NO145470B - . fremgangsmaate og innretning til fremstilling av sprengslam - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av sprengslam (gelsprengstoff) sammensatt av brennstoff og oksydasjonsmiddelholdige væsker og eventuelt faste bestanddeler og hvis aggregattilstand er foranderlig ved tilsetning av tykningsmidler og som til forpakning føres til en paknings-maskin samt en innretning til gjennomføring av fremgangsmåten.

Ved siden av de tradisjonelle nitroglycerolspreng-stoffer anvendes i den senere tid og i økende grad såkalte "Slurries" som sprengstoffer. De kjente Slurries eller opp-slemninger, som også betegnes "sprengslam" eller "gelspreng-stof f", er mettede, vandige oppløsninger av ammoniumnitrat og/eller natriumnitrat med et fast overskudd av ammonium-resp. natriumnitrat som oksydasjonsmiddel, idet denne dispersjon blandes med egnede brennstoffer som energibærer. Den vandige oppløsning gelédannes ved tilsetning av tykningsmidler, eksempelvis guarmel og ved nettdannelse ved hjelp av nettdannelsesmidler, således at det fremkommer en økning av viskositeten i ønsket grad uten at den kolloidale tilstand endres. Til den vandige oppløsningen kan det videre settes såkalte "Sensitizer", dette er sensibiliserende tilsetninger, hvormed tennviIligneten av sprengslammet økes. Gelédannel-sen er nødvendig for å hindre en avsetning av de faste bestanddeler og å gjøre sprengslammet vannfast. Den er dessuten av fordel for innpakning av sprengslammet.

For fremstilling av sprengslam av ovennevnte type

er det såvel kjent en kontinuerlig forløpende fremgangsmåte såvel som en fremgangsmåte hvor samtlige stoffer dannes i en beholder porsjonsvis før det ferdige sprengslam føres til forpakningsmaskinene. Den kjente kontinuerlige forløp-ende fremgangsmåte har den ulempe at sprengslammens viskositet må være lav, således at det må anvendes spesielle og kon-struktive omstendelige forpakningsmaskiner for de omtrent flytende sprengslam, hvorpå det bare kan forarbeides vanntette folier i slangeform. Dessuten er reguleringsinnret-ninger for tilførsel av de enkelte stoffer og for styring av blandeprosessen meget omstendelig. Fremgangsmåten, er derfor bare praktiserbar for bestemte sprengslam med små ytelser.

Den kjente fremgangsmåte med porsjonsvis blanding av de enkelte stoffer har spesielt den ulempe at viskositeten av sprengslammet endrer seg sterkt under uttak etter blandeprosessen, nemlig i avhengighet av innvirkningstid og nettdannelsesmidlet. Geleringstiden kan derfor ikke innstilles optimalt for den samlede blanding på den etterfølgende forpak-ningsprosess. Ved en lang gelédannelsestid forenkles riktignok blanding, dosering og forpakning, såvidt det velges vanntette forpakninger og vanntette lukker. Ferdige, ikke vanntette eller ikke prallfylte patroner med ettergelédannede, fastgjørende sprengslam kan imidlertid ikke stables. Dessuten består spesielt den fare at sprengslammets bestanddeler separerer seg således at eksempelvis i sprengslammet trer det ut for økning av følsomheten innesluttede luftbobler.

Ved en valgt midlere geleringstid er riktignok blandeprosessen dessuten forholdsvis enkel, ved transport, ved dosering og ved forpakning opptrer imidlertid problemer på grunn av den økende viskositet som spesielt krever anvendelse av høyere krefter og dermed en omstendelig kon-struksjon av forpakningsmaskinene. Ved en kort gelédannelsestid står det endelig bare en liten tid til disposisjon for blandeprosessen, således at det hyppig ikke oppnås noen god blanding. Samtidig vanskeliggjøres sterkt transport, dosering og forpakning og er ikke å unngå ulemper som spesielt desensibilisering, ujevn fylling eller tetthet.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning til fremstilling av sprengslam (gelsprengstoffer), som unngår ulempene ved den kjente teknikkens stand og sikres en under den samlede forarbeidelsesprosess jevntblivende optimal,

til den eventuelle forpakningstype innstillbar konsistens av sprengslammet ved tilførselen til forpakningsmaskinene og samtidig muliggjøres å innstille konsistensen ved opp-arbeidelse, mellomlagring og fremstilling således at det kan anvendes optimale forarbeidelsestrinn samt enkle og energibesparende innretninger, idet spesielt de hver gang i fremstillingsprosessen befinnende tennbare sprengstoff-mengde' holdes på et minimum.

Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte til fremstilling av sprengslam (gelsprengstoff) sammensatt av brennstoff for oksydasjonsmiddelholdige væsker og eventuelt faste bestanddeler og hvis aggregattilstand er foranderlig ved tilsetning av nettdannelsesmidler og som til forpakning tilføres en forpakningsmaskin, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at væskene med brennstoffene og/eller oksydasjonsmidlene blandes porsjonsvis,at fra blandingen eller blandingene dannes en kontinuerlig materialstrøm, at mater-ialstrømmen doseres og til den doserte rnaterialstrøm settes kontinuerlig nettdannelsesmiddel og eventuelt sensibiliserende tilsetninger i en på forhånd gitt dosering samt eventuelt et skummiddel som fordeles i en etterfølgende kontinuerlig blandeprosess jevnt i materialstrømmen før den fortykkende materialstrømmen ved en til viskositetakravene av forpakningsprosessen svarende styrbar fortykningstid tilføres til forpakningsmaskinen, idet den kontinuerlig blandeprosess oppnås ved en gjentatt oppdeling av strømningen i flere del-strømmer og ved en sammenføring av disse delstrømmer igjen på en annen måte enn oppdelingen fant sted.

I henhold til oppfinnelsen kan væsker med oksydasjonsmidler på den ene side og med brennstoffet på den annen side blandes og/eller lagres i adskilte beholdere og sammen doseres samt formet til en materialstrøm føres til blandebeholder.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har den fordel at væskene med brennstoffene med oksydasjonsmidlene og de første komponenter av fortykningsmidlet blandes nøyaktig under overholdelse av en nøyaktig dosering og enkel varme-kontroll samt under anvendelse av enkle lagrings- og blande-beholdere, idet den mulighet består å foreta lagring og blanding adskilt og i forskjellige trinn. Fra beholderen resp. hver beholder som inneholder en blanding kan blandingen uttas kontinuerlig, idet viskositeten av den kontinuerlige materialstrøm ikke endrer seg, da denne enda. ikke inneholder nettdannelsesmiddel. Den annen komponent av fortykningsmidlet (nettdannelsesmiddel) tilsettes sammen med sensibiliserende tilsetninger til den kontinuerlige materialstrøm før den kontinuerlige blandeprosess, således at også under denne kontinuerlige blandeprosess forblir material-strømmen tilstrekkelig flytende til å oppnå en god gjennom-blanding. Ved denne kontinuerlige blandeprosess starter for-tykningen av materialstrømmen som avspennes under hensyntagen til sammensetningen av sprengslammet til den eventuelle for-pakningsprosess, spesielt forpakningstypen. Sprengslammet kan i det ene ekstremtilfellet tilføres til den etterkoplede forpakningsmaskin i en kontrollert sjikttykkelse i mer eller mindre fast tilstand og i det annet ekstremtilfellet i flytende form, idet gelédannelsestiden i dette tilfellet beregnes således at etter avfylling av sprengslammet i forpakningen foregår en så sterk økning av viskositeten at den fylte forpakning er stablbar. Herved sikres at det hverken opptrer gassbobler fra sprengslammet eller finner sted separering. Typen ifølge oppfinnelsen av den kontinuerlige blandeprosess sikrer at orienteringen av de gelédannede molekyler bibeholdes og at farlige stoffer først tilsettes kort før forpakning til materialstrømmen. Herved nedsettes ikke bare farligheten sterkt, men det oppnås at ved avbrudd av fremstillingsprosessen blir bare små materialmengder ubruke-lige.

Ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til fremstilling av sprengslam (gelsprengstoff) bestående av konsentrerte vandige oppløsninger av ammoniumnitrat og eventuelt andre nitrater ut over oppløseligheten fående nitratmengder og av brennstoff og hvis gelstruktur er foranderlig ved tilsetning av nettdannelsesmidler og som til-føres til pakning i en forpakningsmaskin, er fremgangsmåten karakterisert ved at nitratoppløsningen blandes porsjonsvis med de overskytende nitratmengder og brennstoffene, at det fra blandingen dannes en kontinuerlig materialstrøm, at materialstrømmen doseres og til den doserte materialstrøm settes nettdannelsesmiddel samt eventuelt sensibiliserende tilsetninger og skummidler i en på forhånd gitt dosering kontinuerlig og som i en etterfølgende kontinuerlig blandeprosess fordeles jevnt i materialstrømmen før den gelerende materialstrøm etter en til viskositetskravene i forpakningsmaskin svarende gelédannelsestid tilføres til forpakningsmaskinen.

Oppfinnelsen vedrører videre en innretning til gjennomføring av fremgangsmåten og som har en beholder som inneholder blandingen, forrådsbeholder for nettdannelsesmiddel og tilsetninger og med tilførselsrør til forpakningsmaskinen, idet innretningen er karakterisert ved at beholdere over en volumetrisk eller vektanalytisk arbeidende tilmålingsinnretning er forbundet med en regulerbar doseringspumpe til frembringelse av den kontinuerlige materialstrøm, hvortil det er tilsluttet et rørstykke med et til antallet av forrådsbeholdere for flytende nettdannelses-n og tilslagsstoffer svarende antall av rørtilslutninger, idet hver forrådsbeholder over en tilmålingspumpe og/eller en mengdemåler samt en vikeventil som over en tilføringsledning er forbundet med forrådsbeholderene, er forbundet med en rør-tilslutning til rørstykket, hvor det er etterkoblet en kontinuerlig arbeidende statisk gjénnomstrømningsblander, idet lengden av gjennomstrømsblanderen og tilførselsrør under hensyntagen til strømningshastigheten av material-strømmen er avstemt med hensyn til den nødvendige fortykningstid.

Før tilmålingsinnretningen for faste tilslagsstoffer kan det være anordnet to beholdere, hvorav en inneholder en forblanding med oksyderende karakter (oksygen-overskudd) og den annen en forblanding med brennstoff-karakter.

Som et hele har såvel, fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som også innretningen ifølge oppfinnelsen den fordel at det derved fremstilte sprengslam kan pakkes på ønskelig forpakningsmaskiner i ønskelige forpakninger, nemlig hver gang under optimale forhold, imidlertid samtidig er sammensetningen av sprengslammet fritt velgbar. Uavhengig av denne sprengslamsammensetning kan således

som forpakningsmaskiner føres i forstivet halvplastisk tilstand, fyllmaskiner for forformede hylser som fylles 3 tilsettes til den doserte materialstrøm nettdannelsesmiddel samt sensibiliserende tilsetninger som i en tilknyttet gjennom-strømsblander 4 fordeles jevnt i materialstrømmen.

I utførelseseksempelet ifølge fig. 1 er det anordnet en forrrådsbeholder 5a for et nettdannelsesmiddel, eksempelvis natriumdikromat. Dette stoff føres over en tilmålingspumpe 6a og en mengdemåler 7a til en vikeventil 8a. Fra denne vikeventil 8a hører en rørtilslutning inn i rørstykket 3, således at den på forhånd gitte mengde av nettdannelsesmiddel kommer i den kontinuerlige materialstrøm. Ved omkop-ling av vikeventil 8a kan tilførselen til rørstykket 3 av-brytes og midlet over en tilbakeledning 9a tilbaketranspor-teres i forrådsbeholder 5a. Foruten forrådsbeholder 5a for et tyknings- eller nettdannelsesmiddel er det foreskrevet en ytterligere forrådsbeholder 5b, som eventuelt over en tilmålingspumpe 6b, en mengdemåler 7b, en vikeventil 8b og en rørtilslutning er tilsluttet til rørstykket 3, idet det mellom vikeventilen 8b og forrådsbeholderen 5b er anordnet en tilbakeføringsledning 9b. I denne forrådsbeholder 5b befinner det seg et skummingsmiddel som ved sammenpresning med materialstrømmen fører til. dannelse av gassbobler.

Ved siden av forrådsbeholderne 5a og 5b kan det anordnes ytterligere forrådsbeholdere 5c, som likeledes over en tilmålingspumpe 6c, en mengdemåler 7c, en vikeventil 8c og en rørtilslutning er tilsluttet til rørstykket 3, idet det mellom vikeventilen 8c og forrådsbeholderen 5c er anordnet en tilbakeføringsledning 9c. I denne forrådsbeholder 5c befinner det seg sensibiliserende tilsetninger som øker sprengslammets tennvillighet. Slike sensibiliserende tilsetninger er eksempelvis: Estere av salpetersyre som er karakterisert ved nærvær av en virkningsgruppe CO-NC^..

Mononitrater eller blandinger herav, som f.eks. metylnitrat CH3ON02, etylnitrat C2H5ON02f propyl- eller isopropylnitrat C-jHyONG^-

Polynitratene eller blandingene herav eller, .blandinger av mononitrater og polynitrater.

Organiske salpetersyrerorbindelser eller blandinger herav, karakterisert ved nærvær av en eller flere N02_grupper som er forbundet direkte med karbonatomet (nitroparafiner, aromatiske salpetersyreforbindelser) eller med nitrogenet (nitraminer).

Nitrater av aminer, som f.eks. nitratet av mono-metylamin (CI^-NH-jHNO^) , dinitratet av etylendiamin eller blandinger av disse bestanddeler.

Det må her alltid dreie seg om flytende eller i emulsjon eller suspensjon befinnende stoffer.

De nevnte nettdannelses- og skumningsmidler samt sensibiliserende tilsetninger blir i gjennomstrømsblander 4 som fortrinnsvis er utformet som en statisk blander fordelt jevnt i materialstrømmen. Ved kontinuerlig blandeprosess bibeholdes orienteringen av molekylene i materialstrømmen, dette oppnås fortrinnsvis ved en gjentatt oppdeling av strømningen i flere delstrømmer og ved en sammenføring av disse delstrømmer på annen måte enn oppdelingen fant sted.

Ved tilførsel av stoffet som bevirker fortykning, nettdannelse resp. gelédannelse før i gjennomstrømsmåler 4 finner det allerede i gjennomstrømsblander 4 sted begynnel-sen av fortykningsprosessen. Ved hjelp av et til gjennom-strømsblanderen 4 etterkoplet tilførselsrør 10 oppnås at den fortykkede materialstrøm først etter en til viskositetskravene for forpakningsprosessen svarende fprtykningstid tilføres til forpakningsmaskinen som slutter seg til tilfør-selsrøret 10 og som ikke er vist på tegningen. For dette formål kan diameter og/eller lengde av tilførselsrøret 10 være utført forskjellig. Dessuten er det mulig å avstemme lengden av tilførselsrøret 10 ved tilføyelse resp. fjerning av rørstykker til de eventuelle forhold.

Ved overnevnte oppbygning sørges det for at på forhånd blandbare stoffer eller stoffer som skal lagres

over et bestemt tidsrom kan blandes porsjonsvis, nemlig uten påvirkning ved en endring av viskositeten. Disse blandinger står tii disposisjon i beholder 1, hvorfra de uten endring av viskositeten fjernes som kontinuerlig og dosert materialstrøm ved hjelp av doseringspumpen 2. En

fortykning av denne materialstrøm foregår først i gjennornstrøms-blander 4 og i det vesentlige i tilførselsrør 10, således at uavhengig av sprengslammets sammensetning tilføres dette med den ønskede viskositet til den etterkoplede forpakningsmaskin. Ved den kontinuerlige tilsetning av nettdannelsesmidler i rør-stykket 3 inntrer på tross av porsjonsvis blanding av grunn-stoffene ingen endring av viskositeten mellom forarbeidelsen av første og siste delmengde av innholdet fra beholder 1. Viskositeten av materialstrømmen endrer seg først i området mellom dets inntreden i gjennornstrømsblanderen 4 og uttreden fra tilførselsrøret 10, idet det imidlertid er sikret at ved uttreden fra tilførselsrøret 10 oppnås alltid en over den samlede fremstillingsprosess jevntbliven viskositet. Ved tilførsel av sensibiliserende tilsetninger, som eventuelt gjør sprengslammet farlig, først i området før gjennomstrøms-blander 4 sikres endelig at det alltid bare befinner seg en liten mengde eksplosivt material i fremstillingsprosessen.

Ved utførelseseksempelet ifølge figur 2 befinner nettdannelsesmidlet seg i en forrådsbeholder 5c, som overens-stemmende med utførelsen i første utførelseseksempel over en tilmålingspumpe 6c, en mengdemåler 7c og en vikeventil 8c er tilsluttet til rørstykket 3 og som over en tilbakeførings-ledning 9c i tillegg er forbundet med vikeventil 8c. Ved den på figur 2 viste innretning er det mellom beholderen 1

og doseringspumpen 2 anordnet én tilmålingsinnretning 11

for faate tilsetningsstoffer og som arbeider voLumetrisk eller vektsanalytisk.

Av den skjematiske gjengivelse av denne tilmålingsinnretning 11 på figur 2 sees at denne omfatter en faststoffbeholder 12, som eksempelvis inneholder guarmel og/eller stivelse, som ekstra fortykningsmiddel som øker lagrings-

evnen og/eller aluminiumpulver som sensibiliserende tilsetning. Her kan det også tilsettes eksplosivstoffer som TNT, nitropenta eller heksogen som ekstra sensibiliserende bestanddeler. Dette melformede eller finkornede material tilføres fra faststoffbeholder 12 gjennom et tilløpsrør 13, dosert til en blandebeholder 14, som inneholder en tilløps-

dyse for den fra beholder 1 uttredende dispersjon. Den kontinuerlige materialstrøm fra beholder 1 tilføres gjennom en gjennomstrømsregulator 16 dosert til blandebeholder 14. Samtidig sørger en nivåføler 17 for at den for en ordnings-messig blanding nødvendige væskestand stadig opprettholdes i blandebeholder 14. De nødvendige styre- og regulerings-prosesser overvåkes resp. styres av et reguleringsapparat 18.

Selvsagt kan det såvel ved anlegg ifølge figur 1 som også ved anlegg ifølge figur 2 være anordnet ytterligere forrådsbeholdere, som imidlertid er blitt utelatt på tegningen av hensyn til bedre oversiktlighet.

Ved utførelseseksempelet ifølge figur 3 befinner væske med oksydasjonsmidler, med pH-verdi stabiliserende midler, med midler som øker oppløseligheten og naturlig eller kunstig gummi (første fortykningskomponent) seg i forrådsbeholder la, væske med brennstoffer i forrådsbeholder lb. Ved gjennomstrømsregulator tilføres væskene fra begge beholdere i et fast forhold dosert til blandebeholder 14. Alle Øvrige elementer av utførelseseksempel 3 tilsvarer disse for eksempel 2.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av sprengslam (gelsprengstoff) sammensatt av brennstoffer og oksydasjonsmiddelholdige væsker og eventuelt faste bestanddeler og hvis aggregattilstand er foranderlig ved tilsetning av nettdannelsesmidler og som til forpakning tilføres en forpakningsmaskin, karakterisert ved at væskene med brennstoffene og/eller oksydasjonsmidlene blandes porsjonsvis, at fra blandingen eller blandingene dannes en kontinuerlig materialstrøm, at materialstrømmen doseres og til den doserte materialstrøm settes kontinuerlig nettdannelsesmiddel og eventuelt sensibiliserende tilsetninger i en på forhånd gitt dosering samt eventuelt et skummiddel som fordeles i en etterfølgende kontinuerlig blandeprosess jevnt i materialstrømmen før den fortykkende materialstrøm ved en til viskositetskravene av forpakningsprosessen svarende styrbar fortykningstid tilføres til forpakningsmaskinen, idet den kontinuerlige blandeprosess oppnås ved en gjentatt oppdeling av strømningen i flere del-strømmer og ved en sammenføring av disse delstrømmer igjen på en annen måte enn oppdelingen fant sted.

2. Fremgangsmåte til fremstilling av sprengslam (gelsprengstoff) bestående av konsentrerte vandige oppløs-ninger av ammoniumnitrat og eventuelt andre nitrater ut over oppløseligheten gående nitratmengder og av brennstoff og hvis gelstruktur er foranderlig ved tilsetning av nettdannelsesmidler og som tilføres til pakning i en forpakningsmaskin ifølge krav 1,karakterisert ved at nitratoppløsningen blandes porsjonsvis med de overskytende nitratmengder og brennstoffene, at det fra blandingen dannes en kontinuerlig materialstrøm, at materialstrømmen doseres og til den doserte materialstrøm settes nettdannelsesmiddel samt eventuelt sensibiliserende tilsetninger og skummidler i en på forhånd gitt dosering kontinuerlig og som i en etterfølgende kontinuerlig blandeprosess fordeles jevnt i materialstrømmen før den gelerende materialstrøm etter en til viskositetskravene i forpakningsmaskinen svarende gelédannelsestid tilføres til forpakningsmaskinen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert ved at væsker med oksydasjonsmidler på den ene side og med brennstoffer på den annen side blandes og/eller lagres i adskilte beholdere (la, lb) og sammen doseres samt formet til en materialstrøm føres til blandebeholder (14)..

4. Innretning til gjennomføring av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-3 med en beholder som inneholder blandingen, forrådsbeholder for nettdannelsesmiddel og tilsetninger og med et tilførselsrør til forpakningsmaskinen, karakterisert ved at beholderen (1) over en volumetrisk eller vektanalytisk arbeidende tilmålingsinnretning (11) er forbundet med en regulerbar doseringspumpe (2) til frembringelse av den kontinuerlige materialstrøm, hvortil det er tilsluttet et rørstykke (3) med et til antallet av forrådsbeholdere (5a, 5b, 5c) for flytende nettdannelses-og tilslagsstoffer svarende antall av rørtilslutninger, idet hver forrådsbeholder (5a, 5b, 5c) over en tilmålingspumpe (6a, 6b, 6c) og/eller en mengdemåler (7a, 7b, 7c) samt en vikeventil (8a, 8b, 8c) som over en tilføringsledning (9a, 9b, 9c) er forbundet med forrådsbeholdere (5a, 5b, 5c) er forbundet med en rørtilslutning til rørstykket (3), hvor det er etterkoblet en kontinuerlig arbeidende statisk gjennomstrømningsblander (4), idet lengden av gjennomstrøms-blanderen (4) og tilførselsrør (10) under hensyntagen til strømningshastigheten av materialstrømmen er avstemt med hensyn til den nødvendige fortykningstid.