få en pH-verdi på fra 5,0-5j3, samtidig som temperaturen i den resulterende blanding kontrolleres slik at den ikke stiger over 66°C, for derved å fremstille en vandig oppløsning hvor heksametylentetramininn-holdet er fra 25~35 vekt-$, hvoretter

der oppløses i en mengde av denne oppløsningen ammoniumperklorat for å få en konsentrasjon på 5j0-6,0$, natriumnitrat til å gi en konsentrasjon på 8,0-9,0$ og ammoniumnitrat til å gi en konsentrasjon på 30-45$.

De forskjellige trinn i fremgangsmåten har kritiske punkter hvorfra vesentlig avvik vil føre til sammenbrudd.

De kritiske sider ved hvert trinn er diskutert nedenunder: Trinn_£a_]

I begynnelsen av dette trinnet finner der sted

en eksoterm reaksjon. Bare vann, heksametylentetramin og salpetersyre er fortrinnsvis tilstede ved begynnelsen, slik at temperaturen og pH-verdien lett kan kontrolleres. Den øvre grense for temperaturen må nøyaktig observeres, slik at man ikke får dekomponering som en sidereaksjon. Fortrinnsvis kontrolleres temperaturen mellom 50 og 60°C.

Siden oppløsning av ammoniumnitrat er en endoterm reaksjon, kan denne utføres raskere og enklere ved å tilføre varme gjennom en dampspiral eller andre varmeinnretninger. Fortrinnsvis tilføres der tilstrekkelig varme under dette trinnet til å gi en endelig temperatur på fra 35~50 cC i på-. vente av trinn (b).

Trirm_£b }

Hvis man ønsker det kan oppløsningen som er fremstilt i trinn (a) lagres og deler av den anvendes som moderlut for å fremstille forskjellige eksplosive produkter. Det er imidlertid økonomisk og enklere å anvende denne oppløsning som den kommer fra trinn (a) før den avkjøles. Den ammoniumnitrat som anvendes i dette trinn bør være finfordelt og fri for klumper. Kombinasjonen av polysakkaridgummi og fornettingsmiddel velges fra de som er tilgjengelige på markedet ut fra midlenes evne til å gelatinere en suspensjon av den type som er fremstilt i dette trinnet. Noen gummier danner ikke en tilstrekkelig fast gel ved den pH som suspensjonen har (ca. 5,8-5>9)-

Trinn_£c}

Det er avgjørende at dette sensitiseringstrinnet utføres bare etter at suspensjonen i trinn (b) er fortykket.

Det er også avgjørende at blandingen avsluttes så snart man

får en uniform blanding. Ytterligere blanding nedsetter føl-somheten.

I de følgende spesifikke eksempler er illustrert fremstillingen av en rekke både fenghette-sensitive og ikke-fenghette-sensitive produkter.

Eksempel_l

Trinn (a) ble utført ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen-for å tilveiebringe en oppløsning som hadde følg-ende bestanddeler:

Til 58,8 deler av den ovennevnte oppløsning ble tilsatt 36,3 deler finmalt ammoniumnitrat og 0,9 deler guar-gummi med fornettingsmiddel (Stein-Hall NGL 4779 New, FF med fornettingsmiddel RO) under omhyggelig omrøring. Etter at den resulterende blanding hadde fått gel-konsistens, ble 4,0 deler aluminiumpigmentpulver tilsatt inntil man fikk en uniform blanding. Blandingen ble deretter avbrutt.

Produktet var detonerbart med en nummer 6 elektrisk fenghette i en landing som hadde en diameter på 3,2 cm ved temperaturer helt ned til -17,8°C med en detoneringshastighet på 3.045 m pr. sekund. Gelstrukturen i produktet ga en utmerket vannmotstand. Etter lagring i tre måneder ved 48,9°C v^r det ingen tap av følsomhet eller nedbrytning av gelstrukturen.

Eksemgel_2

En serie batcher av sprengstoff ble fremstilt ifølge fremgangsmåten som er beskrevet nedenunder.

I et rent reaktorkar ble plassert 8.349 deler vann. Til dette vannet ble tilsatt under omrøring 4.914 deler fast, partikkelformet heksametylentetramin, og omrøringen ble fort-satt inntil man fikk en oppløsning.

Til denne oppløsning ble tilsatt I.988 deler salpetersyre (69$, 42° Baume) under omrøring, og temperaturen ble holdt i et område på 45-60°C under varmeutviklingen, hvoretter omrøringen ble tilsatt inntil reaksjonen ble avsluttet, noe som ble angitt ved at pH var stabil og temperaturen sank.

Ved dette trinnet var pH fra 5,1-5,3 ved 38°C i de forskjellige batcher.

Til denne oppløsningen ble tilsatt 10.602 deler ammoniumnitrat under omrøring samtidig som reaktoren ble opp-varmet med en dampkappe. Mens temperaturen ble holdt på ca. 50°C, ble der også oppløst i blandingen 1.551 deler ammoniumperklorat og 2.586 deler natriumnitrat. Egenskapene i den ferdige oppløsningen ble målt på en rekke batcher og var følgende:

Oppløsningen som beskrevet ovenfor ble deretter anvendt som flytende fase til å danne en gelatinert suspensjon som beskrevet nedenunder og man arbeidet ved en temperatur på mellom 38 og 49°C.

I et blandekar ble plassert 1.480 deler finfordelt ammoniumnitrat. En tilstrekkelig mengde av den væske som er beskrevet ovenfor ble tilsatt under omrøring, slik at man fikk en oppslemming som var glatt og uten klumper. Den gjenværende mengde av en totalmengde på 2.320 deler av den ovenfor beskrevne væske ble deretter tilsatt•under omrøring sammen med 40 deler guar-gummi som ble tilsatt gjennom ledninger i en slik hastighet at blandingen var fullstendig og uten klump-dannelse. Den fortykkede suspensjon fikk nå gel-konsistens i løpet av minst 5 minutter, samtidig som man fortsatte å blande langsomt. Etter gel-dannelsen ble l60 deler aluminiumpulver av malingskvalitet tilsatt med lav hastighet inntil man fikk en uniform blanding. Så snart man hadde denne uniforme blanding ble blandingen avbrutt. Produktet var 4.000 deler av et sta-

bilt, fenghette-sensitivt sprengstoff som besto av en vandig gel. Egenskapene i en serie batcher var følgende: pH 5,9-6,2

Spesifikk vekt 1,10 - 1,15 g/cm<3>

Klassifikasjon høyeksplosiv - klasse A Fenghette-sensitiv ved temperaturer så lave

som minus 23°C.

Produktet fremstilt ifølge fremgangsmåten i dette eksempel besto av 9, 5% heksametylentetramin, 2,7$ salpetersyre,

57>5$ ammoniumnitrat, 5$ natriumnitrat, 3$ ammoniumperklorat,

4$ aluminiumpulver som kan anvendes som malingspigment og 1$ guar-gummi med fornettingsmiddel og vann.

Claims (2)

1. Fenghette-sensitivt sprengstoff bestående av en vandig gelsuspensjon, karakterisert ved at den er fremstilt ved (a) til en 30-40 vekt-$-ig vandig oppløsning av heksametylentetramin å tilsette salpetersyre for å tilveiebringe en pH-verdi på 5,0-5,3, samtidig som temperaturen på den resulterende blanding kontrolleres slik at den ikke stiger over 66°C for derved å fremstille en vandig oppløsning hvor heksa-metylentetramininnholdet er 25~35 vekt-$, hvoretter man i denne oppløsning oppløser ammoniumperklorat til å gi en konsentrasjon på 5,0-6,0$, natriumnitrat til å gi en konsentrasjon på 8,0-9,0$ og ammoniumnitrat til å gi en konsentrasjon på 30-45$ i den resulterende oppløsning; (b) til hver 100 deler av oppløsningen fra trinn (a) grundig å iblande 60-65 vektdeler finmalt ammoniumnitrat og tilstrekkelig polysakkaridgummi og fornettingsmiddel til å

fortykke blandingen til en gellignende konsistens, hvoretter man;

(c) etter at blandingen fremstilt i trinn (b) er fortykket å tilsette 6-8 deler aluminiumpulver av malingspig-mentkvalitet til blandingen er enhetlig.

2. Fenghette-sensitivt sprengstoff ifølge krav 1, karakterisert ved at det er fremstilt av 9,5$ heksametylentetramin, 2,7$ salpetersyre, 57, 5% ammoniumnitrat, 5% natriumnitrat, 3$ ammoniumperklorat, 4$ aluminium-pulvermalingspigment, 1% guar-gummi med fornettingsmiddel og Vann. 3- Fremgangsmåte for fremstilling av et fenghette-sensitivt sprengstoff ifølge krav 1, karakterisert ved at man (a) til en 30-40 vekt-$-ig vandig oppløsning av heksametylentetramin tilsetter salpetersyre for å tilveiebringe en pH-verdi på 5,0-5,3, samtidig som temperaturen på den resulterende blanding kontrolleres slik at den ikke stiger over 66°C for derved å fremstille en vandig oppløsning hvor heksametylen-tetramininnholdet er 25-35 vekt-$, hvoretter man i denne opp-løsning oppløser ammoniumperklorat til å gi en konsentrasjon på 5,0-6,0$, natriumnitrat til å gi en konsentrasjon på 8,0-9,0$ og ammoniumnitrat til å gi en konsentrasjon på 30-45$ til den resulterende oppløsning; (b) til hver 100 deler av oppløsningen fra trinn (a) grundig tilblander 60-65 vektdeler finmalt ammoniumnitrat og tilstrekkelig polysakkaridgummi og fornettingsmiddel til å fortykke blandingen til en gellignende konsistens, hvoretter man; (c) etter at blandingen fremstilt i trinn (b) er fortykket, tilsetter 6-8 deler aluminiumpulver av malings-pigmentkvalitet til blandingen er enhetlig.