NO841906L - STABLE EXPOSURE ON AMMONIUM NITRATE / EMULSION BASIS AND EMULSION FOR USE THEREOF - Google Patents
STABLE EXPOSURE ON AMMONIUM NITRATE / EMULSION BASIS AND EMULSION FOR USE THEREOFInfo
- Publication number
- NO841906L NO841906L NO841906A NO841906A NO841906L NO 841906 L NO841906 L NO 841906L NO 841906 A NO841906 A NO 841906A NO 841906 A NO841906 A NO 841906A NO 841906 L NO841906 L NO 841906L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- emulsion
- fatty acid
- oil
- salt
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims description 273
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 137
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 158
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 102
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 100
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 100
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 100
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 87
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 66
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 63
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 50
- -1 fatty acid salt Chemical class 0.000 claims description 42
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 35
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 34
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 34
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 25
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 23
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 21
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 21
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 12
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 12
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 11
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 9
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 9
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 claims description 9
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 claims description 8
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000005210 alkyl ammonium group Chemical group 0.000 claims description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- FVFJGQJXAWCHIE-UHFFFAOYSA-N [4-(bromomethyl)phenyl]methanamine Chemical group NCC1=CC=C(CBr)C=C1 FVFJGQJXAWCHIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 36
- 239000000047 product Substances 0.000 description 25
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 21
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 16
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 10
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 10
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 7
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 5
- ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluorocyclohexane Chemical compound FC1(F)CCCCC1 ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 4
- 239000001593 sorbitan monooleate Substances 0.000 description 4
- 235000011069 sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 4
- 229940035049 sorbitan monooleate Drugs 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N Sorbitan monooleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 239000012875 nonionic emulsifier Substances 0.000 description 3
- 239000011049 pearl Substances 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- XDOFQFKRPWOURC-UHFFFAOYSA-N 16-methylheptadecanoic acid Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O XDOFQFKRPWOURC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical group 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229950004959 sorbitan oleate Drugs 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N (9Z,12Z)-9,10,12,13-tetratritiooctadeca-9,12-dienoic acid Chemical compound C(CCCCCCC\C(=C(/C\C(=C(/CCCCC)\[3H])\[3H])\[3H])\[3H])(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPUOLQHDNGRHBS-UHFFFAOYSA-N Brassidinsaeure Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(O)=O DPUOLQHDNGRHBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- 238000003109 Karl Fischer titration Methods 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N Nitroglycerin Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(O[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000006 Nitroglycerin Substances 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 description 1
- IYFATESGLOUGBX-YVNJGZBMSA-N Sorbitan monopalmitate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O IYFATESGLOUGBX-YVNJGZBMSA-N 0.000 description 1
- HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N Sorbitan monostearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001964 alkaline earth metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 1
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000368 destabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229960003711 glyceryl trinitrate Drugs 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010952 in-situ formation Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 description 1
- KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N linolenic acid Natural products CC=CCCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008258 liquid foam Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001570 sorbitan monopalmitate Substances 0.000 description 1
- 235000011071 sorbitan monopalmitate Nutrition 0.000 description 1
- 229940031953 sorbitan monopalmitate Drugs 0.000 description 1
- 239000001587 sorbitan monostearate Substances 0.000 description 1
- 235000011076 sorbitan monostearate Nutrition 0.000 description 1
- 229940035048 sorbitan monostearate Drugs 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
- DPUOLQHDNGRHBS-MDZDMXLPSA-N trans-Brassidic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C\CCCCCCCCCCCC(O)=O DPUOLQHDNGRHBS-MDZDMXLPSA-N 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 1
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B47/00—Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase
- C06B47/14—Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase comprising a solid component and an aqueous phase
- C06B47/145—Water in oil emulsion type explosives in which a carbonaceous fuel forms the continuous phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B31/00—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
Denne oppfinnelse angår sprengstoffer omfattende en sensitivert blanding av en vann-i-olje-emulsjon og fast, partikkelformig ammoniumnitrat (AN), f.eks. AN-perler eller -granuler som kan være overtrukket med brenselolje (ANFO), spesielt slike sprengstoffer i form av lagringsstabile emballerte produkter og produkter i løs vekt tilpasset for å pumpes ned i borehull. Oppfinnelsen angår også en lavviskøs emulsjon som er særlig egnet til å blandes med brenselfritt eller brenselfattig AN for dannelse av en slik blanding. This invention relates to explosives comprising a sensitized mixture of a water-in-oil emulsion and solid, particulate ammonium nitrate (AN), e.g. AN beads or granules which may be coated with fuel oil (ANFO), especially such explosives in the form of storage-stable packaged products and products in loose weight adapted to be pumped down boreholes. The invention also relates to a low-viscosity emulsion which is particularly suitable for mixing with fuel-free or fuel-poor AN to form such a mixture.
Sprengstoffer som omfatter en blanding av en vann-i-ol je-emuls jon og fast, partikkelformig AN (f.eks. ANFO) har fanget sprengstoffabrikantenes interesse i de senere år, fordi de frembyr emulsjonssprengstoffenes fordeler med hensyn til høy tetthet i løs vekt, stor sprengkraft og god vannbestandighet, samtidig som de medfører reduserte kostnader som følge av de lavere kostnader for AN. Blant de problemer man kan støte på i forbindelse med bruken av disse blandinger, er imidlertid problemer med pumpbarhet av blandingen og problemer med stabiliteten av blandingen, spesielt med stabiliteten av blandingenes sprengstoffegenskaper. Noen blandinger er ikke pumpbare, eller de lar seg bare med vanskelighet pumpe. Enkelte må pumpes straks etter at de er blitt dannet, fordi de ikke bibeholder sin pumpbarhet selv en dag eller to. Selv om det er helt klart at blandingen må ha en tilstrekkelig god lagrings-bestandighet til at den er detonerbar etter at den er blitt plassert i et borehull, er dette tema ikke viet særlig stor oppmerksomhet i de tidligere publikasjoner som omhandler emulsjon/AN-blandinger. Like fullt er det en kjensgjerning at ikke alle emballerte blandinger er detonerbare på det tidspunkt da de skal anvendes, selv om pakningene er blitt lagret bare i kort tid. Explosives comprising a mixture of a water-in-oil emulsion and solid, particulate AN (e.g. ANFO) have attracted the interest of explosives manufacturers in recent years because they offer the advantages of emulsion explosives in terms of high bulk density , high explosive power and good water resistance, while at the same time they entail reduced costs as a result of the lower costs for AN. Among the problems that can be encountered in connection with the use of these mixtures, however, are problems with the pumpability of the mixture and problems with the stability of the mixture, especially with the stability of the explosive properties of the mixtures. Some mixtures are not pumpable or pumpable only with difficulty. Some must be pumped immediately after they are formed, because they do not retain their pumpability even for a day or two. Although it is quite clear that the mixture must have a sufficiently good storage stability for it to be detonable after being placed in a borehole, this topic has not been given much attention in the previous publications dealing with emulsion/AN mixtures . Equally, it is a fact that not all packaged mixtures are detonable at the time when they are to be used, even if the packages have only been stored for a short time.
Emulsjon/AN-blandinger er beskrevet i US patentskrifter nr. 3 161 551, 4 111 727, 4 181 546 og 4 357 184 og i britisk patentskrift nr. 1 306 546. I US patentskrift nr. 3 161 551 beskrives en emulsjon/AN-blanding hvor emulsjonen, som angis å være i en sensitivert form, benyttes som et sen-sitiver ingsmiddel for det faste ammoniumnitrat. Med hensyn til anbringelsen av blandingen i et borehull omtaler patent-innehaveren dannelse av blandingen i selve borehullet, nemlig ved at AN-komponenten slippes ned i hullet og den sensitiverte emulsjon helles over denne. Emulsion/AN mixtures are described in US Patent Nos. 3,161,551, 4,111,727, 4,181,546 and 4,357,184 and in British Patent No. 1,306,546. In US Patent No. 3,161,551 an emulsion/AN is described -mixture where the emulsion, which is stated to be in a sensitized form, is used as a sensitizing agent for the solid ammonium nitrate. With regard to the placement of the mixture in a borehole, the patent holder mentions formation of the mixture in the borehole itself, namely by dropping the AN component into the hole and pouring the sensitized emulsion over it.
I US patentskrift nr. 4 111 727, hvor emulsjon/AN-blandinger i forholdet 10/90-40/60 sensitiveres bare med den luft som er innesluttet i AN-komponenten, angis det at emulsjonen og AN-partiklene kombineres ved hjelp av meget enkle prosedyrer, fortrinnsvis like før anbringelsen i borehullet. I dette patentskrift angis det likeledes at sorbitanmonooleat,sorbitanmonostearat og sorbitanmonopalmitat egner seg godt som emulgeringsmidler for fremstilling av emulsjonen, og at emulgeringsmidlene fortrinnsvis blandes inn i oljen før den vandige komponent tilsettes. Det AN som anvendes i henhold til US patentskriftet, kan være oxygen-balansert ANFO (for blanding med en oxygen-balansert emulsjon) eller brenselfattig eller brenselfritt fast AN (for blanding med en emulsjon som inneholder det meste av eller all den olje som kreves for å gi blandingen oxygenbalanse).. In US Patent No. 4,111,727, where emulsion/AN mixtures in the ratio 10/90-40/60 are sensitized only with the air contained in the AN component, it is stated that the emulsion and the AN particles are combined by means of very simple procedures, preferably just before placement in the borehole. In this patent, it is also stated that sorbitan monooleate, sorbitan monostearate and sorbitan monopalmitate are suitable as emulsifiers for producing the emulsion, and that the emulsifiers are preferably mixed into the oil before the aqueous component is added. The AN used according to the US patent can be oxygen-balanced ANFO (for mixing with an oxygen-balanced emulsion) or fuel-poor or fuel-free solid AN (for mixing with an emulsion containing most or all of the oil required for to give the mixture oxygen balance)..
I US patentskrift nr. 4 181 546 beskrives emulsjon/AN-blandinger i mengdeforholdet 40/60-60/40 hvor mellomrommene i og mellom AN-partiklene er fullstendig oppfylt. Dette produkt angis å inneholde en for stor andel tørr bestanddel til at det lar seg pumpe med konvensjonelle slampumper, men det angis å kunne leveres til et borehull ved hjelp av en skruetransportør på samme måte som tørt ANFO. I henhold til dette patentskrift tilrådes det å benytte en så liten mengde emulgeringsmiddel som mulig og å foreta blanding under anvendelse av store skjærkrefter for å oppnå en stabil emulsjon. I patentskriftet angis sorbitanfettsyreestere å være særlig egnede emulgeringsmidler, og "Glycomul O" (sorbitan monooleat) angis å være bedre enn de fleste hva den der beskrevne oppfinnelse angår. US Patent No. 4 181 546 describes emulsion/AN mixtures in the ratio of 40/60-60/40 where the spaces in and between the AN particles are completely filled. This product is stated to contain too large a proportion of dry constituents for it to be pumpable with conventional mud pumps, but it is stated to be able to be delivered to a borehole using a screw conveyor in the same way as dry ANFO. According to this patent document, it is recommended to use as small an amount of emulsifier as possible and to carry out mixing using high shear forces in order to obtain a stable emulsion. In the patent, sorbitan fatty acid esters are stated to be particularly suitable emulsifiers, and "Glycomul O" (sorbitan monooleate) is stated to be better than most as far as the invention described there is concerned.
I britisk patentskrift nr. 3 306 546 fylles den der beskrevne blanding i et polyethylenrør med diameter 8,3 cm, hvoretter ladningen tilføres nitroglycerin som et initierings-sprengstoff og ladningen detoneres 1 time etter blandeoperasjonen. Hverken i US patentskrifter nr. 3 161 551, 4 111 727 og 4 181 546 eller i britisk patentskrift nr. 1 306 546 be-fatter man seg således med slike spørsmål som blandingens stabilitet, dvs. blandingens tilstand etter at den har stått i flere dager eller uker før eller etter emballering eller før den leveres i løs vekt til et borehull . In British Patent No. 3,306,546, the mixture described there is filled into a polyethylene tube with a diameter of 8.3 cm, after which nitroglycerin is added to the charge as an initiating explosive and the charge is detonated 1 hour after the mixing operation. Neither in US patent documents no. 3 161 551, 4 111 727 and 4 181 546 nor in British patent document no. 1 306 546 do you deal with such questions as the stability of the mixture, i.e. the condition of the mixture after it has stood for several days or weeks before or after packaging or before it is delivered in bulk to a borehole.
Emulsjonsdelen av sprengstoffet ifølge US patentskrift nr. 4 457 184 betegnes en "mikroemulsjon", og den inneholder en amfifatisk syntetisk polymer som emulgeringsmiddel, sammen med et konvensjonelt vann-i-olje-emulgeringsmiddel. Eventuelt er det også innlemmet et stabiliseringsmiddel bestående av en fosfatid-emulsjon. Mikroemulsjonen ifølge dette US patentskrift, som beskrives som et "væske-væske-skum" med meget liten cellestørrelse varierende fra mindre enn 1 jam til ca. The emulsion portion of the explosive according to US Patent No. 4,457,184 is termed a "microemulsion", and it contains an amphiphatic synthetic polymer as an emulsifier, together with a conventional water-in-oil emulsifier. Optionally, a stabilizer consisting of a phosphatide emulsion is also incorporated. The microemulsion according to this US patent, which is described as a "liquid-liquid-foam" with very small cell size varying from less than 1 µm to approx.
15 um, angis i seg selv å oppvise usedvanlig god lagringsstabilitet og å tåle tilsetning av ytterligere mengder brensel og energianrikende bestanddeler. Patentinnehaverne redegjør for en destabiliserende kimkrystalleffekt i de tidligere kjente emulsjonssprengstoffer, som skyldes tilstedeværelsen av faste oxydasjonsmiddelsalter i basisemulsjonen. I henhold til nevnte US patentskrift nr. 4 357 184 har det vist seg at den der beskrevne mikroemulsjon, når den ble tilsatt 24% malt AN, var langt mer stabil overfor denne kimkrystalleffekt enn en tidligere kjent emulsjon og forble fenghettesensitiv gjennom tre 15 µm, is indicated in itself to exhibit exceptionally good storage stability and to withstand the addition of additional amounts of fuel and energy-enriching components. The patent holders explain a destabilizing seed crystal effect in the previously known emulsion explosives, which is due to the presence of solid oxidizer salts in the base emulsion. According to the aforementioned US patent document no. 4 357 184, it has been shown that the microemulsion described there, when 24% ground AN was added, was far more stable against this seed crystal effect than a previously known emulsion and remained cap sensitive through three
o sykluser, hver bestående av tre dagers lagring ved 5 0 C etter-fulgt av 2 - 3 dager ved -17°C. o cycles, each consisting of three days of storage at 5 0 C followed by 2 - 3 days at -17°C.
Den vurdering av lagringsstabiliteten som foretas iThe assessment of storage stability carried out in
US patentskriftet, er for det meste rettet mot selve spreng-stof f emuls jonen . Patentinnehaverne nevner at samtlige tidligere kjente vann-i-olje-emulsjoner oppviser utilstrekkelig stabilitet som følge av kimeffekten. Patentinnehaverne an-tyder også at kimeffekten er et problem i forbindelse med AN-tilsatte emulsjoner, skjønt de ikke forklarer hvordan dette kan være tilfelle i mikroemulsjoner som inneholder relativt store AN-partikler. Imidlertid er det i henhold til dette US patentskrift nødvendig med et kostbart polymert emulgeringsmiddel og eventuelt et emulsjonsstabiliseringsmiddel for å oppnå forbedret stabilitet av mikroemulsjonen. The US patent is mostly aimed at the explosive emulsion itself. The patent holders mention that all previously known water-in-oil emulsions show insufficient stability as a result of the nucleation effect. The patent holders also suggest that the nucleation effect is a problem in connection with AN-added emulsions, although they do not explain how this can be the case in microemulsions containing relatively large AN particles. However, according to this US patent, an expensive polymeric emulsifier and possibly an emulsion stabilizer are required to achieve improved stability of the microemulsion.
AN/emulsjon-blandinger med god lagringsstabilitet ogAN/emulsion mixtures with good storage stability and
en fremgangsmåte for fremstilling av slike blandinger som ikke krever anvendelse av kostbare additiver av kanskje begrenset anvendelighet, trenges sårt for å utvide utvalget av AN/emul-sjonsblandinger som kan gjøres tilgjengelige for almenheten. a method for producing such mixtures which does not require the use of expensive additives of perhaps limited applicability is badly needed to expand the range of AN/emulsion mixtures which can be made available to the general public.
Spesielt er det behov for blandinger som lar seg pumpe innIn particular, there is a need for mixtures that can be pumped in
i et borehull selv noen dager etter at de er blitt formet,in a borehole even a few days after they have been formed,
og som er detonerbare etter at de er blitt anbragt i et borehull i emballert form ca. 3 måneder eller mer fra tidspunktet for fremstillingen av blandingene. and which are detonable after they have been placed in a borehole in packaged form approx. 3 months or more from the time of preparation of the mixtures.
Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av et sprengstoff ved at partikler av ammoniumnitrat (AN), f.eks. AN- eller ANFO-perler, kombineres med en vann-i-olje-emulsjon omfattende (a) et væskeformig carbonholdig brensel inneholdende komponenter som danner en kontinuerlig emulsjonsfase, (b) en vandig oppløsning av et uorganisk oxyderende salt som danner en diskontinuerlig emulsjonsfase dispergert som separate små dråper i den kontinuerlige fase, og (c) et emulgeringsmiddel som danner en blanding av AN-partiklene og emulsjonen inneholdende en sensitiverende mengde dispergerte gassbobler eller tomrom. Det særpregede ved oppfinnelsen er at AN-partiklene og emul-sjonskomponentene formes til en struktur som minimaliserer vanntapet fra de små dråper av den vandige oppløsning og over-føring av vannet gjennom den kontinuerlige fase til AN-partiklene som er blandet med emulsjonen. Fortrinnsvis innbefatter denne struktur en emulsjon som, når den underkastes den nedenfor beskrevne vanndiffusjonsprøve, ikke taper mer enn ca. 4% With the present invention, an improved method for producing an explosive is provided in that particles of ammonium nitrate (AN), e.g. AN or ANFO beads, are combined with a water-in-oil emulsion comprising (a) a liquid carbonaceous fuel containing components that form a continuous emulsion phase, (b) an aqueous solution of an inorganic oxidizing salt that forms a discontinuous emulsion phase dispersed as separate small droplets in the continuous phase, and (c) an emulsifier which forms a mixture of the AN particles and the emulsion containing a sensitizing amount of dispersed gas bubbles or voids. The distinctive feature of the invention is that the AN particles and emulsion components are formed into a structure that minimizes water loss from the small drops of the aqueous solution and transfer of the water through the continuous phase to the AN particles that are mixed with the emulsion. Preferably, this structure includes an emulsion which, when subjected to the water diffusion test described below, does not lose more than approx. 4%
av sin opprinnelige vekt:of its original weight:
En sylindrisk panne av radius 7,5 mm og høyde 2,6 mm fylles med 0,325 ml friskt tilberedt emulsjon, som er den samme emulsjon som den benyttet ved fremstillingen av blandingen. Emulsjonens flate, eksponerte overflate på 1,25 cm 2bringes i kontakt med en sylindrisk pellet av ammoniumnitrat som har samme tverrsnittsflate som emulsjonsprøven og en høyde på A cylindrical pan of radius 7.5 mm and height 2.6 mm is filled with 0.325 ml of freshly prepared emulsion, which is the same emulsion used in the preparation of the mixture. The flat, exposed surface of the emulsion of 1.25 cm 2 is brought into contact with a cylindrical pellet of ammonium nitrate having the same cross-sectional area as the emulsion sample and a height of
minst 1 cm. Ammoniumnitratet er det samme som det som var blitt benyttet ved fremstillingen av blandingen. Prøven av emulsjon/AN lagres i 48 timer i tørr luft ved 25°C, hvoretter emulsjonen analyseres med hensyn på vanntap. at least 1 cm. The ammonium nitrate is the same as that which had been used in the preparation of the mixture. The sample of emulsion/AN is stored for 48 hours in dry air at 25°C, after which the emulsion is analyzed for water loss.
I henhold til en foretrukken fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen dannes den beskrevne struktur som hindrer vanntap og vannoverføring ved at AN-partiklene kombineres med en emulsjon som i emulgeringsmiddelsystemet inneholder (a) et salt, fortrinnsvis et alkalimetall-, ammonium- og/eller alkylammo niumsalt av en fettsyre (fortrinnsvis valgt blant mettede mono-, di- og tri-umettede monocarboxylsyrer inneholdende fra 12 til 22 carbonatoner) foruten (b) den frie fettsyre, sistnevnte foreliggende i oppløsning i en olje, idet oljeoppløs-ningen utgjør den kontinuerlige emulsjonsfase og fettsyren og fettsyresaltet, sammen med nevnte olje utgjør nevnte væskeformige carbonholdige brensel. Aller helst er fettsyresalt-emulgeringssystemet et system som er dannet in situ ut fra en fettsyre og en base etter at oljen og den vandige oppløs-ning av det uorganiske oxyderende salt er blitt bragt sammen for dannelse av emulsjonen. Med dette emulgeringssystem er det tilstede en base, f.eks. hydroxyd, i emulsjonens vandige fase. According to a preferred method according to the invention, the described structure that prevents water loss and water transfer is formed by the AN particles being combined with an emulsion which in the emulsifier system contains (a) a salt, preferably an alkali metal, ammonium and/or alkylammonium salt of a fatty acid (preferably selected from saturated mono-, di- and tri-unsaturated monocarboxylic acids containing from 12 to 22 carbon atoms) in addition to (b) the free fatty acid, the latter present in solution in an oil, the oil solution constituting the continuous emulsion phase and the fatty acid and the fatty acid salt, together with said oil make up said liquid carbonaceous fuel. Most preferably, the fatty acid salt emulsification system is a system formed in situ from a fatty acid and a base after the oil and the aqueous solution of the inorganic oxidizing salt have been brought together to form the emulsion. With this emulsification system, a base is present, e.g. hydroxide, in the aqueous phase of the emulsion.
En alternativ, eller fortrinnsvis supplerende, metode til å danne strukturen som hindrer vannoverføring mellom de små dråper av den vandige oppløsning og AN-partiklene går ut på å danne en dråpecellestørrelse på minst ca. 1 pm og fortrinnsvis på ikke mer enn ca. 4 um. Alternativt, eller som en supplering, kan strukturen dannes ved at AN-partiklene overtrekkes med et stoff som i vann har en diffusjonskoeffisient An alternative, or preferably supplementary, method of forming the structure that prevents water transfer between the small droplets of the aqueous solution and the AN particles is to form a droplet cell size of at least approx. 1 pm and preferably at no more than approx. 4 um. Alternatively, or as a supplement, the structure can be formed by coating the AN particles with a substance that in water has a diffusion coefficient
o -5 2 o -5 2
ved 25 C på mindre enn ca. 10 cm /sekund.at 25 C in less than approx. 10 cm/second.
Ved hjelp av oppfinnelsen tilveiebringes det likeledes et lagringsstabilt, emballert produkt som er fremstilt ved hjelp av en utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og som omfatter en lagret blanding av fortrinnsvis minst 30 vekt% AN-partikler, f.eks. ANFO-perler, og fortrinnsvis minst 30 vekt% av en emulsjon omfattende (a) et væskeformig, carbonholdig brensel innbefattende en oljeoppløsning av en fettsyre, hvilken oppløsning danner en kontinuerlig emulsjonsfase, (b) en vandig oppløsning av et uorganisk oxyderende The invention also provides a storage-stable, packaged product which is produced using an embodiment of the method according to the invention, and which comprises a stored mixture of preferably at least 30% by weight AN particles, e.g. ANFO beads, and preferably at least 30% by weight of an emulsion comprising (a) a liquid, carbonaceous fuel including an oil solution of a fatty acid, which solution forms a continuous emulsion phase, (b) an aqueous solution of an inorganic oxidizing agent
salt som danner en diskontinuerlig emulsjonsfase dispergert som separate små dråper i den kontinuerlige fase, og (c) et emulgeringsmiddelsystem innbefattende et emulgeringsmiddel omfattende et salt, fortrinnsvis et alkalimetall-, ammonium-eller alkylammoniumsalt av en fettsyre (fortrinnsvis valgt blant mono-, di- og tri-umettede monocarboxylsyrer inneholdende fra 12 til 22 carbonatomer) foruten den frie fettsyre, idet fettsyren og fettsyresaltet sammen med den nevnte olje danner det væskeformige, carbonholdige brensel, hvilken blanding salt forming a discontinuous emulsion phase dispersed as separate small droplets in the continuous phase, and (c) an emulsifier system including an emulsifier comprising a salt, preferably an alkali metal, ammonium or alkylammonium salt of a fatty acid (preferably selected from mono-, di- and tri-unsaturated monocarboxylic acids containing from 12 to 22 carbon atoms) in addition to the free fatty acid, the fatty acid and the fatty acid salt together with the aforementioned oil forming the liquid, carbonaceous fuel, which mixture
inneholder en sensitiverende mengde dispergerte gassbobler eller hulrom, f.eks. en mengde svarende til minst ca. 5% av blandingens volum, og hvis struktur er slik at mengden av vann som tapes fra de små dråper av den vandige oppløsning i emulsjonen etter aldring ved 25°C i to dager ikke er større enn ca. 4, og fortrinnsvis ikke større enn ca. 3,5, % av den opprinnelige vekt av emulsjonen, målt ved den ovenfor beskrevne vanndiffusjonsprøve. I en foretrukken utførelsesform har emulsjonen en dråpecellestørrelse som er minst ca. 1 (am, og som fortrinnsvis ikke er større enn ca. 4 um. contains a sensitizing amount of dispersed gas bubbles or voids, e.g. an amount corresponding to at least approx. 5% of the volume of the mixture, and whose structure is such that the amount of water lost from the small drops of the aqueous solution in the emulsion after aging at 25°C for two days is not greater than approx. 4, and preferably not larger than approx. 3.5% of the original weight of the emulsion, measured by the water diffusion test described above. In a preferred embodiment, the emulsion has a droplet cell size of at least approx. 1 (am, and which is preferably no larger than approx. 4 um.
Betegnelsen "aldret" benyttes her for å skjelne det emballerte produkt ifølge oppfinnelsen fra produkter som fremstilles på bruksstedet, og som anbringes i et borehull i løs vekt. Et "aldret" produkt betegner her et produkt som emballeres og transporteres til bruksstedet på et senere tids- The term "aged" is used here to distinguish the packaged product according to the invention from products that are produced at the point of use, and which are placed in a borehole in loose weight. An "aged" product here refers to a product that is packaged and transported to the place of use at a later date.
punkt, vanligvis flere dager, og ofte flere uker, etter fremstillingen . point, usually several days, and often several weeks, after the manufacture.
Med betegnelsen "ammoniumnitratpartikler" som her benyttes for å beskrive det faste materiale som er tilstede i produktet ifølge oppfinnelsen i blanding med en emulsjon, With the term "ammonium nitrate particles" used here to describe the solid material present in the product according to the invention in mixture with an emulsion,
menes ammoniumnitrat i form av granuler eller perler, f.eks. brenselfrie eller brenselfattige perler, eller perler som er svakt overtrukket med brenselolje, f.eks. det velkjente "ANFO", hvor vektforholdet AN/FO vanligvis er ca. 94/6, og/ eller er belagt i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, slik det vil bli beskrevet nedenfor. means ammonium nitrate in the form of granules or beads, e.g. fuel-free or fuel-poor beads, or beads that are lightly coated with fuel oil, e.g. the well-known "ANFO", where the weight ratio AN/FO is usually approx. 94/6, and/or is coated according to the method according to the invention, as will be described below.
I henhold til et ytterligere aspekt av oppfinnelsen tilveiebringes en vann-i-olje-emulsjon som er tilpasset for å blandes med AN-perler i henhold til en utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for dannelse av et stabilt sprengstoff, hvilken emulsjon omfatter (a) fra 7 til 21 vekt%, fortrinnsvis fra 9 til 15 vekt%, av et væskeformig, carbonholdig brensel innbefattende en olje-oppløsning av en fettsyre, hvilken oppløsning danner en kontinuerlig emulsjonsfase, According to a further aspect of the invention, there is provided a water-in-oil emulsion which is adapted to be mixed with AN beads according to an embodiment of the method according to the invention for forming a stable explosive, which emulsion comprises (a) from 7 to 21% by weight, preferably from 9 to 15% by weight, of a liquid, carbonaceous fuel including an oil solution of a fatty acid, which solution forms a continuous emulsion phase,
(b) en vandig oppløsning av et uorganisk oxyderende(b) an aqueous solution of an inorganic oxidizing agent
salt som danner en diskontinuerlig emulsjonsfase dispergert som separate små dråper i den kontinuerlige fase, og salt forming a discontinuous emulsion phase dispersed as separate small droplets in the continuous phase, and
(c) et emulgeringsmiddelsystem omfattende (1) den nevnte (c) an emulsifier system comprising (1) the aforementioned
fettsyre og (2) et fettsyresalt, idet oljen, fettsyren og fettsyresaltet sammen danner det væskeformige, carbonholdige brensel, og forholdet mellom mengdene av olje og fettsyre som tilføres for å danne emulsjonen, er i området fra 1/1 fatty acid and (2) a fatty acid salt, the oil, fatty acid and fatty acid salt together forming the liquid carbonaceous fuel, and the ratio of the amounts of oil and fatty acid supplied to form the emulsion being in the range of 1/1
til 3/1 på vektbasis; hvilken emulsjon har en oxygenbalanse som er mer negativ enn ca. -6%, f.eks. så negativ som ca. -50%. to 3/1 on a weight basis; which emulsion has an oxygen balance that is more negative than approx. -6%, e.g. as negative as approx. -50%.
I en foretrukken emulsjon, hvor emulgeringsmiddelsystemet er et som er dannet in situ ut fra fettsyren og en base etter at oljen og den vandige saltoppløsning er blitt bragt sammen for dannelse av emulsjonen, er det også tilstede en base som følge av tilsetningen av base og fettsyre i et ekvivalent forhold på fra 0,5/1 til 3:1, fortrinnsvis fra 1,5/1 til 2/1. I det ovenfor angitte mengdeforhold mellom olje og fettsyre i denne gitte emulsjon skal vektmengden av fettsyre forståes som den vektmengde fettsyre som er tilsatt for å danne emulsjonen. En del av denne overføres til fettsyresalt-emulgeringsmidlet. Denne emulsjon har en viskositet som vanligvis er i området fra 500 til 10.000 poise, og som vanligvis er fra 500 til 3000 poise for produkter i løs vekt. Emulsjonens struktur er stabil i ca. 3 måneder eller mer. In a preferred emulsion, where the emulsifier system is one formed in situ from the fatty acid and a base after the oil and the aqueous salt solution have been brought together to form the emulsion, a base is also present as a result of the addition of the base and fatty acid in an equivalent ratio of from 0.5/1 to 3:1, preferably from 1.5/1 to 2/1. In the quantity ratio between oil and fatty acid in this given emulsion stated above, the amount by weight of fatty acid is to be understood as the amount by weight of fatty acid that has been added to form the emulsion. Part of this is transferred to the fatty acid salt emulsifier. This emulsion has a viscosity which is usually in the range of 500 to 10,000 poise, and which is usually from 500 to 3,000 poise for bulk products. The structure of the emulsion is stable for approx. 3 months or more.
I emulsjonsproduktet som er fremstilt ved tilsetningIn the emulsion product produced by addition
av et forhåndsdannet fettsyresalt til systemet, skal vektmengden av "fettsyre" i det ovenfor angitte mengdeforhold mellom olje og fettsyre forståes som vektmengden av den tilsatte fettsyre plus vektmengden av fettsyresalt tilsatt etter at emulsjonen er blitt dannet. I dette produkt er forholdet mellom vektmengden av fettsyresalt (tilsatt) og vektmengden av fettsyre (tilsatt) minst ca. 0,5/1. of a pre-formed fatty acid salt to the system, the weight amount of "fatty acid" in the above stated ratio between oil and fatty acid shall be understood as the weight amount of the added fatty acid plus the weight amount of fatty acid salt added after the emulsion has been formed. In this product, the ratio between the weight amount of fatty acid salt (added) and the weight amount of fatty acid (added) is at least approx. 0.5/1.
Mengden av uorganisk oxyderende salt (oxydasjonsmidlet) som er tilstede i emulsjonen ifølge oppfinnelsen, er utilstrekkelig for fullstendig forbrenning av brenslet i denne, slik det fremgår av emulsjonens negative oxygenbalanse. Denne emulsjon, som ikke inneholder tilstrekkelig mye oxydasjonsmiddel, overføres til et produkt med en mer positiv oxygenbalanse og med tilfredsstillende sprengstoffegenskaper ved at den blandes med brenselfattige eller, fortrinnsvis, i det vesentlige brenselfrie AN-perler. Som følge av sin relativt lave viskositet kan den oxydasjonsmiddel-fattige emulsjon blandes med disse AN-perler under anvendelse av små skjærkrefter for dannelse av en foretrukken eksplosiv emulsjon/AN-blanding ifølge oppfinnelsen inneholdende fra 20 til 70 vekt% AN-perler og en sensitiverende mengde dispergerte gassbobler eller tomrom (f .eks. en mengde svarende til minst 5% av blandingens volum), idet blandingen er i det vesentlige oxygen-balansert, dvs. oppviser en oxygenbalanse som er mer positiv enn ca. -25% og fortrinnsvis er i området fra -10 til +5%. Blandinger fremstilt ut fra den foretrukne in situ emulsjon The amount of inorganic oxidizing salt (the oxidizing agent) present in the emulsion according to the invention is insufficient for complete combustion of the fuel therein, as is evident from the emulsion's negative oxygen balance. This emulsion, which does not contain a sufficient amount of oxidizing agent, is transferred to a product with a more positive oxygen balance and with satisfactory explosive properties by mixing it with fuel-poor or, preferably, essentially fuel-free AN beads. Due to its relatively low viscosity, the oxidizer-poor emulsion can be mixed with these AN beads using low shear forces to form a preferred explosive emulsion/AN mixture according to the invention containing from 20 to 70% by weight of AN beads and a sensitizing amount of dispersed gas bubbles or voids (e.g. an amount corresponding to at least 5% of the volume of the mixture), as the mixture is essentially oxygen-balanced, i.e. exhibits an oxygen balance that is more positive than approx. -25% and is preferably in the range from -10 to +5%. Mixtures prepared from the preferred in situ emulsion
og fra 20 til 50% perler har en viskositet i området fra 2500 til 20.000 poise, og en viskositet i dette område kan opprett-holdes i flere dager. and from 20 to 50% pearls have a viscosity in the range from 2500 to 20,000 poise, and a viscosity in this range can be maintained for several days.
På den vedføyede tegning, som viser diagrammer opp-tegnet på grunnlag av data oppnådd ved forsøkene beskrevet i eksempler 1, 2 og 7, er fig. 1 et diagram som viser hastigheten med hvilken vann overføres inn i en emulsjon benyttet i et produkt ifølge oppfinnelsen, sammenlignet med en emulsjon benyttet i et tidligere kjent produkt, fig. 2 er et diagram som viser hastigheten med hvilken vann transporteres inn i fast ammoniumnitrat fra en emulsjon benyttet i et produkt ifølge oppfinnelsen, sammenlignet med en emulsjon benyttet i et tidligere kjent produkt, og fig. 3 er et diagram som viser viskositeten av tre blandinger ifølge oppfinnelsen og tre kontrollblandinger som funksjon av tiden. In the attached drawing, which shows diagrams drawn up on the basis of data obtained in the experiments described in examples 1, 2 and 7, fig. 1 a diagram showing the rate at which water is transferred into an emulsion used in a product according to the invention, compared to an emulsion used in a previously known product, fig. 2 is a diagram showing the rate at which water is transported into solid ammonium nitrate from an emulsion used in a product according to the invention, compared to an emulsion used in a previously known product, and fig. 3 is a diagram showing the viscosity of three mixtures according to the invention and three control mixtures as a function of time.
Den foreliggende oppfinnelse er basert på den erkjennelse at overføringen av vann fra den dispergerte vandige fase av emulsjonen til AN-partiklene som er blandet med emulsjonen i AN/emulsjonsblandingene, spiller en hovedrolle når det gjelder utstabiliteten av disse blandinger, og fører til.en forringelse av produktegenskapene. Denne overføring av vann resulterer i en økning av vanninnholdet i det partikkelformige AN, kanskje til en mengde av fra. 5 til 10%, og en økning av saltkonsentrasjonen i den dispergerte vandige fase, som nærmer seg metningsgrensen og muligheten for at salt kan utkrystal-lisere. Disse kombinerte virkninger kan forårsake at strukturen av emulsjon/AN-blandingen forringes raskt. The present invention is based on the recognition that the transfer of water from the dispersed aqueous phase of the emulsion to the AN particles mixed with the emulsion in the AN/emulsion mixtures plays a major role in the instability of these mixtures, leading to a deterioration of the product properties. This transfer of water results in an increase in the water content of the particulate AN, perhaps to an amount of from 5 to 10%, and an increase in the salt concentration in the dispersed aqueous phase, which approaches the saturation limit and the possibility that salt can crystallize out. These combined effects can cause the structure of the emulsion/AN mixture to deteriorate rapidly.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir AN-partiklene og komponentene av emulsjonen, som følge av deres kjemiske sammensetning og fysikalske egenskaper (f.eks. størrelse og rommelige forhold), formet til en struktur i emulsjon/AN-blandingen som minimaliserer tapet av vann fra de små dråper av vandig saltcppløsning og befordringen av vannet gjennom emulsjonens kontinuerlige fase til AN-partiklene. Denne struktur tilveiebringer et medium eller en barriere som hemmer vanntransport, og som fortrinnsvis dannes av en hovedsakelig hydrofob kontinuerlig emulsjonsfase, som fortrinnsvis oppnåes når emulgeringssysternet inneholder et salt, fortrinnsvis et alkalimetall-, ammonium- og/eller alkylammoniumsalt av en fettsyre (f.eks. en mettet eller mono-, di- eller tri-umettet monocarboxylsyre inneholdende fra 12 til 22 carbonatomer), foruten den frie fettsyre i oppløsning i en olje, idet olje-oppløsningen av syren danner emulsjonens kontinuerlige fase og oljen, fettsyren og fettsyresaltet sammen danner det væskeformige carbonholdige brensel. Aller helst dannes dette emulgeringsmiddelsystem in situ det at oljen og den vandige oppløsning bringes sammen i nærvær av en fettsyre og en base, i henhold til fremgangsmåten beskrevet i US patentskrift nr. 4 287 010. Det er blitt antydet at fremgangsmåten ifølge nevnte US patentskrift kan tillate emulgeringmidlet bestående av fettsyresalt (såpe) å dannes ved grenseflaten mellom olje og vann, hvor det er tilstede sammen med fri fettsyre, hvorved det antas å opprettes en stabiliserende likevekt mellom syren og såpen ved grenseflaten mellom fettsyre i oljefasen og base i den vandige fase. In the method according to the invention, the AN particles and the components of the emulsion, as a result of their chemical composition and physical properties (e.g. size and spatial conditions), are formed into a structure in the emulsion/AN mixture that minimizes the loss of water from the small droplets of aqueous salt solution and the transport of the water through the continuous phase of the emulsion to the AN particles. This structure provides a medium or a barrier which inhibits water transport, and which is preferably formed by a mainly hydrophobic continuous emulsion phase, which is preferably obtained when the emulsifying system contains a salt, preferably an alkali metal, ammonium and/or alkylammonium salt of a fatty acid (e.g. . a saturated or mono-, di- or tri-unsaturated monocarboxylic acid containing from 12 to 22 carbon atoms), besides the free fatty acid in solution in an oil, the oil solution of the acid forming the continuous phase of the emulsion and the oil, the fatty acid and the fatty acid salt together forming the liquid carbonaceous fuel. Most preferably, this emulsifier system is formed in situ by bringing the oil and the aqueous solution together in the presence of a fatty acid and a base, according to the method described in US patent document no. 4,287,010. It has been suggested that the method according to said US patent document can allow the emulsifier consisting of a fatty acid salt (soap) to form at the interface between oil and water, where it is present together with free fatty acid, whereby it is assumed that a stabilizing equilibrium is established between the acid and the soap at the interface between fatty acid in the oil phase and base in the aqueous phase .
I henhold til den mest foretrukne utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er derfor emulgeringsmiddelsystemet et som er blitt dannet ved dannelse in situ av et salt, fortrinnsvis et alkalimetall-, ammonium- eller alkylammoniumsalt av en fettsyre (fortrinnsvis en mettet eller mono-, di-eller tri-umettet monocarboxylsyre inneholdende fra 12 til 22 carnonatomer), aller helst natrium-, kalium- og/eller ammoniumoleat, i henhold til metoder beskrevet i det ovennevnte US patentskrift nr. 4 287 010. According to the most preferred embodiment of the method according to the invention, the emulsifier system is therefore one which has been formed by in situ formation of a salt, preferably an alkali metal, ammonium or alkylammonium salt of a fatty acid (preferably a saturated or mono-, di- or tri-unsaturated monocarboxylic acid containing from 12 to 22 carbon atoms), most preferably sodium, potassium and/or ammonium oleate, according to methods described in the above-mentioned US Patent No. 4,287,010.
Betydningen (for stabiliteten av emulsjon/AN-blandinger) av en blandingsstruktur tilveiebragt ved hjelp av en emulsjon inneholdende en hydrofob, kontinuerlig emulsjonsfase, og mer spesielt et relativt upolart emulgeringsmiddelsystem som gir en slik kontinuerlig fase, er hittil ikke blitt erkjent. I The importance (for the stability of emulsion/AN mixtures) of a mixture structure provided by means of an emulsion containing a hydrophobic, continuous emulsion phase, and more particularly a relatively non-polar emulsifier system which provides such a continuous phase, has not been recognized so far. IN
US patentskrift nr. 4 181 546 angis sorbitanoleat-typen (ikke-ionisk) å være blant de mest brukbare emulgeringsmidler. I US Patent No. 4,181,546 states the sorbitanoleate type (nonionic) to be among the most useful emulsifiers. IN
US patentskrift nr. 4 357 184 antydes det at stabiliteten er avhengig av tilstedeværelsen av et emulgeringsmiddel som er en podet polymer, en blokkpolymer eller en forgrenet polymer, US Patent No. 4,357,184 suggests that the stability is dependent on the presence of an emulsifier which is a graft polymer, a block polymer or a branched polymer,
i kombinasjon med konvensjonelle emulgeringsmidler. Høye konsentrasjoner av de polare, ikke-ioniske emulgeringsmidler i oljelaget gjør dette relativt hydrofilt og derfor i stand til å transportere vann til AN-partiklene med stor hastighet, hvilket fører til den ovenfor beskrevne produktustabilitet. Fordelen som oppnåes med det hydrofobe oljelag, sammenlignet med det mer hydrofile oljelag som foretrekkes i henhold til US patentskrift nr. 4 181 546, vises i eksempler 1 og 2 nedenfor . in combination with conventional emulsifiers. High concentrations of the polar, non-ionic emulsifiers in the oil layer make this relatively hydrophilic and therefore able to transport water to the AN particles at high speed, which leads to the product instability described above. The advantage obtained with the hydrophobic oil layer, compared to the more hydrophilic oil layer preferred according to US Patent No. 4,181,546, is shown in Examples 1 and 2 below.
Den ovenfor beskrevne regulering av emulgeringsmiddelsystemet er den foretrukne metode til å tilveiebringe en struktur hvor et hydrofobt medium er tilstede mellom de vandige små dråper i emulsjonen og AN-partiklene. En alternativ metode, som er anvendelig for et hvilket helst emulgeringsmiddelsystem men som foretrekkes sammen med det ovenfor beskrevne foretrukne emulgeringsmiddelsystem, går ut på å over-trekke AN-partiklene med et stoff med lav vanndiffusivitet, f.eks. et stoff i hvilket vann har en diffusjonskoeffisient The regulation of the emulsifier system described above is the preferred method of providing a structure where a hydrophobic medium is present between the aqueous droplets in the emulsion and the AN particles. An alternative method, which is applicable to any emulsifier system but which is preferred together with the preferred emulsifier system described above, is to coat the AN particles with a substance of low water diffusivity, e.g. a substance in which water has a diffusion coefficient
o -5 o -5
ved 25 C som er mindre enn ca. 10 og fortrinnsvis mindre ennat 25 C which is less than approx. 10 and preferably less than
— 8 2 — 8 2
ca. 10 , cm /sek. Foretrukne belegningsmaterialer er de som, når de anvendes i en mengde som utgjør 6 - 10% av den benyttede mengde fast AN, kan tjene som et brensel for å gi det faste AN oxygenbalanse. Slike materialer ville f.eks. kunne er- about. 10 cm/sec. Preferred coating materials are those which, when used in an amount which constitutes 6 - 10% of the amount of solid AN used, can serve as a fuel to give the solid AN oxygen balance. Such materials would e.g. could be-
statte den brenselolje (FO) som normalt benyttes i ANFO. Eksempler på slike materialer er faste eller halvfaste hydrocarboner, deriblant paraffinvoks og petrolatum-kolofonium-paraffin. replace the fuel oil (FO) that is normally used in ANFO. Examples of such materials are solid or semi-solid hydrocarbons, including paraffin wax and petrolatum-rosin-paraffin.
I en ytterligere foretrukken utførelse av oppfinnelsen tilveiebringes den ønskede struktur dannet av AN-partiklene og komponentene av emulsjonen ved at cellestørrelsen av emulsjonens interne fase (de små dråper av den vandige saltoppløsning) reguleres slik at det oppnåes en reduksjon av den kjemiske drivkraft, dvs. av forskjellen mellom det kjemiske potensiale for vannet i emulsjonens dispergerte vandige saltoppløsning og AN-partiklene. En redusert kjemisk drivkraft reduserer hastig heten med hvilken vann transporteres fra den vandige emulsjonsfase til AN-partiklene. Det kjemiske potensiale for komponentene i den dispergerte vandige fase øker omvendt propor-sjonalt med radien av cellens (dråpens) omkrets. Derfor vil en mindre cellestørrelse øke vannets kjemiske potensiale i den diskontinuerlige fase, hvorved drivkraften for vanntransport til det faste oxydasjonsmiddel økes. Tidligere ble en mindre cellestørrelse (høyere viskositet) anbefalt for i seg selv å øke stabiliteten av emulsjonssprengstoffer. Således anbefales i US patentskrift nr. 4 181 546 å anvende store skjærkrefter under blandingen og å benytte et "godt emulgeringsmiddel" (av sorbitanoleat-typen) for å oppnå en god og stabil emulsjon. Som ovenfor omtalt er situasjonen en annen for emulsjon/AN-blandinger. Den optimale cellestørrelse i den interne fase av en emulsjon i en blanding er den største cellestørrelse som ikke vil føre til krystallisasjon som følge av vanntap i løpet av den lagringstid som er beregnet for produktet. Dette sikrer en minimal vanntransport, uten for tidlig krystallisasjon av emulsjonen. Den optimale celle-størrelse er vanligvis fra 1 til 4 um og avtar med avtagende innhold av vann i den vandige fase. In a further preferred embodiment of the invention, the desired structure formed by the AN particles and the components of the emulsion is provided by the cell size of the emulsion's internal phase (the small droplets of the aqueous salt solution) being regulated so that a reduction of the chemical driving force is achieved, i.e. of the difference between the chemical potential of the water in the emulsion's dispersed aqueous salt solution and the AN particles. A reduced chemical driving force reduces the rate at which water is transported from the aqueous emulsion phase to the AN particles. The chemical potential for the components in the dispersed aqueous phase increases inversely proportional to the radius of the cell's (droplet's) circumference. Therefore, a smaller cell size will increase the water's chemical potential in the discontinuous phase, whereby the driving force for water transport to the solid oxidizing agent is increased. Previously, a smaller cell size (higher viscosity) was recommended to in itself increase the stability of emulsion explosives. Thus, in US patent document no. 4,181,546 it is recommended to use large shear forces during the mixture and to use a "good emulsifier" (of the sorbitanoleate type) in order to obtain a good and stable emulsion. As discussed above, the situation is different for emulsion/AN mixtures. The optimal cell size in the internal phase of an emulsion in a mixture is the largest cell size that will not lead to crystallization as a result of water loss during the storage time calculated for the product. This ensures minimal water transport, without premature crystallization of the emulsion. The optimum cell size is usually from 1 to 4 µm and decreases with decreasing content of water in the aqueous phase.
Også andre faktorer kan reguleres for å minimalisere overføringen av vann gjennom emulsjonens kontinuerlige fase. Da vannoverføringen ikke bare bestemmes av sammensetningen av den kontinuerlige fase, men også avtar med økende dimensjonell tykkelse av denne fase, kan den kontinuerlige fase gjøres dimensjonelt tykkere ved å øke emulsjonens oljeinnhold. Derfor er et foretrukket produkt ifølge oppfinnelsen, spesielt for bruk i emulsjon/AN-blandinger for anvendelse i løs vekt, en emulsjon med høyt oljeinnhold som inneholder en del av, og fortrinnsvis i det vesentlige all den olje som kreves for å gi oxygenbalanse til det faste ammoniumnitrat som skal blandes med emulsjonen. Dette er fordelaktig av flere grunner. For det første gir den tilsatte olje emulsjonen lavere viskositet. Lav viskositet er en stor fordel ved at det derved muliggjøres dannelse av emulsjon/AN-blandinger som kan blandes under anvendelse av mindre skjærkrefter, hvilket medfører en fordelaktig virkning på blandingens stabilitet. Blanding under an vendelse av små skjærkrefter er særlig vesentlig ved fremstilling av blandinger med et høyt innhold av fast AN eller ANFO, fordi partiklenes bevegelse forbi hverandre under blandingen innebærer en bearbeidelse av emulsjonen mellom dem som kan bryte den oljefilm som skiller partiklene fra de små dråper av den vandige oppløsning og derved gi vanntransporten en "flyvende start". Med emulsjonen med høyt oljeinnhold ifølge oppfinnelsen, og spesielt med den foretrukne emulsjon i hvilken emulgeringsmiddelsystemet dannes in situ, fåes en mer stabil blanding, fordi komponentene kan blandes under anvendelse av mindre skjærkrefter enn dem som benyttes ved blanding av en mer viskøs emulsjon, og det fåes en mindre viskøs, lettere pumpbar blanding. Dessuten er, som det vil bli nærmere forklart senere, den lavere viskositet av blandingen tilstrekkelig stabil, i det minste i flere dager, slik at fordelen med den gode pumpbarhet bibeholdes selv om det går noen dager mellom tidspunktet da blandingen fremstilles og tidspunktet da. den pumpes. Other factors can also be regulated to minimize the transfer of water through the continuous phase of the emulsion. As the water transfer is not only determined by the composition of the continuous phase, but also decreases with increasing dimensional thickness of this phase, the continuous phase can be made dimensionally thicker by increasing the emulsion's oil content. Therefore, a preferred product according to the invention, especially for use in emulsion/AN mixtures for use in bulk, is an emulsion with a high oil content containing a part of, and preferably substantially all, the oil required to provide oxygen balance to the solid ammonium nitrate to be mixed with the emulsion. This is beneficial for several reasons. Firstly, the added oil gives the emulsion a lower viscosity. Low viscosity is a major advantage in that it enables the formation of emulsion/AN mixtures which can be mixed using lower shear forces, which has a beneficial effect on the stability of the mixture. Mixing using low shear forces is particularly important when producing mixtures with a high content of solid AN or ANFO, because the movement of the particles past each other during mixing involves a processing of the emulsion between them which can break the oil film that separates the particles from the small droplets of the aqueous solution and thereby give the water transport a "flying start". With the emulsion with a high oil content according to the invention, and especially with the preferred emulsion in which the emulsifier system is formed in situ, a more stable mixture is obtained, because the components can be mixed using lower shear forces than those used when mixing a more viscous emulsion, and the a less viscous, easier to pump mixture is obtained. Moreover, as will be further explained later, the lower viscosity of the mixture is sufficiently stable, at least for several days, so that the advantage of the good pumpability is maintained even if a few days pass between the time when the mixture is prepared and the time then. it is pumped.
Som ovenfor angitt vil en økning av oljeinnholdet i emulsjonen for å øke den dimensjonelle tykkelse av emulsjonens kontinuerlige fase, øke motstanden mot transport av vann gjennom den kontinuerlige fase til AN-partiklene. Imidlertid vil ukontrollert utvidelse av emulsjonens kontinuerlige fase ofte forårsake separasjon av oljen eller "kremdannelse". As stated above, increasing the oil content of the emulsion to increase the dimensional thickness of the emulsion's continuous phase will increase the resistance to transport of water through the continuous phase to the AN particles. However, uncontrolled expansion of the continuous phase of the emulsion will often cause separation of the oil or "creaming".
Det har nu vist seg at i visse spesifikke systemer kan en emulsjon som har et høyt oljeinnhold, og som har en emulsjonsstruktur som er stabil, dvs. en struktur hvor oljefasen ikke gir opphav til noen "kremdannelse", oppnåes dersom kon-sentrasjonen av emulgeringsmidlet er høyere enn den som benyttes i standard emulsjoner med lavt oljeinnhold,dvs. i hovedsakelig oxygenbalanserte emulsjoner som skal blandes med ANFO. Dersom emulgeringsmidlet er et salt av en fettsyre benyttet i kombinasjon med den frie fettsyre, som foreligger i oppløsning i oljen, og spesielt dersom saltet av en fettsyre er blitt dannet in situ som beskrevet i US patentskrift nr. 4 287 010, vil den stabile, lavviskøse emulsjon (dvs. emulsjonen med høyt oljeinnhold som i samme forhold inneholder mer emulgeringsmiddel) danne blandinger med AN med en stabil viskositet som forblir tilstrekkelig lav til å muliggjøre pumping, selv om blandingen "aldres" en dag eller så før den pumpes. It has now been shown that in certain specific systems an emulsion which has a high oil content, and which has an emulsion structure which is stable, i.e. a structure where the oil phase does not give rise to any "cream formation", can be obtained if the concentration of the emulsifier is higher than that used in standard emulsions with a low oil content, i.e. in mainly oxygen-balanced emulsions to be mixed with ANFO. If the emulsifier is a salt of a fatty acid used in combination with the free fatty acid, which is present in solution in the oil, and especially if the salt of a fatty acid has been formed in situ as described in US Patent No. 4,287,010, the stable, low-viscosity emulsion (ie the high-oil emulsion containing more emulsifier in the same ratio) form mixtures with AN with a stable viscosity that remains sufficiently low to enable pumping, even if the mixture is "aged" a day or so before pumping.
Ikke-ioniske emulgeringsmidler, såsom de av sorbitan-fettsyreestertypen, er angitt i faget, nemlig i US patentskrift nr. 4 181 546, å ha vist seg å være blant de mest brukbare emulgeringsmidler for emulsjoner med hensyn til stabiliteten. Det er imidlertid en ny erkjennelse at emulsjon/AN-blandinger fremstilt ut fra emulsjoner med høyt oljeinnhold, inneholdende et emulgeringsmiddel i en konsentrasjon som er tilstrekkelig høy til å opprettholde emulsjonsstrukturen, er ustabile med hensyn til viskositetsnivået når emulgeringsmidlet er sorbitanmonooleat. I det sistnevnte tilfelle kan, til tross for den lavere viskositet av emulsjonen med høyt oljeinnhold som benyttes for fremstilling av blandingen, vanntransport fra blandingen, vanntransport fra den vandige fase og den mulige krystallisering av saltet i denne forårsake en ekstremt hurtig økning av blandingens viskositet til et nivå ved hvilket blandingen ikke lenger er pumpbar og deretter ikke lenger detonerbar. Dette nivå kan nåes i løpet av en dag eller to. Følgelig er viskositetsstabilitet ikke noen karakteristisk egenskap for emulsjon/AN-blandinger med høyt oljeinnhold rent generelt, men er avhengig av arten av emulgeringsmiddelsystemet som er tilstede i emulsjonen med høyt oljeinnhold. Nonionic emulsifiers, such as those of the sorbitan fatty acid ester type, are indicated in the art, namely in US Patent No. 4,181,546, to have been found to be among the most useful emulsifiers for emulsions in terms of stability. However, it is a recent realization that emulsion/AN mixtures prepared from high oil emulsions, containing an emulsifier at a concentration sufficiently high to maintain the emulsion structure, are unstable with respect to the viscosity level when the emulsifier is sorbitan monooleate. In the latter case, despite the lower viscosity of the high-oil emulsion used to prepare the mixture, water transport from the mixture, water transport from the aqueous phase and the possible crystallization of the salt therein can cause an extremely rapid increase in the viscosity of the mixture to a level at which the mixture is no longer pumpable and subsequently no longer detonable. This level can be reached within a day or two. Accordingly, viscosity stability is not a characteristic property of high oil emulsion/AN mixtures in general, but is dependent on the nature of the emulsifier system present in the high oil emulsion.
Andre fordeler ved å danne blandinger av emulsjonen med høyt oljeinnhold ifølge oppfinnelsen og oljefrie eller olje-fattige AN-perler er at.hulvolumet i AN-perlene ville kunne være nyttige som sensitiveringssteder i blandingen. Dessuten gjør innlemmelse av all den nødvendige olje i emulsjonen fra begynnelsen av det mulig å holde mengdeforholdet mellom olje og fettsyre hovedsakelig uforstyrret under omdannelsen fra den ikke-blandede til den blandede emulsjon, slik at det nød-vendige innhold av emulgeringsmiddel vedlikeholdes. Other advantages of forming mixtures of the emulsion with a high oil content according to the invention and oil-free or oil-poor AN beads are that the void volume in the AN beads could be useful as sensitizing sites in the mixture. Moreover, incorporating all the necessary oil into the emulsion from the beginning makes it possible to keep the quantity ratio between oil and fatty acid essentially undisturbed during the conversion from the unmixed to the mixed emulsion, so that the necessary content of emulsifier is maintained.
Under antagelse av at den foretrukne emulsjon med høyt oljeinnhold ifølge oppfinnelsen skal blandes med 20 - 70% AN-perler vil mengden av væskeformig carbonholdig brensel (olje plus fettsyre plus fettsyresalt) som er tilstede i denne emulsjon, vanligvis være i området fra 7 til 21%, beregnet på emulsjonens totalvekt. Mengden av væskeformig carbonholdig brensel i denne emulsjon er desto større jo større innholdet av AN-perler er i blandingen i hvilken brenslet skal anvendes. Assuming that the preferred emulsion with a high oil content according to the invention is to be mixed with 20 - 70% AN beads, the amount of liquid carbonaceous fuel (oil plus fatty acid plus fatty acid salt) present in this emulsion will usually be in the range of 7 to 21 %, calculated on the total weight of the emulsion. The amount of liquid carbonaceous fuel in this emulsion is the greater the greater the content of AN beads in the mixture in which the fuel is to be used.
I det foretrukne blandingsforhold mellom emulsjon og AN-In the preferred mixing ratio between emulsion and AN-
perler på fra 40/60 til 60/40 varierer emulsjonens innhold av væskeformig brensel i området fra 9 til 15 vekt%, idet innholdet ikke er høyere enn ca. 13% i emulsjoner som skal anvendes i produkter som leveres i løs vekt, i hvilke det er fordelaktig å ikke anvende mer enn ca. 50% perler av hensyn til pumpingen. beads of from 40/60 to 60/40, the emulsion's content of liquid fuel varies in the range from 9 to 15% by weight, the content being no higher than approx. 13% in emulsions to be used in products delivered in bulk, in which it is advantageous not to use more than approx. 50% pearls for reasons of pumping.
Mengdene av uorganisk(e) oxyderende salt(er) og vannThe amounts of inorganic oxidizing salt(s) and water
som er tilstede i den vandige fase av emulsjonen med høyt oljeinnhold, er innenfor de brede områder som er angitt for disse komponenter i US patentskrift nr. 4 287 010, nemlig fra 5>0 til 95 vekt% oxyderende salt (er) og fra 5 til 25 vekt% present in the aqueous phase of the high oil emulsion are within the broad ranges indicated for these components in US Patent No. 4,287,010, namely from 5>0 to 95% by weight oxidizing salt(s) and from 5 to 25% by weight
vann. Innenfor disse områder foretrekkes det imidlertid høyere vannkonsentrasjoner, nemlig fra 12 til 20%. Innholdet av uorganisk(e) oxyderende salt(er), væskeformig carbonholdig brensel og vann i emulsjoner med lavt oljeinnhold som benyttes ved den foreliggende fremgangsmåte, og i det emballerte pro- water. Within these areas, however, higher water concentrations are preferred, namely from 12 to 20%. The content of inorganic oxidizing salt(s), liquid carbonaceous fuel and water in emulsions with a low oil content used in the present process, and in the packaged pro-
dukt ifølge oppfinnelsen, vil være som beskrevet i US patentskrift nr. 4 287 010. duct according to the invention, will be as described in US Patent No. 4,287,010.
Ved fremstillingen av emulgeringsmiddelsystemet ifølgeIn the preparation of the emulsifier system according to
den in situ metode som er beskrevet i det ovenfor omtalte US patentskrift nr. 4 287 010, bringes en fettsyre, f.eks. oljesyre, og en base sammen på samme tidspunkt som en vandig opp-løsning av et uorganisk oxyderende salt og en olje, hvorved et fettsyresalt-emulgeringsmiddel dannes in situ etterhvert som det dannes en vann-i-olje-emulsjon. Fettsyresaltet er tilstede i den resulterende emulsjon, sammen med fettsyren (i oljefasen). Også base er tilstede, nemlig i den vandige fase. the in situ method which is described in the above-mentioned US patent document no. 4 287 010, a fatty acid, e.g. oleic acid, and a base together at the same time as an aqueous solution of an inorganic oxidizing salt and an oil, whereby a fatty acid salt emulsifier is formed in situ as a water-in-oil emulsion is formed. The fatty acid salt is present in the resulting emulsion, together with the fatty acid (in the oil phase). Base is also present, namely in the aqueous phase.
Fettsyresalt-emulgeringsmidlet som anvendes ved den foretrukne utførelse av den foreliggende fremgangsmåte, kan være et salt av en mettet eller mono-, di- eller tri-umettet monocarboxylsyre inneholdende minst 12 og vanligvis ikke fler enn 22 carbonatomer. Eksempler på slike syrer er oljesyre, linolsyre, linolensyre, stearinsyre, isostearinsyre, palmitin-syre, myristinsyre, laurinsyre og brassidinsyre. Den frie fettsyre som er tilstede, kan velges fra denne samme gruppe av monocarboxylsyrer. Oljesyre og stearinsyre foretrekkes fordi de er lette å skaffe tilveie. I emulsjoner med høyt oljeinnhold for levering i løs vekt bør det velges en fettsyre, f.eks. oljesyre, som er flytende ved den temperatur ved hvilken blandingen forventes å skulle anvendes. Vanligvis vil dette være en umettet monocarboxylsyre. Kationdelen av fettsyresaltet er fortrinnsvis et alkalimetallion (f.eks. et natrium-, kalium-eller lithiumion), et ammoniumion eller et mono-, di- eller trialkylammoniumion hvor alkylgruppen(e) fortrinnsvis inneholder 1-3 carbonatomer. Natrium-, kalium- og ammoniumole-ater foretrekkes. The fatty acid salt emulsifier used in the preferred embodiment of the present method can be a salt of a saturated or mono-, di- or tri-unsaturated monocarboxylic acid containing at least 12 and usually no more than 22 carbon atoms. Examples of such acids are oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, stearic acid, isostearic acid, palmitic acid, myristic acid, lauric acid and brassidic acid. The free fatty acid present may be selected from this same group of monocarboxylic acids. Oleic acid and stearic acid are preferred because they are easy to obtain. In emulsions with a high oil content for delivery in bulk, a fatty acid should be chosen, e.g. oleic acid, which is liquid at the temperature at which the mixture is expected to be used. Usually this will be an unsaturated monocarboxylic acid. The cation part of the fatty acid salt is preferably an alkali metal ion (e.g. a sodium, potassium or lithium ion), an ammonium ion or a mono-, di- or trialkylammonium ion where the alkyl group(s) preferably contain 1-3 carbon atoms. Sodium, potassium and ammonium oleates are preferred.
Som det vil sees av det etterfølgende eksempel 6, er emulsjonsstrukturen av emulsjonen med høyt oljeinnhold ifølge oppfinnelsen mange ganger mer stabil enn en sammenlignbar emulsjon med en lavere emulgeringsmiddelkonsentrasjon. For å tilveiebringe den høyere konsentrasjon av emulgeringsmiddel i emulsjonen med høyt oljeinnhold må vektforholdet mellom olje og fettsyre som tilsettes for å danne emulsjonen, være i området fra 1/1 til 3/1. Dersom det benyttes forhåndsfremstilt fettsyresalt (d<y>s. tilsettes) for dannelse av emulsjonen, skal vektmengden "fettsyre" i dette mengdeforhold forståes som vektmengden av tilsatt fettsyre plus vektmengden av tilsatt fettsyresalt, og vektforholdet mellom fettsyresalt (tilsatt) As will be seen from the following example 6, the emulsion structure of the emulsion with a high oil content according to the invention is many times more stable than a comparable emulsion with a lower emulsifier concentration. To provide the higher concentration of emulsifier in the high oil emulsion, the weight ratio of oil to fatty acid added to form the emulsion must be in the range of 1/1 to 3/1. If pre-prepared fatty acid salt is used (d<y>is added) to form the emulsion, the weight amount of "fatty acid" in this quantity ratio shall be understood as the weight amount of added fatty acid plus the weight amount of added fatty acid salt, and the weight ratio between fatty acid salt (added)
og fettsyre (tilsatt) må være minst 0,5/1. Ekvivalentforholdet base/syre som benyttes ved fremstillingen av emulsjonen med høyt oljeinnhold ved in situ metoden, må være i området fra 0,5/1 til 3/1, fortrinnsvis fra 1,5/1 til 2/1. and fatty acid (added) must be at least 0.5/1. The base/acid equivalent ratio used in the production of the emulsion with a high oil content by the in situ method must be in the range from 0.5/1 to 3/1, preferably from 1.5/1 to 2/1.
Ved utøvelsen av den foreliggende oppfinnelse kan det benyttes oljer og vandige oppløsninger av uorganiske oxyderende salter som det er kjent å benytte på området eksplosive emulsjoner. Fortrinnsvis benyttes de som beskrives i det ovenfor omtalte US patentskrift nr. 4 287 010. Oftest vil det uorganiske oxyderende salt som er tilstede i emulsjonens vandige fase, være et ammonium-, alkalimetall- eller jordalkali-metallnitrat eller -perklorat, fortrinnsvis ammoniumnitrat, enten alene eller i kombinasjon med f.eks. inntil 50% natriumnitrat (beregnet på totalvekten av uorganiske oxyderende salter i den vandige fase). Salter med énverdige kationer foretrekkes, som angitt i US patentskrift nr. 4 287 010. Egnede oljer for anvendelse i det væskeformige, carbonholdige brensel innbefatter brenseloljer og smøreoljer av tung aromatisk, nafthenisk eller paraffinisk type, mineralolje, avvokset olje, In the practice of the present invention, oils and aqueous solutions of inorganic oxidizing salts which are known to be used in the field of explosive emulsions can be used. Preferably, those described in the above-mentioned US patent no. 4,287,010 are used. Most often, the inorganic oxidizing salt that is present in the aqueous phase of the emulsion will be an ammonium, alkali metal or alkaline earth metal nitrate or perchlorate, preferably ammonium nitrate, either alone or in combination with e.g. up to 50% sodium nitrate (calculated on the total weight of inorganic oxidizing salts in the aqueous phase). Salts with monovalent cations are preferred, as indicated in US Patent No. 4,287,010. Suitable oils for use in the liquid carbonaceous fuel include fuel oils and lubricating oils of the heavy aromatic, naphthenic or paraffinic type, mineral oil, dewaxed oil,
olje .oil.
Emulsjonen med høyt oljeinnhold ifølge oppfinnelsen fremstilles ved omrøring av den vandige oppløsning av oxyderende salt og oljeoppløsningen av fettsyren i nærvær av fettsyresaltet, under slike betingelser at det oppnåes en stabil emulsjon med en valgt viskositet. I det foretrukne in situ system blir basen fortrinnsvis oppløst i den vandige oppløsning, som så omrøres med oljeoppløsningen av fettsyren. The emulsion with a high oil content according to the invention is prepared by stirring the aqueous solution of oxidizing salt and the oil solution of the fatty acid in the presence of the fatty acid salt, under such conditions that a stable emulsion with a selected viscosity is obtained. In the preferred in situ system, the base is preferably dissolved in the aqueous solution, which is then stirred with the oil solution of the fatty acid.
Denne emulsjon kan blandes med AN-perler (eller AN-granuler) ved at den pumpes inn i en blander eller inn i en skruetransportør som transporterer AN-perlene. Den sistnevnte metode er hensiktsmessig for fremstilling av et emballert produkt. Som følge av skruens rotasjon i skruetransportøren blandes emulsjonen og perlene, samtidig som blandingen befor-dres til stedet hvor emballeringen finner sted. Den lave viskositet av emulsjonen tillater utførelse av blandeoperasjonen i en kortere skruetransportør under anvendelse av mindre skjærkrefter, hvilket resulterer i en forbedret lagringsstabilitet sammenlignet med blandinger fremstilt under anvendelse av store skjærkrefter. This emulsion can be mixed with AN beads (or AN granules) by pumping it into a mixer or into a screw conveyor that transports the AN beads. The latter method is appropriate for the production of a packaged product. As a result of the rotation of the screw in the screw conveyor, the emulsion and beads are mixed, while the mixture is conveyed to the place where the packaging takes place. The low viscosity of the emulsion allows the mixing operation to be performed in a shorter screw conveyor using lower shear forces, resulting in an improved storage stability compared to mixtures prepared using high shear forces.
Dersom blandingen av emulsjon med høyt oljeinnhold og AN-perler skal anvendes i løs vekt, f.eks. ved å pumpes fra If the mixture of emulsion with a high oil content and AN beads is to be used in loose weight, e.g. by being pumped from
en blander og ned i et borehull, kanskje etter at den har stått i blanderen en dag eller så, forblir blandingen pumpbar etter et slikt tidsrom som følge av dens viskositetsstabilitet, a mixer and down a borehole, perhaps after it has been in the mixer for a day or so, the mixture remains pumpable after such a period as a result of its viscosity stability,
som vist i eksempel 7. Viskositeten av friskt tilberedt blanding av en emulsjon fremstilt ved in situ metoden og inneholdende fra 20 til 50% AN-perler er vanligvis i området fra 2500 til 20.000 poise, og blandingen bibeholder i flere dager en viskositet innenfor dette område som er tilstrekkelig til å mulig-gjøre pumping i dette tidsrom. as shown in Example 7. The viscosity of freshly prepared mixture of an emulsion prepared by the in situ method and containing from 20 to 50% AN beads is usually in the range from 2500 to 20,000 poise, and the mixture maintains for several days a viscosity within this range which is sufficient to enable pumping during this period.
AN-perlene med hvilke emulsjonen med høyt oljeinnhold blandes, er et oljefattig produkt, fortrinnsvis hovedsakelig oljefrie AN-perler. For å fremstille en blanding som er pumpbar, benyttes det en tilstrekkelig stor mengde perler til å danne en blanding med et perleinnhold på fra 20 til 50 vekt%. Inntil 70 vekt% perler kan benyttes i et emballert produkt. The AN beads with which the high-oil emulsion is mixed are a low-oil product, preferably mainly oil-free AN beads. To produce a mixture that is pumpable, a sufficiently large quantity of beads is used to form a mixture with a bead content of from 20 to 50% by weight. Up to 70% by weight of pearls can be used in a packaged product.
Emulsjon/perle-blandingen ifølge oppfinnelsen foreligger, enten den er fremstilt med AN-perler eller ANFO-perler, i sensitivert form, slik at den lar seg detonere ved hjelp av innretninger som det er vanlig å benytte for å initiere sprengstoffer. For dette formål inneholder blandingen en sensitiverende mengde, (f .eks . minst 5 volum%) dispergerte gassbobler eller hulrom (beregnet på blandingens volum). Dette hulrom eller gassvolum kan være det som AN-perlene selv inneholder (se eksempel 5), eller det kan innlemmes gass ved tilsetning av andre luftbærende faste materialer, f.eks. fenol-formaldehyd-mikroballonger, glassmikroballonger, flyveaske, osv. Dersom materialer av den sistnevnte type skal være tilstede i blandingen, kan de utgjøre en komponent av emulsjonen, eller de kan tilsettes på tidspunktet for blandeoperasjonen. For blandinger inneholdende mindre enn ca. 50% AN-perler må det vanligvis foretas en ekstra tilførsel av gassbobler eller hulrom til emulsjonen fer å sensitivere denne. The emulsion/bead mixture according to the invention is available, whether it is made with AN beads or ANFO beads, in a sensitized form, so that it can be detonated by means of devices which are commonly used to initiate explosives. For this purpose, the mixture contains a sensitizing amount (e.g. at least 5% by volume) of dispersed gas bubbles or voids (calculated on the volume of the mixture). This cavity or gas volume can be that which the AN beads themselves contain (see example 5), or gas can be incorporated by adding other air-bearing solid materials, e.g. phenol-formaldehyde microballoons, glass microballoons, fly ash, etc. If materials of the latter type are to be present in the mixture, they may form a component of the emulsion, or they may be added at the time of the mixing operation. For mixtures containing less than approx. 50% AN beads, an additional supply of gas bubbles or cavities usually has to be made until the emulsion begins to sensitize it.
Som ovenfor nevnt er fettsyresalt-emulgeringsmiddelsystemet det foretrukne middel for å frembringe den struktur som minimaliserer vanntap og vanntransport ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Dette middel anvendes med størst fordel når fettsyresalt-emulgeringsmiddelsystemet anvendes i kombinasjon med et høyt oljeinnhold, regulering av cellestørrelsen og/eller AN-belegning, osv. Ved den foreliggende fremgangsmåte kan imidlertid de sistnevnte teknikker også anvendes sammen med andre emulgeringsmiddelsystemer. As mentioned above, the fatty acid salt-emulsifier system is the preferred means for producing the structure which minimizes water loss and water transport in the method according to the invention. This agent is used with the greatest advantage when the fatty acid salt emulsifier system is used in combination with a high oil content, regulation of the cell size and/or AN coating, etc. In the present method, however, the latter techniques can also be used together with other emulsifier systems.
Den foreliggende fremgangsmåte anvendes med fordel for fremstilling av blandinger som inneholder fra 20 til 70 vekt% AN-partikler. Behovet for en barriere mot vanntransport og/ eller en nedsatt kjemisk drivkraft er vanligvis ikke så stort for blandinger som inneholder mindre enn 20% AN. AN-innholdet vil vanligvis være i området fra 30 til 70 vekt% for en emballert blanding og fra 20 til 50 vekt% for en pumpet blanding. The present method is advantageously used for the production of mixtures containing from 20 to 70% by weight of AN particles. The need for a barrier against water transport and/or a reduced chemical driving force is usually not that great for mixtures containing less than 20% AN. The AN content will typically range from 30 to 70% by weight for a packaged mixture and from 20 to 50% by weight for a pumped mixture.
Sprengstoffer som er blandinger av en vann-i-olje-emulsjon og AN- eller ANFO-perler med en fysikalsk og kjemisk struktur som minimaliserer vanntap og vanntransport fra emulsjonens vandige fase i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og spesielt blandinger av emulsjonen med høyt oljeinnhold ifølge oppfinnelsen og AN-perler, er anvendelige både i løs vekt og i emballert ferm. Emulsjon/AN-blandingen ifølge oppfinnelsen fremstilt med den lavviskøse emulsjon med høyt oljeinnhold, og spesielt den foretrukne "in situ" emulsjon, Explosives which are mixtures of a water-in-oil emulsion and AN or ANFO beads with a physical and chemical structure that minimizes water loss and water transport from the aqueous phase of the emulsion according to the method according to the invention, and in particular mixtures of the emulsion with a high oil content according to the invention and AN beads, are applicable both in loose weight and in packaged ferm. The emulsion/AN mixture according to the invention prepared with the low-viscosity emulsion with a high oil content, and especially the preferred "in situ" emulsion,
er særlig velegnet for pumpeoperasjoner. En foretrukken teknikk for pumping av blandingen inn i et borehull er å pumpe den gjennom en ringformet strøm av vandig smørende væske, f.eks. naturlig forekommende vann, som strømmer gjennom den ledning som benyttes for overføring av blandingen til hullet. En slik teknikk er beskrevet i US patentskrift nr. (US patentsøknad nr. 375 543 av 6. mai 1982) for pumping av et Bingham-faststoff, f.eks. et vann-i-olje-emulsjonssprengstoff. Ved bruk av en fremgangsmåte og et apparat av den type som er beskrevet i nevnte US patentsøknad kan emulsjon/AN-blandingens motstand mot bevegelse gjennom en rørledning reduseres ved at det tilveiebringes et ringformet skikt av væske med lav viskositet, f.eks. vann, rundt en sentral søyle av blandingen i rørledningen. En ring av vandig smørende væske, injisert i rørledningen gjennom hvilken emulsjon/AN-blandingen skal transporteres til borehullet, gir tilstrekkelig smøring til å tillate søylen av blandingen å gli gjennom rørledningen uten å undergå noen nevneverdig deformasjon som følge av skjærkrefter, dvs. å bevege seg i "stavformet strømning", hvilket er klart fordelaktig med hensyn til å opprettholde emulsjonsstrukturen i blandingen. En ytterligere fordel som oppnåes ved å benytte dette apparat, er at det er mer effektivt når det benyttes sammen med små mengder smøremiddel, hvilket sikrer bedre regulering av styrken og sensitiviteten av sprengstoff-blandingen på grunn av den nedsatte risiko for fortynning. En strømningshastighet av den smørende væske som ikke er høyere enn 5%, og vanligvis ikke høyere enn 0,5 - 2%, av emulsjons/ AN-blandingens strømningshastighet benyttes. is particularly suitable for pumping operations. A preferred technique for pumping the mixture into a borehole is to pump it through an annular stream of aqueous lubricating fluid, e.g. naturally occurring water, which flows through the line used to transfer the mixture to the hole. Such a technique is described in US Patent No. (US Patent Application No. 375,543 of May 6, 1982) for pumping a Bingham solid, e.g. a water-in-oil emulsion explosive. When using a method and an apparatus of the type described in said US patent application, the emulsion/AN mixture's resistance to movement through a pipeline can be reduced by providing an annular layer of liquid with low viscosity, e.g. water, around a central column of the mixture in the pipeline. A ring of aqueous lubricating fluid, injected into the pipeline through which the emulsion/AN mixture is to be transported to the borehole, provides sufficient lubrication to allow the column of mixture to slide through the pipeline without undergoing any appreciable deformation due to shear forces, i.e. moving itself in "rod-shaped flow", which is clearly advantageous in terms of maintaining the emulsion structure in the mixture. A further advantage obtained by using this apparatus is that it is more effective when used with small amounts of lubricant, which ensures better regulation of the strength and sensitivity of the explosive mixture due to the reduced risk of dilution. A flow rate of the lubricating liquid that is no higher than 5%, and usually no higher than 0.5 - 2%, of the emulsion/AN mixture flow rate is used.
Når pumpingen utføres ved temperaturer over 0°C, erWhen pumping is carried out at temperatures above 0°C,
vann den foretrukne smørende væske, fordi vann er billig, har lav viskositet og ikke er blandbart med emulsjon-AN-blandingen som skal pumpes. Additiver såsom ethylenglycol kan tilsettes vannet for å redusere dets frysepunkt i kaldt vær. Vannet be-høver ikke å være av høy renhet eller drikkbart. Derfor kan et hvilket som helst naturlig forekommende vann som er tilgjengelig på bruksstedet vanligvis benyttes, selv om slikt water is the preferred lubricating fluid because water is cheap, has a low viscosity, and is not miscible with the emulsion-AN mixture to be pumped. Additives such as ethylene glycol can be added to the water to lower its freezing point in cold weather. The water does not have to be of high purity or drinkable. Therefore, any naturally occurring water available at the point of use can usually be used, even if such
vann, enten det er elvevann, brønnvann eller sjøvann, alltid inneholde en viss mengde oppløste salter. water, whether it is river water, well water or sea water, always contain a certain amount of dissolved salts.
Den ovenfor beskrevne fremgangsmåte hvor det benyttesThe method described above where it is used
en ring av smøremiddel, kan utføres med intermittent pumping i perioder, om så måtte ønskes, selv i det tilfelle hvor det benyttes vann som smørende væske. I motsetning til fremgangsmåten beskrevet i US patentskrift nr. 4 259 977 for pumping av emulsjoner vil det ved den foreliggende fremgangsmåte - ved hvilken materialet som pumpes, er en emulsjon fylt med fast AN - ikke finne sted tilstopping av rørledningen ved avbrytelse av pumpe-operasjonen, når det benyttes en vannring. Det antas at år- a ring of lubricant, can be performed with intermittent pumping in periods, if desired, even in the case where water is used as the lubricating fluid. In contrast to the method described in US Patent No. 4,259,977 for pumping emulsions, in the present method - in which the material being pumped is an emulsion filled with solid AN - clogging of the pipeline will not take place when the pumping operation is interrupted , when a water ring is used. It is assumed that year-
s aken til at man unngår problemet med svelling/tilstoppingthe reason for avoiding the problem of swelling/clogging
ved pumpemetoden hvor det benyttes en smøremiddelring, har å gjøre med arten av den kontinuerlige fase i sprengstoffemul-sjonen som benyttes i den foreliggende blanding, og mer spesielt med dennes hydrofobisitet, som er en følge av emulgeringsmidlet eller emulgeringsmiddelsystemet i denne. Det er mulig at fettsyresaltet, og spesielt likevektstrukturen av det emulgeringsmiddelsystem som frembringes når emulgeringsmidlet dannes in situ, som beskrevet i det ovennevnte US patentskrift nr. 4 287 010, gir et unikt hydrofobt miljø mellom den smørende væske på den ytre overflate av emulsjon/AN-blandingen og vannfasedråpene i blandingen, hvorved det forhindres absorpsjon av den smørende væske inn i blandingen, til tross for tilstedeværelsen av en konsentrasjonsgradient mellom den smørende væske og vannfasedråpene. Hvorom allting er, er det ikke nød-vendig å ta hensyn til slike konsentrasjoner ved bruk av de foreliggende blandinger, og et hvilket som helst tilgjengelig vann kan benyttes som den smørende væske. in the pumping method where a lubricant ring is used, has to do with the nature of the continuous phase in the explosive emulsion used in the present mixture, and more particularly with its hydrophobicity, which is a consequence of the emulsifier or the emulsifier system therein. It is possible that the fatty acid salt, and in particular the equilibrium structure of the emulsifier system produced when the emulsifier is formed in situ, as described in the above-mentioned US Patent No. 4,287,010, provides a unique hydrophobic environment between the lubricating liquid on the outer surface of the emulsion/AN -the mixture and the aqueous phase droplets in the mixture, whereby absorption of the lubricating liquid into the mixture is prevented, despite the presence of a concentration gradient between the lubricating liquid and the aqueous phase droplets. However, it is not necessary to take such concentrations into account when using the present compositions, and any available water may be used as the lubricating liquid.
Fremgangsmåten, emulsjonen og emulsjon/AN-blandingene ifølge oppfinnelsen skal nu beskrives nærmere ved hjelp av eksempler. The method, the emulsion and the emulsion/AN mixtures according to the invention will now be described in more detail by means of examples.
Eksempel 1Example 1
Hastigheten av absorpsjon av vann inn i prøver av fire ulike emulsjoner ble målt for å anslå de relative vanntransport-hastigheter gjennom disse emulsjoner, i emuls jon/AN-blandinger. Sammensetningen av prøvene er angitt i den følgende tabell. Prøver B, C og D, som er prøver på emulsjoner med lavt olje innhold som vil kunne anvendes f.eks. i emballerte ANFO-blandinger ifølge oppfinnelsen, ble fremstilt etter fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1 i US patentskrift nr. 4 287 010, med de variasjoner i blandehastigheten som det vil bli nærmere redegjort for. De prosenttall som er gitt for oljesyre og ammoniumhydroxyd, representerer de mengdeforhold som ble benyttet ved fremstillingen av ammoniumoleat in situ. Prøve A er en prøve på en emulsjon av den type som er beskrevet i US patentskrift nr. 3 447 978, i hvilken et ikke-ionisk emulgeringsmiddel er tilstede. The rate of absorption of water into samples of four different emulsions was measured to estimate the relative water transport rates through these emulsions, in emulsion/AN mixtures. The composition of the samples is indicated in the following table. Samples B, C and D, which are samples of emulsions with a low oil content that can be used e.g. in packaged ANFO mixtures according to the invention, was produced according to the method described in example 1 in US Patent No. 4,287,010, with the variations in the mixing speed that will be explained in more detail. The percentages given for oleic acid and ammonium hydroxide represent the proportions that were used in the production of ammonium oleate in situ. Sample A is a sample of an emulsion of the type described in US Patent No. 3,447,978, in which a non-ionic emulsifier is present.
For å teste vannabsorpsjonshastigheten ble prøvene fylt i sylindriske panner av radius 7,5 mm og høyde 2,6 mm. Prøvene ble neddykket under 25,4 mm vann. Med ulike inter-valler ble en prøve tatt ut, overskudd av vann tørket av og fuktighetsinnholdet målt ved Karl Fischer analyse. Resultatene er vist på fig. 1. To test the water absorption rate, the samples were filled in cylindrical pans of radius 7.5 mm and height 2.6 mm. The samples were submerged under 25.4 mm of water. With different intervals, a sample was taken out, excess water dried off and the moisture content measured by Karl Fischer analysis. The results are shown in fig. 1.
Virkningen av cellestørrelsen på hastigheten av vann-absorpsjonen inn i prøven sees ved sammenligning av kurvene for C og D, som var den samme emulsjon blandet ved ulike blandetipphastigheter for frembringelse av ulik viskositet og cellestørrelse. Viskositeten av C var 1900 poise ved 23°C, mens viskositeten av D var 4550 poise ved 23°C, hvilket representerer den minste cellestørrelse. På grunn av dens mindre cellestørrelse hadde den vandige fase i D et høyere kjemisk potensiale enn den vandige fase i C, hvilket resulterte i en lavere drivkraft for vanntransport inn i emulsjonen. Etter 3 timer hadde C opptatt ca. 18% mer vann enn D. The effect of cell size on the rate of water absorption into the sample is seen by comparing the curves for C and D, which were the same emulsion mixed at different mixing tipping speeds to produce different viscosity and cell size. The viscosity of C was 1900 poise at 23°C, while the viscosity of D was 4550 poise at 23°C, representing the smallest cell size. Due to its smaller cell size, the aqueous phase in D had a higher chemical potential than the aqueous phase in C, resulting in a lower driving force for water transport into the emulsion. After 3 hours, C had occupied approx. 18% more water than D.
Virkningen av typen av emulgeringsmiddelsystem på vannabsorpsjonshastigheten er mer utpreget enn virkningen av celle-størrelsen, slik det vil sees ved sammenligning av B, C eller D med A. Skjønt A hadde den minste cellestørrelse av samtlige prøver (dvs. den minste kjemiske drivkraft for vanntransport inn i emulsjonen), opptok den 49% mer vann enn D, åpenbart som følge av at den kontinuerlige fase inneholdende det polare, ikke-ioniske emulgeringsmiddel oppviste liten motstandsdyktig-het mot vanntransport. The effect of the type of emulsifier system on the rate of water absorption is more pronounced than the effect of cell size, as will be seen by comparing B, C or D with A. Although A had the smallest cell size of all samples (ie the least chemical driving force for water transport into the emulsion), it absorbed 49% more water than D, obviously as a result of the continuous phase containing the polar, non-ionic emulsifier showing little resistance to water transport.
Eksempel 2Example 2
Hastigheten av overføringen av vann fra prøver av emulsjon A, C og D beskrevet i eksempel 1 til ammoniumnitratpellets i overflatekontakt med prøvene ble målt for å gi et anslag over de relative hastigheter av vanntransporten fra emulsjonens diskontinuerlige vandige fase til AN-partikler i emulsjon/AN-blandinger. I dette forsøk, hvor den tidligere beskrevne vanndiffusjonsprøve ble benyttet, ble emulsjonsprøvene ifølge eksempel 1 bragt i overflatekontakt med en sylindrisk ammonium-nitratpellet av samme tverrsnittsareal. Vannet som diffunderte fra emulsjonen og inn i AN-pelleten er angitt som funksjon av tiden på f ig. 2. The rate of transfer of water from samples of emulsion A, C and D described in Example 1 to ammonium nitrate pellets in surface contact with the samples was measured to give an estimate of the relative rates of water transport from the discontinuous aqueous phase of the emulsion to AN particles in emulsion/AN - mixtures. In this experiment, where the previously described water diffusion test was used, the emulsion samples according to example 1 were brought into surface contact with a cylindrical ammonium nitrate pellet of the same cross-sectional area. The water that diffused from the emulsion into the AN pellet is indicated as a function of time in fig. 2.
En sammenligning av prøver C og D viser at de mindre, celler D øket drivkraften for vanntransport fra emulsjonen, idet prøve D etter 43 timer hadde tatt 66% mer vann en prøve C. Dessuten var. vanntapet meget høyere i A enn i C eller D A comparison of samples C and D shows that the smaller cells D increased the driving force for water transport from the emulsion, as sample D had taken 66% more water than sample C after 43 hours. the water loss much higher in A than in C or D
(A hadde tapt 283% mer vann enn C eller D etter 43 timer), på grunn av den kombinerte hydrofilitet av den kontinuerlige (A had lost 283% more water than C or D after 43 hours), due to the combined hydrophilicity of the continuous
emulsjonsfase og den høyere drivkraft. En høy grad av vann-absorpsjon i det faste AN resulterer i ustabilitet av emulsjon/ AN-blandingen. emulsion phase and the higher driving force. A high degree of water absorption in the solid AN results in instability of the emulsion/AN mixture.
Eksempel 3Example 3
En emulsjon av den følgende sammensetning ble fremstilt etter metoden beskrevet i eksempel 1 i US patentskrift nr. 4 287 010: An emulsion of the following composition was prepared according to the method described in example 1 in US Patent No. 4,287,010:
Prosenttallene som er gitt for oljesyre og natriumhydroxyd, representerer de mengdeforhold som ble benyttet for fremstilling av natriumoleat in situ. The percentages given for oleic acid and sodium hydroxide represent the proportions that were used for the production of sodium oleate in situ.
To blandinger, A og B, ble fremstilt ut fra denne emulsjon: Two mixtures, A and B, were prepared from this emulsion:
Et Differential Scanning Calorimeter (DSC) ble benyttet for å bestemme den varmemengde som ble frigjort ved krystallisasjon av den ublandede emulsjon og av emulsjonskomponenten av hver blanding ved nedkjøling ved en hastighet av 5° K/min fra 300°K ned til 220°K. Disse målinger ble foretatt da prøvene var ferske og etter 35 timers lagring ved 49°C. Vanntransport fra emulsjonen forårsaker konsentrering av salter i den dispergerte vandige fase og etterhvert krystallisering av cellene. Den relative grad av krystallisasjon i hver prøve før avkjøling kan anslåes gjennom en måling av den varmemengde som frigjøres ved fullstendig krystallisasjon av prøvene ved DSC, idet en større mengde frigjort varme svarer til mindre krystallisasjon før avkjølingen. Resultatene var som følger: A Differential Scanning Calorimeter (DSC) was used to determine the amount of heat released by crystallization of the unmixed emulsion and of the emulsion component of each mixture upon cooling at a rate of 5°K/min from 300°K down to 220°K. These measurements were made when the samples were fresh and after 35 hours of storage at 49°C. Water transport from the emulsion causes concentration of salts in the dispersed aqueous phase and eventually crystallization of the cells. The relative degree of crystallization in each sample before cooling can be estimated through a measurement of the amount of heat released by complete crystallization of the samples by DSC, as a larger amount of released heat corresponds to less crystallization before cooling. The results were as follows:
De ovenstående data viser at blanding A (blandingen The above data show that mixture A (the mixture
med ANFO) var 53% mer krystallisert enn den 100%-ige emulsjons-prøve etter 35 timer ved 49°C. På den annen side var blanding B (blandingen med ANWAX) bare 14% mer krystallisert, og den var derfor mer stabil. with ANFO) was 53% more crystallized than the 100% emulsion sample after 35 hours at 49°C. On the other hand, mixture B (the mixture with ANWAX) was only 14% more crystallized and therefore more stable.
Eksempel 4Example 4
Emulsjon/ANFO-blandinger med ulike komponentforholdEmulsion/ANFO mixtures with different component ratios
ble fremstilt ved å blande ANFO med en emulsjon av den følgende sammensetning, fremstilt som beskrevet i eksempel 1 US patentskrift nr. 4 287 010: was prepared by mixing ANFO with an emulsion of the following composition, prepared as described in Example 1 US Patent No. 4,287,010:
Stabiliteten av blandingene etter aldring ble bestemt ved at blandingene ble detonert med eller uten innelukning og detonasjonshastigheten målt. Resultatene er gitt i den følgende tabell: The stability of the mixtures after aging was determined by detonating the mixtures with or without confinement and measuring the detonation rate. The results are given in the following table:
Elsempel 5 Example 5
De følgende emulsjoner med høyt oljeinnhold (22,5 kg) ble fremstilt i en 19 liters blander med tilsetning av en 50%-ig vandig oppløsning av natriumhydroxyd til en vandig opp-løsning av ammoniumnitrat ved 77°C og tilsetning av den base-inneholdende vandige nitratoppløsning langsomt og under om-røring til en oppløsning av temperatur 30°C av oljesyre i en blanding i vektforholdet 3/1 av brenselolje nr. 2 og en olje av kvalitet Gulf Endurance No. 9. Rørertupphastigheten var The following high oil emulsions (22.5 kg) were prepared in a 19 liter mixer by adding a 50% aqueous solution of sodium hydroxide to an aqueous solution of ammonium nitrate at 77°C and adding the base containing aqueous nitrate solution slowly and with stirring to a solution of temperature 30°C of oleic acid in a mixture in the weight ratio 3/1 of fuel oil No. 2 and an oil of quality Gulf Endurance No. 9. The stirrer tip velocity was
133 cm/sek. under tilsetningen av bestanddelene og 400 cm/sek. under en påfølgende 5 minutters skjærkraftblandesyklus. Emul-sjonene ble så ytterligere underkastet skjærkraftblanding for å redusere cellestørrelsen tilstrekkelig til å frembringe en viskositet som var sammenlignbar med den som kunne oppnåes ved blanding ved 600 cm/sek. i ytterligere 2 minutter. 133 cm/sec. during the addition of the components and 400 cm/sec. during a subsequent 5 minute shear mixing cycle. The emulsions were then further subjected to shear mixing to reduce the cell size sufficiently to produce a viscosity comparable to that obtainable by mixing at 600 cm/sec. for another 2 minutes.
Med tillegg for dannelse av oleat-emulgeringsmiddel in situ. With addition for formation of oleate emulsifier in situ.
Emulsjoner fra og med A til og med E (ved omgivelsenes temperatur) ble blandet med AN-perler for dannelse av blandinger fra og med A til og med E. Blandeoperasjonen ble foretatt i en sementblander ved middels hastighet i 4 minutter. Emulsions A through E (at ambient temperature) were mixed with AN beads to form mixtures A through E. The mixing operation was performed in a cement mixer at medium speed for 4 minutes.
En typisk emulsjon som ville bli blandet på samme måte som emulsjoner A-E ovenfor, fremstilles ut fra de følgende bestanddeler: A typical emulsion that would be mixed in the same way as emulsions A-E above is made from the following ingredients:
Eksempel 6 Example 6
Betydningen av større emulgeringsmiddelmengder i emul sjoner med høyt oljeinnhold fastslått ved fremstilling av de følgende emulsjoner i 700 g mengder etter fremgangsmåten beskrevet i eksempel 5, bortsett fra at skjærkraftblandeopera-sjonen ved 400 cm/sek. ble utført i bare 1 minutt. Når dette var nødvendig, ble varigheten av skjærkraftblandingen endret for å gi emulsjonen en viskositet på 1000 poise. Emulsjonsstabiliteten ble målt ved sentrifugering av emulsjonen i 10 minutter ved 2500 omdreininger pr. minutt hver dag i 3 dager, ved omgivelsenes temperatur, og bestemmelse av vekttapet fra den kontinuerlige (olhe) fase. The importance of larger amounts of emulsifier in emulsions with a high oil content determined by the production of the following emulsions in 700 g quantities according to the method described in example 5, except that the shear mixing operation at 400 cm/sec. was performed in just 1 minute. When necessary, the duration of shear mixing was changed to give the emulsion a viscosity of 1000 poise. The emulsion stability was measured by centrifuging the emulsion for 10 minutes at 2500 rpm. minute every day for 3 days, at the ambient temperature, and determination of the weight loss from the continuous (olhe) phase.
Eksempel 7 Example 7
Stabiliteten av viskositeten av blandinger av AN-perler med emulsjonen med høyt oljeinnhold ifølge oppfinnelsen, sammenlignet med stabiliteten av viskositeten av blandinger fremstilt under anvendelse av emulsjoner med høyt oljeinnhold men inneholdende ikke-ioniske emulgeringsmidler i tilstrekkelige mengder til å bevare emulsjonsstabiliteten, ble vist ved at man målte viskositeten av seks emulsjon/perle-blandinger inneholdende 37,6 vekt% AN-perler og 62,4 vekt% emulsjon. Tre emulsjoner (K, L og M) var i henhold til oppfinnelsen og inneholdt ulike mengder emulgeringsmiddel, idet samtlige mengder var tilstrekkelige til å danne en stabil emulsjon. Tre emulsjoner (N, 0 og P) var kontrollemulsjoner med høyt oljeinnhold (dvs. The stability of the viscosity of mixtures of AN beads with the high oil emulsion according to the invention, compared to the stability of the viscosity of mixtures prepared using high oil emulsions but containing nonionic emulsifiers in sufficient amounts to preserve emulsion stability, was shown by measured the viscosity of six emulsion/bead mixtures containing 37.6 wt% AN beads and 62.4 wt% emulsion. Three emulsions (K, L and M) were according to the invention and contained different amounts of emulsifier, all amounts being sufficient to form a stable emulsion. Three emulsions (N, 0 and P) were control emulsions with high oil content (i.e.
de inneholdt tilstrekkelig mye olje til å gi oxygenbalanse i blandingen med AN-perler) som inneholdt et ikke-ionisk emulgeringsmiddel i tre ulike konsentrasjoner. Bare to av disse konsentrasjoner (i emulsjoner 0 og P) var tilstrekkelige - til å forhindre "kremdannelse" i oljefasen. they contained a sufficient amount of oil to provide oxygen balance in the mixture with AN beads) which contained a non-ionic emulsifier in three different concentrations. Only two of these concentrations (in emulsions 0 and P) were sufficient - to prevent "cream formation" in the oil phase.
I disse emulsjoner var den vandige fase en oppløsning som besto av 696 vekt% ammoniumnitrat, 15,5 vekt% natriumnitrat (SN) og 14,9 vekt% vann. Emulsjoner K, L og M ble fremstilt i henhold til fremgangsmåten beskrevet i eksempel 6 (bortsett fra. at SN var innlemmet i den vandige fase) . Emulsjoner M, 0 og P ble fremstilt ved at sorbitanmonooleat ble satt til oljen og AN/SN-oppløsningen til oljeoppløsningen. In these emulsions, the aqueous phase was a solution consisting of 696 wt% ammonium nitrate, 15.5 wt% sodium nitrate (SN) and 14.9 wt% water. Emulsions K, L and M were prepared according to the method described in example 6 (except that SN was incorporated in the aqueous phase). Emulsions M, 0 and P were prepared by adding sorbitan monooleate to the oil and the AN/SN solution to the oil solution.
Ved fremstillingen av samtlige seks emulsjoner ble ekstender-kulene("extendospheres")(bestående av flyveaske) tilsatt under tilsetningen av AN/SN-oppløsningen til oljen. Emulsjons-viskositeten ble målt med en Brookfield viskositetsmåler ved 29°C under anvendelse av en spindel av Type E med omdreinings-hastighet 2 rpm. In the preparation of all six emulsions, the extender spheres ("extendospheres") (consisting of fly ash) were added during the addition of the AN/SN solution to the oil. The emulsion viscosity was measured with a Brookfield viscometer at 29°C using a Type E spindle with a rotation speed of 2 rpm.
Blandingene ble fremstilt ved at emulsjonen og AN-perler ble blandet sammen under anvendelse av små skjærkrefter, nemlig for hånd med en spatel. The mixtures were prepared by mixing the emulsion and AN beads together using low shear forces, namely by hand with a spatula.
Resultatene er gitt i den følgende tabell og er oppført i diagrammet på fig. 3. The results are given in the following table and are listed in the diagram in fig. 3.
Viskositeten ble målt (som beskrevet for emulsjonen, bortsett fra at den ble målt ved 25°C) for friskt tilberedte blandinger og for to og seks dager gamle blandinger. Kurver som viser viskositeten avsatt som funksjon av tiden er vist på fig. 3 for blandinger K - P. Samtlige blandinger hadde en begynnelsesviskositet i området 12.000 - 4000 poise. Mens blandingene ifølge oppfinnelsen, dvs. blandinger K, L og M, oppviste bare en moderat viskositetsøkning over en seks dagers periode, idet viskositeten nådde opp i bare 4500 - 5000 poise etter seks dager, oppviste kontrollblandingene O og P en hurtig økning i løpet av bare to dager. Kontrollblanding N, som var fremstilt ut fra emulsjon N, og som hadde en SMO-konsentra- The viscosity was measured (as described for the emulsion, except that it was measured at 25°C) for freshly prepared mixtures and for two and six day old mixtures. Curves showing the viscosity deposited as a function of time are shown in fig. 3 for mixtures K - P. All mixtures had an initial viscosity in the range 12,000 - 4,000 poise. While the compositions according to the invention, i.e., compositions K, L and M, showed only a moderate increase in viscosity over a six day period, the viscosity reaching only 4500-5000 poise after six days, the control compositions O and P showed a rapid increase during just two days. Control mixture N, which was prepared from emulsion N, and which had an SMO concentration
sjon som var så lav at den var utilstrekkelig til å opprett-tion which was so low that it was insufficient to create
holde emulsjonsstabiliteten, oppviste en lav viskositetsøkning over en to dagers periode, men oppviste en hurtig viskositets-økning de neste fire dager. De ekstremt høye viskositeter av kontrollblandinger 0 og P etter to dager gjorde blandingene praktisk ikke-pumpbare (nærmere bestemt ute av stand til å maintaining emulsion stability, showed a low viscosity increase over a two day period, but showed a rapid viscosity increase over the next four days. The extremely high viscosities of control mixtures 0 and P after two days rendered the mixtures practically non-pumpable (more precisely, unable to
strømme ved tyngdekraftens innvirkning fra en tank til en pumpes sugeside) og indikerte en skadelig endring i emulsjonsstrukturen (krystallisasjon i vannfasen) som karakteristisk kompromitterer blandingens evne til å detonere. I motsetning hertil oppviste blandinger K, L og M ingen synlige tegn til krystallisasjon og de var velegnede for pumping. flow by gravity from a tank to the suction side of a pump) and indicated a detrimental change in the emulsion structure (crystallization in the water phase) that characteristically compromises the mixture's ability to detonate. In contrast, mixtures K, L and M showed no visible signs of crystallization and were suitable for pumping.
Eksempel 8Example 8
Det følgende forsøk viser at stabile emulsjon/ANFO-blandinger ifølge oppfinnelsen, som oppviser minimal vanntransport, kan forbedres ved anvendelse emulsjonen ifølge oppfinnelsen med høyt innhold av olje og høyt innhold av emulgeringsmiddel. The following experiment shows that stable emulsion/ANFO mixtures according to the invention, which exhibit minimal water transport, can be improved by using the emulsion according to the invention with a high content of oil and a high content of emulsifier.
Tre emulsjoner, Q, R og S, ble fremstilt som beskrevet iThree emulsions, Q, R and S, were prepared as described in
eksempel 5 for fremstillingen av emulsjoner A-E (bortsett fra at det i emulsjoner Q og R ble innlemmet natriumnitrat i den vandige fase, slik som i eksempel 7). Emulsjoner R og S var de foretrukne emulsjoner med høyt oljeinnhold, og emulsjon Q example 5 for the production of emulsions A-E (except that in emulsions Q and R sodium nitrate was incorporated in the aqueous phase, as in example 7). Emulsions R and S were the preferred emulsions with a high oil content, and emulsion Q
var en oxygenbalansert emulsjon med et lavere oljeinnhold og et lavere innhold av emulgeringsmiddel enn emulsjoner R og S. Blandinger R og S var 50/50 blandinger av emulsjon AN-perler. Emulsjon Q ble blandet i det samme forhold med ANFO-perler, was an oxygen-balanced emulsion with a lower oil content and a lower emulsifier content than emulsions R and S. Blends R and S were 50/50 mixtures of emulsion AN beads. Emulsion Q was mixed in the same ratio with ANFO beads,
dvs. AN-perler som var blitt lett overtrukket med brenseloljei.e. AN beads that had been lightly coated with fuel oil
i et vektforhold AN/olje på 94/6. Blandeoperasjonen ble ut-ført i en sementblander som beskrevet i eksempel 5. Resultatene var som følger: in a weight ratio AN/oil of 94/6. The mixing operation was carried out in a cement mixer as described in example 5. The results were as follows:
Detonasjonshastigheten (m/sek.) ble målt for ikke inne-lukkede prøver av diameter 12,7 cm som ble initiert med en 0,45 kg sprengkapsel. Skjønt blanding Q er sammenlignbar med blandinger R og S etter aldring i 39 dager med hensyn til detonasjonshastighet i avgrenset rom, krever blandinger R og S ingen innelukning ved denne alder (og heller ikke krever blanding S det ved alder 60 dager) for å detonere med tilfredsstillende hastighet. The detonation velocity (m/sec.) was measured for unconfined samples of diameter 12.7 cm which were initiated with a 0.45 kg detonator. Although Mixture Q is comparable to Mixtures R and S after aging for 39 days in terms of confined space detonation velocity, Mixtures R and S require no containment at this age (nor does Mixture S at age 60 days) to detonate with satisfactory speed.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US49391683A | 1983-05-12 | 1983-05-12 | |
US57660284A | 1984-02-03 | 1984-02-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO841906L true NO841906L (en) | 1984-11-13 |
Family
ID=27051230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO841906A NO841906L (en) | 1983-05-12 | 1984-05-11 | STABLE EXPOSURE ON AMMONIUM NITRATE / EMULSION BASIS AND EMULSION FOR USE THEREOF |
Country Status (21)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0131355B1 (en) |
KR (1) | KR910003094B1 (en) |
AU (1) | AU573217B2 (en) |
BR (1) | BR8402200A (en) |
CA (1) | CA1217342A (en) |
CS (1) | CS345884A3 (en) |
DE (1) | DE3481767D1 (en) |
ES (1) | ES8703394A1 (en) |
GB (1) | GB2140404B (en) |
HK (1) | HK17988A (en) |
IE (1) | IE57411B1 (en) |
IN (1) | IN162344B (en) |
MA (1) | MA20117A1 (en) |
MX (1) | MX162156A (en) |
MY (1) | MY100182A (en) |
NO (1) | NO841906L (en) |
NZ (1) | NZ208130A (en) |
OA (1) | OA07771A (en) |
PT (1) | PT78579B (en) |
TR (1) | TR22230A (en) |
ZW (1) | ZW7684A1 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MW2884A1 (en) * | 1984-02-08 | 1986-08-13 | Aeci Ltd | An explosive which includes an explosive emulsion |
MY100181A (en) * | 1985-10-15 | 1990-03-29 | Dyno Hutchison Explosives Ltd | Emulsion containing explosive compositions. |
ZA888819B (en) * | 1987-12-02 | 1990-07-25 | Ici Australia Operations | Process for preparing explosive |
ZA891501B (en) * | 1988-03-02 | 1989-11-29 | Ici Australia Operations | Explosive composition |
GB9003613D0 (en) * | 1990-02-16 | 1990-04-11 | Explosives Tech Eti | Method of reducing the overloading of a borehole and explosive composition used therefor |
DE19649763A1 (en) * | 1996-11-30 | 1998-06-04 | Appenzeller Albert | Explosives for civil, especially mining purposes |
ES2123468B1 (en) | 1997-06-26 | 2000-02-01 | Espanola Explosivos | PROCEDURE AND INSTALLATION FOR IN SITU AWARENESS OF WATER BASED EXPLOSIVES. |
AUPQ105299A0 (en) * | 1999-06-18 | 1999-07-08 | Orica Australia Pty Ltd | Emulsion explosive |
AUPR024400A0 (en) * | 2000-09-20 | 2000-10-12 | Orica Explosives Technology Pty Ltd | Sensitisation of emulsion explosives |
RU2446134C1 (en) * | 2010-07-23 | 2012-03-27 | Федеральное Казенное Предприятие "Бийский Олеумный Завод" | Emulsion explosive composition |
CN105272783A (en) * | 2015-11-10 | 2016-01-27 | 天津宏泰华凯科技有限公司 | Emulsification explosive-making system of emulsion explosive |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3161551A (en) * | 1961-04-07 | 1964-12-15 | Commercial Solvents Corp | Ammonium nitrate-containing emulsion sensitizers for blasting agents |
US3447978A (en) * | 1967-08-03 | 1969-06-03 | Atlas Chem Ind | Ammonium nitrate emulsion blasting agent and method of preparing same |
GB1306546A (en) * | 1970-06-09 | 1973-02-14 | Explosives & Chem Prod | Blasting explosive composition |
US4181546A (en) * | 1977-09-19 | 1980-01-01 | Clay Robert B | Water resistant blasting agent and method of use |
US4111727A (en) * | 1977-09-19 | 1978-09-05 | Clay Robert B | Water-in-oil blasting composition |
NZ192888A (en) * | 1979-04-02 | 1982-03-30 | Canadian Ind | Water-in-oil microemulsion explosive compositions |
US4259977A (en) * | 1979-04-16 | 1981-04-07 | Atlas Powder Company | Transportation and placement of water-in-oil emulsion explosives and blasting agents |
US4287010A (en) * | 1979-08-06 | 1981-09-01 | E. I. Du Pont De Nemours & Company | Emulsion-type explosive composition and method for the preparation thereof |
EP0099695B1 (en) * | 1982-07-21 | 1988-01-27 | Imperial Chemical Industries Plc | Emulsion explosive composition |
US4404050A (en) * | 1982-09-29 | 1983-09-13 | C-I-L Inc. | Water-in-oil emulsion blasting agents containing unrefined or partly refined petroleum product as fuel component |
-
1984
- 1984-05-09 ES ES532316A patent/ES8703394A1/en not_active Expired
- 1984-05-09 BR BR8402200A patent/BR8402200A/en not_active IP Right Cessation
- 1984-05-10 CS CS843458A patent/CS345884A3/en unknown
- 1984-05-10 CA CA000454071A patent/CA1217342A/en not_active Expired
- 1984-05-10 AU AU27894/84A patent/AU573217B2/en not_active Ceased
- 1984-05-10 IN IN323/CAL/84A patent/IN162344B/en unknown
- 1984-05-11 MX MX201324A patent/MX162156A/en unknown
- 1984-05-11 TR TR22230A patent/TR22230A/en unknown
- 1984-05-11 NO NO841906A patent/NO841906L/en unknown
- 1984-05-11 EP EP84303208A patent/EP0131355B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-05-11 DE DE8484303208T patent/DE3481767D1/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-05-11 NZ NZ208130A patent/NZ208130A/en unknown
- 1984-05-11 PT PT78579A patent/PT78579B/en unknown
- 1984-05-11 MA MA20339A patent/MA20117A1/en unknown
- 1984-05-11 IE IE1170/84A patent/IE57411B1/en unknown
- 1984-05-11 GB GB08412026A patent/GB2140404B/en not_active Expired
- 1984-05-11 OA OA58297A patent/OA07771A/en unknown
- 1984-05-11 ZW ZW76/84A patent/ZW7684A1/en unknown
- 1984-05-12 KR KR1019840002561A patent/KR910003094B1/en not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-10-23 MY MYPI86000028A patent/MY100182A/en unknown
-
1988
- 1988-03-03 HK HK179/88A patent/HK17988A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3481767D1 (en) | 1990-05-03 |
ZW7684A1 (en) | 1984-07-25 |
PT78579B (en) | 1986-06-26 |
MA20117A1 (en) | 1984-12-31 |
ES532316A0 (en) | 1987-02-16 |
MY100182A (en) | 1990-03-29 |
HK17988A (en) | 1988-03-11 |
IE57411B1 (en) | 1992-08-26 |
GB2140404B (en) | 1987-09-03 |
EP0131355B1 (en) | 1990-03-28 |
CS345884A3 (en) | 1992-11-18 |
OA07771A (en) | 1985-08-30 |
MX162156A (en) | 1991-04-03 |
IN162344B (en) | 1988-05-07 |
KR910003094B1 (en) | 1991-05-18 |
GB8412026D0 (en) | 1984-06-20 |
KR850002250A (en) | 1985-05-10 |
GB2140404A (en) | 1984-11-28 |
AU573217B2 (en) | 1988-06-02 |
EP0131355A2 (en) | 1985-01-16 |
NZ208130A (en) | 1990-04-26 |
TR22230A (en) | 1986-10-09 |
PT78579A (en) | 1984-06-01 |
ES8703394A1 (en) | 1987-02-16 |
CA1217342A (en) | 1987-02-03 |
BR8402200A (en) | 1984-12-18 |
AU2789484A (en) | 1984-11-15 |
EP0131355A3 (en) | 1985-05-29 |
IE841170L (en) | 1984-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4555278A (en) | Stable nitrate/emulsion explosives and emulsion for use therein | |
EP0004160B1 (en) | Explosive compositions and method for their manufacture | |
US4907368A (en) | Stable fluid systems for preparing high density explosive compositions | |
US4448619A (en) | Emulsion explosive composition | |
NO841906L (en) | STABLE EXPOSURE ON AMMONIUM NITRATE / EMULSION BASIS AND EMULSION FOR USE THEREOF | |
KR910003095B1 (en) | Stable nitrate/slurry explosives | |
CA2965705C (en) | Explosive composition for soft and wet ground and method of delivery | |
EP0140534B1 (en) | Water-in-oil emulsion explosive composition | |
NZ205848A (en) | Emulsion explosive composition containing polycyclic hydrocarbon structure as stabiliser | |
EP0487246B1 (en) | Stabilized emulsion explosive | |
CA1306610C (en) | Macroemulsion for preparing high density explosive compositions | |
US4619721A (en) | Emulsion-containing explosive compositions | |
US4997494A (en) | Chemically gassed emulsion explosive | |
JPS6215515B2 (en) | ||
EP0318424A1 (en) | Stable fluid systems for preparing high density explosive compositions | |
AU615595B2 (en) | Nitroalkane-based emulsion explosive composition | |
EP0044671A2 (en) | Emulsion blasting agent containing urea perchlorate | |
NZ231054A (en) | Water-in-fuel emulsion explosive composition with a polyalk(en)yl succinic anhydride-based emulsifying agent | |
EP0044664A2 (en) | Emulsion type blasting agent containing hydrazine mononitrate | |
SE460602B (en) | THE WATER-I OIL EMULSION EXPLOSION COMPOSITION | |
EP0514000B1 (en) | Explosive comprising a foamed sensitizer | |
JPS6253478B2 (en) | ||
US6022428A (en) | Gassed emulsion explosive | |
KR890003676B1 (en) | Storage-stable emulsion blend explosive and method of making the explosive | |
JPS6222959B2 (en) |