NO791723L

NO791723L - Fremgangsmaate til findeling av faste materialer

Info

Publication number: NO791723L
Application number: NO791723A
Authority: NO
Inventors: J D Birchall; D A Palgrave; F A Waite; J Cooper; J A Enever
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1978-05-30
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1979-12-03
Also published as: GR70698B; EP0006294B1; EP0006294A1; NO153052B; IE48237B1; NZ190578A; AU521668B2; IN152139B; AU4744079A; HK15583A; CA1136593A; PH16194A; IE790980L; DE2961100D1; PT69697A

Description

Denne oppfinnelse angår findeling av et fast materiale i nærvær av en mettet oppløsning av materialet i en inert væske, med sikte på å redusere partikkelstørrelsen av det valgte materiale.

Det er selvsagt allerede kjent å male faste, vanligvis krystallinske, materialer med sikte på å redusere grove fragmenter eller partikler til en finere oppdelings- . tilstand, typisk til partikler i størrelsesområdet 0,1-10 ^um, og derved øke overflatearealet av en gitt vekt eller volum av materialet. Slike arbeidsmåter kan utføres med materialet i tørr tilstand, mén mer vanlig anvendes en våtmalingsprosess, ved hvilken det faste materiale behandles i et apparat såsom en kulemølle, en sandmølle eller lignende i nærvær av en egnet væske. I de fleste tilfeller velges en væske som ikke oppløser det faste stoff.i vesentlig grad. Det gis imidlertid tilfelle i hvilke det er nødvendig å redusere partikkel-størrelsen av et fast materiale i nærvær av en væske i hvilken angjeldende faste stoff har en betydelig eller vesentlig opp-løselighet (forholdet mellom fast stoff og væske er selvsagt høyere enn det som skal til for å mette væsken med det faste stoff). I praksis finner man at findeling av det faste stoff under disse omstendigheter fører til liten eller ingen praktisk brukbar reduksjon i partikkelstørrelse. Selv om man anvender det alternativ å produsere de ønskede fine partikler ved hjelp av en annen metode (eksempelvis tørrmaling) og deretter til-setter disse fine partikler til en mettet oppløsning av det samme faste stoff i angjeldende væske, finner man at det skjer en progressiv økning i partikkelstørrelsen som resultat av en spontan krystall-oppløsnings-rekrystalliserings-^-prosess.

Vi har nå funnet at disse vanskeligheter kan minimeres eller overvinnes hvis findelingen av et fast materiale i en mettet oppløsning av materialet i et flytende oppløsnings-middel utføres i nærvær av visse tilsetningsstoffer eller additiver.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse til-veiebringes en fremgangsmåte i hvilken et fast materiale findeles i nærvær av en mettet oppløsning av det faste stoff i en væske i hvilken det faste stoff har en oppløselighet som overstiger 1 vekt%, og også i nærvær av et additiv som

er i det minste delvis oppløst i den nevnte mettede oppløsning og er i stand til i det minste delvis å inhibere ny vekst ved både eksisterende krystalloverflater og nye krystalloverflater som dannes ved findelingsoperasjonen.

Fremgangsmåten kan anvendes på hvilket som helst fast materiale som kan findeles eller reduseres i partikkel-størrelsen ved anvendelse av måleapparater, såsom de ovenfor nevnte, og som er oppløselig i væsken i hvis nærvær den behandles, i mengder på over 1 vekt%. De vanskeligheter som

er omtalt ovenfor, gjør seg vanligvis gjeldende når oppløse-ligheten av det faste materiale i væsken er høyere enn 1 vekt% og særlig når den ef høyere enn 10 vekt%. Det gis tilfeller hvor disse betingelser foreligger, f.eks. på områdene "slurry-eksplosiver" og flytende gjødningsstoffer.

Fremgangsmåten er i særlig grad godt egnet for findeling av vannoppløselige faste materialer i nærvær av mettede vandige oppløsninger av disse. Eksempler på slike vannoppløselige materialer er salter såsom ammoniumnitrat, natriumnitrat, kalsiumnitrat, kaliumklorid, natriumklorid, ammoniumfosfat, ammoniumpolyfosfat, kaliumhydrogenfosfat og dinatriumhydrogenfosfat, samt ikke-salt-lignende forbindelser såsom urea.

Forholdet mellom mengden av fast materiale som. skal findeles, og mengden av mettet oppløsning kan variere innen vide grenser alt etter behov eller ønske. Det er ingen nedre grense for dette forhold, utover det krav at det må være tilstede i det minste en håndgripelig mengde av det faste stoff utover den mengde som foreligger i oppløst tilstand, slik at det foreligger en separat fast fase. Videre er det ingen absolutt øvre grense for forholdet; i praksis kan det være en grense på grunn av behovet for å holde den samlede charge som undergår findeling, i tilstrekkelig flytende tilstand til at prosessen er effektiv.

Den arbeidsmåte som anvendes ved findelingsprosessen kan variere i henhold til den type produkt som skal oppnås, og dettes endelige formål eller anvendelse. Når det ønskede produkt er en dispersjon av et finmalt fast materiale i en mettet oppløsning av det samme materiale i angjeldende væske, som f.eks. i tilfellet av et flytende gjødningsmateriale, kan arbeidsmåten således være å innføre hver friske charge av det faste materialet i møllen eller annet måleapparat sammen med væsken og additivet,■slik at det i begynnelsen oppløses tilstrekkelig av det faste materiale i væsken til å tilveiebringe den ønskede mettede oppløsning. ' Uternativt kan en mettet oppløsning av det faste materiale i væsken fremstilles i et tidligere trinn, og denne blir så innført i møllen sammen med det faste, materiale som skal findeles, samt additivet. Når pa den annen side detønskede produkt er

det faste materiale i praktisk talt tørr, findelt form, kan det bli foretrukket å skille det findelte faste stoff, og væskefasen fra en første maleoperasjon og deretter resirkulere den mettede væske med ytterligere fast materiale i en på-følgende maleoperasjon, hvorved man holder tap av fast stoff ved oppløsning i væsken på et minimum. Et eksempel på sist-nevnte arbeidsmåte er findelingen av ammoniumnitrat i en mettet vandig oppløsning av ammoniumnitrat i nærvær av natriumkarboksymetylcellulose; etter endt maleoperasjon faller det

findelte ammoniumnitrat ut og kan fraskilles for anvendelse '/ i et slurry-eksplosiv, mens den klare væske som flyter oppå,

kan resirkuleres for findeling av en ny charge av ammoniumnitrat.

En vesentlig bestanddel av den blanding som under-kastes findelingsprosessen, er som nevnt et additiv som er

i stand til i det minste delvis å inhibere fornyet vekst ved både eksisterende krystalloverflater og nye krystalloverflater som dannes ved nedbrytningen av relativt grove partikler,

og som er i det minste delvis oppløst i den mettede opp^-løsning av det faste materiale i væsken. Additivets natur vil i betydelig grad variere med det faste materiale som skal findeles, idet en rekke forskjellige klasser av forbindelser har den nødvendige evne til å forstyrre krystallvekstprosessen ved å modifisere transporten av molekyler eller ioner.ved grenseflaten mellom krystallen og væskefasen av mettet opp-løsning. Det vil forstås at additivet kan ha- en høy oppløse-lighet eller en begrenset oppløselighet i den mettede oppløsning;

således kan det anvendes mer av additivet enn hva som faktisk oppløses i den mettede oppløsning av det faste materiale.

En klasse av additiv som er blitt funnet spesielt godt egnet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, består

av polysakkarider, særlig de polysakkarider som inneholder en ionisk komponent i molekylet, såsom polysakkarider i hvilke i det minste endel av hydroksylgruppene er blitt omdannet til karboksylgruppe-holdige substituenter. Et foretrukket additiv for findelingen av ammoniumnitrat er natriumkarboksymetylcellulose med en molekylvekt i området 5.000-300.000 .

Andre polysakkarider vil være kjent for fagfolk

på området, og det kan som eksempler nevnes substituerte stivelser, pectater, alginater, karragenater, gummi arabicum, guar-gummi og xantan-gummi.

En annen klasse av additiver som er blitt funnet spesielt godt egnet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, består av langkjedede alifatiske aminer eller salter derav. Denne klasse av additiver eksemplifiseres ved "ARMEEN", "DUOMEEN", "ARMAC" og "DUOMAC" (registrert varemerke), produkter som.produseres av Armor Hess (Akzo Chemie).. Disse forbindelser er alifatiske langkjedede primære, sekundære eller tertiære aminer med kjedelengder som typisk ligger mellom 6 og 18 karbonatomer, eksempelvis dodecylamin eller salter, derav, såsom acetater eller oleater.

En ytterligere type av additiv som kan anvendes

i fremgangsmåten, omfatter forskjellige lavmolekylære uorganiske' salter. Egnetheten til et additiv av denne type er gjerne mer spesifikk rettet med hensyn til det faste materiale som skal findeles, enn hva tilfellet er med de ovennevnte organiske additivér, og det formodes at dets effektivitet avhenger av

om visse krystallgitterparametere vedrørende additivet er av lignende størrelse som, skjønt ikke identiske med, de tilsvarende parametere for vedkommende faste materiale. Følgelig kan additivets molekyler eller ioner, gjennom steriske og/eller polare effekter, rive opp den vekst av krystallgitteret i det faste materiale som findeles, som kan føre til rekombinasjon av nylig dannede overflater. For findeling av kaliumklorid og/eller natriumklorid i nærvær av mettede vandige oppløsninger derav, som er av spesiell interesse ved fremstilling av gjødningsstoffer i hvilke den ene eller begge disse stoffer dominerer som den aktive bestanddel, har vi funnet at hensiktsmessige additiver innbefatter ferrocyanidene og ferricyanidene av natrium eller kalium, boraks, kadmiumklorid og blyklorid. Egnede uorganiske additiver for ammoniumnitratsuspensjoner er f.eks. riatrium-heksameterfosfat og natriummetavanadat.

Eksempler på ytterligere additiver som er blitt funnet å være tilfredsstillende, er polyacrylsyrer og andre karboksylerte polymerer; sylfonerte mono-, bi- og poly-kjernede aromatiske forbindelser, f.eks. natriummetyl- (og høyere alkyl-) naftalensulfonater; sulfonerte fargestoffer, eksempelvis sulfonert magenta, kongorødt, naftyl-blåsvart; sulfonerte polymerer, eksempelvis natriumlignosulfonat; og aminerte polymerer, eksempelvis amin-polysakkarid.

For maling av klorater, perklorater og sulfater foretrekkes ytterligere langkjedede alkylsulfonater eller .alkylfosfater når en høy grad av findeling er påkrevet. I hvilken grad. et additiv er egnet til anvendelse i forbindelse med et valgt fast materiale som skal behandles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan i alminnelighet bestemmes ved enkle forsøk. Når det imidlertid gjelder de ovennevnte lavmolekylære uorganiske forbindelser, kan det være til hjelp når det gjelder å velge det riktige additiv, å konsultere "Powder Diffraction File", publisert av Joint Committe for Powder Diffraction Standards sammen med A.S.T.M. Materialer med store likheter i krystall.ografisk struktur viser store likheter.i diffraksjonsmønster ved røntgen-undersøkelse. Potensielle additiver kan velges ved at man sammenligner deres diffraksjonsmønster med kjente midlers mønster.

Istedenfor ett. enkelt additiv kan det ved fremgangsmåten anvendes en blanding av to eller flere av de ovennevnte additiver.

Konsentrasjonen av additivet eller.additiv-blandingen som skal anvendes, kan variere innen vide grenser, avhengig av det spesielle faste materiale som skal findeles, partikkelstørrelsesfinheten som ønskes, og eventuelt økonomiske faktorer. I alminnelighet vil en mengde additiv på minst 0,001% av den samlede vekt av fast materiale i blandingen

(dvs. innbefattet det som er oppløst i væsken) være effektiv, fortrinnsvis minst 0,05 vekt%. Et typisk område av konsentrasjoner som kan anvendes i mange tilfeller, er 0,1-1% av den nevnte samlede vekt.

I noen tilfeller, for eksempel når polysakkarider av handelskvalitet anvendes, kan det være. nødvendig å ta i betraktning additivets renhet med hensyn til den bestanddel som er aktiv i findelingsprosessen. Denne kan i praksis være så lav som 40%, og den mengde som må anvendes av et slikt additiv, må reguleres tilsvarende; fortrinnsvis anvendes additiver som har en renhet høyere enn 60%, helst høyere enn 80%. Eventuelle forurensninger i additivet bør ikke i vesentlig grad påvirke additivets funksjon på ugunstig måte.. Den optimale konsentrasjon av hvilket som helst additiv kan imidlertid alltid finnes ved enkle forsøk.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det mulig å findele disse faste materialer til en meget liten partikkelstørrelse som ikke kan oppnås ved anvendelse av kon-vensjonell tørrmaling eller våtmaling. Av sikkerhetsmessige grunner er det ikke mulig å underkaste"ammoniumnitrat for tørrmaling eller våtmaling i nærvær av en ikke-oppløsnings-middel-væske (som normalt vil være av organisk natur). Ammoniumnitrat kan trygt findeles i nærvær av vann, men krystallstørrelsen kan ikke i praksis reduseres til under ca. 45 yum, av grunner som er diskutert ovenfor. Når man går frem.i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan imidlertid partikler med en størrelse på lO^um lett oppnås, og det er mulig endog å oppnå en. diameter på 1 yum.

På området sprengstoffblandinger er fordelene

ved oppfinnelsen åpenbare på flere måter som avspeiler den økte finhet av partikkelstørrelsen av den aktive bestanddel som erholdes. I slurry-eksplosiver basert på ammoniumnitrat finner man således nevnt de fordeler som oppnås, høyere detonasjonshastighet, mindre kritisk diameter, mer stabile bobler, bruk av lavere tennladning, forbedret gel-struktur, forbedret prosessbehandling og forbedret emulsjonsstabilitet, sammenlignet med konvensjonelle blandinger.

Verdien av oppfinnelsen på gjødningsstoffenes område kommer av at håndteringen og anvendelsen av slike materialer ofte lettes vesentlig hvis de kan leveres i flytende istedenfor fast form, men at metningsoppløseligheten av aktive bestanddeler såsom kaliumklorid i vann er altfor lav til at de rett og slett kan anvendes i form av en oppløsning, når økonomiske faktorer tas med i betraktningen. Konsentrasjoner av den aktive bestanddel godt over metning kan oppnås ved anvendelse av oppslemninger i hvilke det overskytende materiale foreligger i fast, partikkelformig tilstand, men slike produkter frembyr håndterings- og lagringsproblemer som skyldes utilstrekkelig fluiditet og en tendens til å danne harde sedimenter. Slike problemer kan tilskrives grovheten av det partikkelformige materiale, som enten skyldes en inadekvat opprinnelig findelingstilstand eller fornyet vekst av større krystaller på mindre krystallers bekostning under lagring. Gjødningsstoffer som fremstilles i henhold til den foreliggende oppfinnelse, inneholder den faste disperse fase i en meget findelt tilstand som bibeholdes under lagring, og som medfører den fordel at produktene hair høy fluiditet, slik at de lett kan håndteres og anvendes, eksempelvis ved utsprøyting. I

det tilfellet hvor det foreligger en vesentlig densitetsfor-skjell mellom den faste disperse fase og den flytende kon-tinuerlige fase, kan noen sedimentering av faststoff finne sted ved henstand, men det sedimenterte materiale kan dog lett redispergeres ved svak'agitering av blandingen. Den samme fordel gjelder slurry-eksplosiver, eksempelvis de som er basert på ammoniumnitrat, fremstilt i henhold til oppfinnelsen.

Andre anvendelser av oppfinnelsen, hvor det. endelige produkt også ønskes i form av en dispersjon av faste partikler i væsken som erholdes direkte fra prosessen, innbefatter fremstilling av sprøytbare pesticid-preparater og

av natriumklorid-oppslemninger for fjerning av is fra veier og gater, så vel som bulk-transport gjennom rørledning av uorganiske salter generelt med høyt faststoffinnhold. Praktiske tilfeller hvor de faste partikler kan skilles fra den flytende fase etter maling og deretter kan anvendes i pulverform, innbefatter den påfølgende omdannelse av slurry-sprengstoff til tørrpulver-sprengstoff.

De faste materialer som fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes på, kan til å begynne med være i grov-partiklet form, f.eks. i form av i handelen erholdte krystaller innen størrelsesområdet 200-5.000 ^um. Findeling av dette materiale kan oppnås ved hvilken som helst av de kjente måle-metoder som er i vanlig bruk, f.eks. ved dispergering av pigmenter i vandige eller ikke-vandige media under fremstilling av malinger. Således kan det anvendes forskjellige former for kulemøllemaling (ball-milling, sand-milling, bead-milling, pebble-milling) og maling i stangkvern; i hvert tilfelle fortsettes prosessen inntil den ønskede størrelsesreduksjon av det faste materiale er blitt oppnådd. Når det faste materiale opprinnelig er i meget grov form, kan et forutgående knusetrinn med fordel anvendes før findelingen påbegynnes.

Om det ønskes, kan additivet være tilstede også i dette knusetrinn.

Oppfinnelsen illustreres av de følgende eksempler. I eksempler 1-11, som viser anvendelse av oppfinnelsen ved produksjon av slurry-sprengstoff, ble det anvendt en male-teknikk tilpasset en liten målestokk, som beskrevet nedenfor, som. er hensiktsmessig for den innledningsvise undersøkelse av egnetheten av forskjellige faste materialer, væsker og additiver for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Malingen ble utført i en keramisk kulemølle med

en kapasitet på 1 liter. Mølledimensjonene var:

De 22 kuler som ble anvendt var av rustfritt stål, og kule-diameteren var 19 mm.

Under anvendelse av et sett av motordrevne valser ble møllen rotert med en konstant hastighet på 102 omdreininger pr. minutt. Denne hastighet tilsvarte ca. 76% av den kritiske hastighet. (Dette er den teoretiske hastighet ved hvilken møllens innhold begynner å bli sentrifugert, beregnet på basis av uttrykket:

Kommersiell maling under anvendelse av kulemøller utføres vanligvis ved 70-85% av den kritiske hastighet).

Eksempel 1

En blanding av en del "ARMEEN HT" (1 mol-del) og trietanolamin (1 mol-del) ble oppvarmet til smeltning. Olje-syre (2 mol-deler) ble tilsatt inntil den resulterende blanding hadde en pH på 5,5. Blandingen ble kjølt til en pasta. 66,9 deler av ammoniumnitrat, 5 deler av natriumnitrat, 10 deler vann og 0,5 del (alle deler er på vektbasis) pasta fremstilt som beskrevet ovenfor ble malt i 90 minutter. Partikler av ammoniumnitrat med begynnelsesdiameter på 300-1.000^,um ble redusert til en diameter på 10-40 ^urn.

Et slurry-sprengstoff ble fremstilt med den følgende sammensetning:

Det resulterende sprengstoff hadde en densitet på 1,41 g/cm 3. Antent ved hjelp av en detonator som hadde en grunnladning på 0,8 g PETN detonerte sprengstoffet.

Sammenligningseksempel A

Et lignende slurry-sprengstoff ble fremstilt inneholdende de samme hovedbestanddeler, men additivpastaen ble sløyfet i maletrinnet.

Under anvendelse av ammoniumnitrat med gjennomsnittlig partikkeldiameter på 50-100 ^ura malt i fravær av additiv, erholdtes en oppslemning som krevde 4 g Pentolite tennladning for å detonere. Under anvendelse av ammoniumnitrat' med en gjennomsnittlig pårtikkelstørrelse på ca. 1.200 yUm erholdtes en oppslemning som krevde 12 g Pentolite tennladning for å detonere.

Gel-styrken av det produkt som inneholdt den blanding som var malt i fravær av additivet, var lavere enn gel-styrken av det produkt som er beskrevet i eksempel 1.

Eksempel 2

En blanding av 69,7 deler ammoniumnitrat, 5,0 deler natriumnitrat, 10 deler vann og pasta som fremstilt i eksempel 1 ble malt som beskrevet i eksempel 1.

Et slurry-sprengstoff ble fremstilt med den følgende sammensetning:

Det resulterende sprengstoff hadde en densitet på 1,24 g/cm 3 . og detonerte med en tennladning beståoende av 4 g Pentolite.

Sammenligningseksem<p>el B

En oppslemning fremstilt med den samme sammensetning som i eksempel 2, men uten bruk av additivpastaen i maletrinnet, gav ammoniumnitrat med en partikkelstørrelse på

ca. 50-100 yum, og dette krevde 12-20 g Pentolite for å detonere.

Eksempel 3

Den følgende blanding ble malt i 40 minutter i

det utstyr som er beskrevet i eksempel 1.

2 000 g ammoniumnitrat

4 00 g vann

20 g natriumalkylnaftalen-sulfonat

(Petro AGS, leveres av Petrochemicals Inc., Fort Worth,

Texas, USA)..

Det resulterende produkt inneholdt partikler av

ammoniumnitrat med en diameter av størrelsesorden 5 ^urn.

1 fravær av natriumalkylnaftalensulfonat-additivet kunne nitratpartiklene ikke reduseres til under 45^urn diameter.

Eksempel 4

Den følgende blanding ble malt i 4 0 minutter i

det utstyr som er beskrevet i eksempel 1.

2 000 g ammoniumnitrat 400 g vann

20 g "Dispex A40" (polyacrylsyre fra

Allied Colloids)

Det resulterende produkt inneholdt partikler av ammoniumnitrat med diameter av størrelsesorden 7^um.

Eksempel 5

Den følgende blanding ble malt i 40 minutter i

det utstyr som er beskrevet i eksempel 1.

2 000 g.ammoniumnitrat 400 g vann

20 g sulfonert magenta

Det resulterende produkt inneholdt partikler av ammoniumnitrat med diameter av størrelsesorden 5^um.

Eksempel 6

Den følgende blanding ble malt i 40 minutter i . det utstyr som er beskrevet i eksempel 1.

65,7 g ammoniumnitrat (300 ^um)

10,0 g kalsiumnitrat (fra Norsk Hydro)

5,0 g vann

0,2 g "ARMAC<*>T" (fra Akzo Chemie)

Produktet, som inneholdt ammoniumnitrat-partikler med en diameter på 25^um, ble deretter blandet med det følgende:

6,3 g isopropylnitrat

12,0 g atomisert aluminium

0,6 g guar-gummi

0,2 g sinkkromat

(<*>Registrert varemerke)

Den således erholdte ekstruderbare sprengstoff-komposisjon hadde en densitet på 1,52 g/ml. I en 51 mm diameters patron uinnesluttet ved 12°C detonerte den med 4 g Pentolite ved en detonasjonshastighet på 3,7 km/s.

Et lignende materiale fremstilt som ovenfor, men uten "ARMAC T" lot seg ikke lett ekstrudere, og etter lagring i noen uker detonerte det ikke i en 51 mm diameters patron uinnesluttet med 25 g Pentolite.

Eksempel 7

Den følgende blanding ble malt i 40 minutter i det utstyr som er beskrevet i eksempel 1:

80 g ammoniumnitrat (300 ^um) .

20 g vann.

0,2 g syre-fuchsin (fra BDH Chemicals)

Produktet'inneholdt ammoniumnitrat-partikler med en diameter på 17 ^urn; det ble så tørket ut til et pulver bestående av partikler med diameter på 35 ^ura og et vann-innhold på 3%. De følgende ingredienser ble deretter blandet:

83 g pulver (fremstilt som beskrevet ovenfor)

7 g atomisert aluminium

10 g isopropylnitrat

Det resulterende sensibiliserte pulver-sprengstoff hadde en densitet på 1,13 g/ml. I en 32 mm diameters patron uinnesluttet ved 5°C detonerte det med én detonator inneholdende 0,10 g blyazid og en grunnladning på 0,10 g pentaerytritol-tetranitrat og gav en detonasjonshastighet på 3,5 km/s..

Et materiale fremstilt som ovenfor, men uten syre-fuchsin-additivet gav etter noen ukers lagring et produkt som detonerte med en detonator inneholdende 0,10 g blyazid og en grunnladning på 0,80 g pentaerytritol-tetranitrat og gav en detonasjonshastighet på 2,8 km/s.

Eksempel 8

61,3 g ammoniumnitrat (300^um)

10,0 g kalsiumnitrat (fra Norsk Hydro)

9,0 g vann

0,2 g "ARMAC «rå-

produktet inneholdt ammoniumnitrat-partikler med en diameter på 20^um; det ble så blandet med det. følgende:

6,7 g isopropylnitra-t

12,0 g atomisert aluminium

0,6 g guar-gummi 0,2 g sinkkromat

Det således erholdte sensibiliserte slurry-sprengstof f hadde en densitet på 1,56 g/ml, og ammonium-nitratets partikkelstørrelse var 20^urn. I en 83 mm diameters patron uinnesluttet ved 10°C detonerte det med 12 g Pentolite.

Et materiale fremstilt på lignende måte, men uten "ARMAC T" detonerte ikke med 28 g Pentolite.

Eksempel 9

Den.følgende blanding ble malt i 40 minutter i det utstyr som er beskrevet i eksempel 1:

59,6 g ammoniumnitrat (300^um)

10,0 g kalsiumnitrat (fra Norsk Hydro)

6,5 g vann

0,1 g "ARMEEN<*>S" (fra Akzo Chemie)

Produktet, som inneholdt ammoniumnitrat-partikler med en diameter på 40 yum, ble deretter blandet med det følgende: 1,0 g aluminium av malingkvalitet 6,0 g aluminium-sponavfall (flitter grade)

15,0 g etanolaminnitrat-væske (86% i vann)

0,6 g guar-gummi

0,2 g sinkkromat

1,0.g glass-mikrosfærer

<*>"ARMEEN" er et registrert varemerke.

Det således erholdte sensibiliserte slurry-sprengstof f hadde en densitet på 1,25 g/ml, og ammoniumnitrat-partiklene hadde en diameter på 40^um. I en 32 mm diameters patron uinnesluttet ved 5°C detonerte det med en detonator inneholdende 0,10 g blyazid og 0,80 g pentaerytritol-tetranitrat, med en detonasjonshastighet på 3,2 km/s.

Et materiale som ble fremstilt på lignende måte, men uten "ARMEEN S" detonerte ikke med 12 g Pentolite.

Eksempel 10

Den følgende blanding ble malt i 15 minutter

i det utstyr som er beskrevet i eksempel 1:

72,9 g ammoniumnitrat (300^um)

14.4 g vanri

Det ble så tilsatt:

0,4 g natriumkarboksylcellulose ( fra ICI), og malingen ble fortsatt i ytterligere 4 5 minutter. Produktet, som inneholdt ammoniumnitratkrystaller med en diameter på 20^um, ble deretter blandet med det følgende:

.5,0 g aluminium av malingkvalitet

7,0 g atomisert aluminium

0,2 g på forhånd gelert maisstivelse 0,5 g selv-tverrbindende guar-gummi

Det således erholdte aluminium-sensibiliserte slurry-sprengstoff hadde en densitet på 1,20 g/ml. I en 32 mm diameters patron uinnesluttet ved 5°C detonerte det med en detonator inneholdende 0,10 g blyazid og 0,10 g pentaerytritol-tetranitrat og gav en detonasjonshastighet på 3,5 kg/s.

Et materiale fremstilt på lignende måte ved om-givelsestemperatur, men malt uten natriumkarboksymetylcellulosen detonerte ikke ved en detonator inneholdende . 0,10 g blyazid og 0,80 g pentaerytritol-tetranitrat.

Eksempel 11

Den følgende blanding ble malt i 1 time i utstyr

som beskrevet i eksempel 1:

70.5 g ammoniumnitrat. (300^um) 14,0 g vann

0,4 g natriumkarboksymetylcellulose (fra ICI)

Pulveret, som inneholdt ammoniumnitrat-partikler med en diameter på 10^um,. ble så blandet, med:

5,0 g aluminium av malingkvalitet

7,0 g atomisert aluminium

2,5 g på forhånd gelert maisstivelse

0,5 g guar-gummi

0,1 g natriumdikromat

Det således erholdte sensibiliserte sprengstoff hadde en densitet på 1,10 g/ml. I en 32 mm diameters patron uinnesluttet ved 5°C detonerte det med en detonator inneholdende 0,10 g blyazid og 0,10 g pentaerytritol-tetranitrat, med en detonasjonshastighet på 4,0 km/s.

Et materiale fremstilt på lignende måte, men uten natriumkarboksymetylcellulosen detonerte med den samme detonator med en hastighet på 3,0 km/s.

De følgende eksempler 12-23 illustrerer anvendelsen av oppfinnelsen i forbindelse med fremstilling av flytende gjødningsstoffer. Deler og prosentangivelser er på vektbasis.

Eksempel 12

Kaliumklorid, henholdsvis i mengder på (i) 100 g, (ii) 200 g og (iii) 300 g, ble malt i kulemølle i 3 dager i en oppløsning av kaliumferrocyanid (2 g) i vann (200 g). I hvert tilfelle erholdtes stabile dispersjoner av kaliumklorid' i fine partikkelst.ørrelser, hvis viskositet økte fra (i) til (iii) som vist i den følgende tabell (viskositeten ble bestemt ved en skjærhastighet på ca. 100 sek. ^.

Eksempel. 13

Preparatene (A), (B) og (C) nedenfor ble malt i kulemølle i 72 timer:

Når det gjelder preparat A, det vil si hvor kaliumferrocyanid ikke ble anvendt, erholdtes ingen dispersjon av kaliumkloridét, idet det ikke var noen betydelig reduksjon av partikkelstørrelsen av dette materiale under malingen. I motsetning hertil ble det i tilfellet av preparatene B og C. oppnådd strømmende dispersjoner av finpartiklet materiale.

Når fast materiale seidimenterte ved henstand, lot det seg lett redispergere ved svak agitering.

Eksempel 14

Det følgende preparat ble malt i kulemølle i

7 2 timer:

Det erholdtes en meget lettflytende dispersjon..

Eksempler 15- 17

Hvert av de ovenfor angitte preparater ble malt

i 6 timer i en laboratorie-kulemølle ved 60 omdreininger pr. minutt, idet det ble anvendt en chargéstørrelse på ca. 2 kg:

Hvert produkt var en fin dispersjon i hvilken den disperse fase i det vesentlige bestod av kaliumklorid-partikler. Alle dispersjonene forble stabile, med liten eller ingen separasjon av fast materiale over et tidsrom på flere uker.

Eksempler 18- 21

Porsjoner av en 5-16-32 gjødning bestående av

•kaliumklorid (51 deler), ammoniumpolyfosfat (47 deler) og vann ( 2 deler) ble malt i en laboratorie-kulemølle i 6 timer

i nærvær av hvert av de nedenfor angitte additiver, i mengder som angitt (basert på en charge på 2 kg). Stabiliteten av de således erholdte produkter, basert på uteblivelse av krystallvekst og redispergeringsevne, ble observert.

Eksempler 22- 23

En blanding av kaliumklorid (70 deler) og vann (30 deler) ble malt i en laboratorie-kulemølle i 6 timer i nærvær av hvert av de additiver som er angitt nedenfor, og i de der angitte mengder (basert på en charge på 2 kg). Stabiliteten, av produktene, på basis av uteblivelse av krystallvekst og redispergeringsevne, ble observert.

Eksempel 24

"16-16-16" gjødning ble fremstilt av kaliumklorid (26 deler), ammoniumpolyfosfat-oppløsning (47 deler), urea.

(25 deler) og vann (2 deler). Porsjoner inneholdende henholdsvis kaliumferrocyanid (0,1%) og attapulgittleire (2,0%) på vektbasis ble malt i en laboratorie-kulemølle i 4 timer. Ved en skjærhastighet på 13 sek.-"'" var viskositeten av den andel som inneholdt kaliumferrocyanid, 2,46 poise, mens den til sammenligning var 8,27 poise for den andel som inneholdt attapulgittleire.

Eksempel 25

"14-14-21" gjødning ble fremstilt av kaliumklorid (35 deler), ammoniumpolyfosfat-oppløsning (42 deler), urea (22 deler) og vann (2 deler). 2 kg porsjoner inneholdende henholdsvis kaliumferrocyanid (0,1%) og attapulgittleire (2,0%, på vektbasis) ble malt i en laboratorie-kulemølle i 4.timer. Ved en skjærhastighet på 13 sek. ^ var viskositeten av den andel som inneholdt kaliumferrocyanid, 3,86 poise,

mens den til sammenligning var 18,98 poise for den andel som inneholdt attapulgittleire.

Eksempel 26

"3-9-27" gjødning ble fremstilt av kaliumklorid (44 deler), ammoniumpolyfosfat-oppløsning (26 deler) og vann (30 deler). 2 kg porsjoner inneholdende henholdsvis kaliumferrocyanid (0,1%) og attapulgittleire (2,0%) ble malt i en laboratorie-kulemølle i 4 timer. Over et tidsrom på 7 dager hadde den andel, som inneholdt kaliumferrocyanid, undergått synerese i en grad på 3%, jevnført med 28% for den andel som inneholdt attapulgittleire.

Claims

1. Fremgangsmåte til findeling av faste stoffer,karakterisert vedat det faste materiale findeles i nærvær av en mettet oppløsning av det faste materiale i en væske i hvilken det faste materiale har en oppløselighet større enn 1 vekt%, og også i nærvær av et additiv som i det minste delvis er oppløst i den mettede oppløsning og er i stand til i det minste delvis å inhibere fornyet vekst ved både eksisterende krystalloverflater og nye krystalloverflater dannet ved findelingsprosessen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat et vannoppløselig fast materiale findeles i nærvær av sin mettede vandige oppløsning.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat det vannoppløselige faste materiale er et salt valgt blant ammoniumnitrat, natriumnitrat, kalsiumnitrat, kaliumklorid, natriumklorid, ammoniumfosfat, ammoniumpolyfosfat, kaliumhydrogenfosfat og dinatriumhydrogenfosfat.

4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3,karakterisert vedat additivet er et polysakkarid.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 og 4,karakterisert vedat det faste materiale er ammoniumnitrat og additivet er natriumkarboksymetylcellulose.

6. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3,karakterisert vedat additivet er et lang-kjedet alifatisk amin eller et salt derav.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 3 og 6,karakterisert vedat det faste materiale i det vesentlige er ammoniumnitrat, og additivet er ét alifatisk primært, sekundært eller tertiært amin hvor den alifatiske gruppe inneholder mellom 6 og 18 karbonatomer, eller acetatet eller oleatet av aminet.

8. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3,-karakterisert vedat additivet er et lav- molekylært uorganisk salt.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 3 og. 8,karakterisert vedat det faste materiale er kaliumklorid og/eller natriumklorid og additivet er valgt fra ferrocyanidene og ferricyanidene av natrium eller kalium, boraks, kadmiumklorid og blyklorid.

10.. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-9,karakterisert vedat mengden av additiv som anvendes er minst 0,05% av den samlede vekt av fast materiale i komposisjonen som findeles, innbefattende det som er oppløst i væsken.

11. Slurry-sprengstoff hovedsakelig basert på ammoniumnitrat, når fremstilt ved fremgangsmåten ifølge ett av kravene 1-10.

12. Flytende gjødning hovedsakelig basert på kaliumklorid og et ammoniumfosfat, når fremstilt ved en fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-10.