NO882865L - Fremgangsmaate for fremstilling av et emulsjon-sprengstoff. - Google Patents

Fremgangsmaate for fremstilling av et emulsjon-sprengstoff.

Info

Publication number
NO882865L
NO882865L NO882865A NO882865A NO882865L NO 882865 L NO882865 L NO 882865L NO 882865 A NO882865 A NO 882865A NO 882865 A NO882865 A NO 882865A NO 882865 L NO882865 L NO 882865L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
emulsion
bentonite
fuel
weight
approx
Prior art date
Application number
NO882865A
Other languages
English (en)
Other versions
NO882865D0 (no
Inventor
Pieter Stephanus Jaco Halliday
Andrew Victor Hearn
Original Assignee
Aeci Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aeci Ltd filed Critical Aeci Ltd
Publication of NO882865D0 publication Critical patent/NO882865D0/no
Publication of NO882865L publication Critical patent/NO882865L/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B23/00Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
    • C06B23/001Fillers, gelling and thickening agents (e.g. fibres), absorbents for nitroglycerine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B47/00Compositions 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
    • C06B47/14Compositions 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
    • C06B47/145Water in oil emulsion type explosives in which a carbonaceous fuel forms the continuous phase

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder et sprengstoff. Det gjelder spesielt fremstilling av et emulsjonssprengstoff omfattende en diskontinuerlig fase som danner en bestanddel som inneholder oksyderende salt og en kontinuerlig fase som er ublandbar med den diskontinuerlige fasen og som danner en brenselbestanddel.
Når bestanddelen som inneholder det oksyderende saltet, inneholder vann og foreligger i form av en vandig løsning er slike sprengstoffer kjent som<H>vann-i-brensel"-emulsjoner, og når den bestanddel som inneholder det oksyderende saltet, inneholder lite eller intet vann, kan de betraktes som "smelte-i-brensel"-emulsj oner.
Ved fremstilling av et emulsjonssprengstoff omfattende en diskontinuerlig fase som danner en bestanddel som inneholder et oksyderende salt, og en kontinuerlig fase som er ublandbar med den diskontinuerlige fasen og som danner en brenselbestanddel, tilveiebringes ifølge oppfinnelsen en fremgangsmåte for fortykning eller økning av viskositeten i emulsjonen som omfatter å dispergere uløselig, partikkelformig bentonitt eller et derivat derav i minst én av bestanddelene i emulsjonen.
Bentonitten eller bentonitt-derivatet tilsettes fortrinnsvis til den emulsjon som er dannet etter sammenblanding av bestanddelene, i en mengde på fra ca. 1,0 til ca. 5,0 vekt% basert på emulsjonsvekten. Søkeren har funnet at bentonitten eller derivatet derved dispergeres i emulsjonen uten oppløsning i noen av bestanddelene, og uten å forårsake krystallisasjon.
Bentonitten eller bentonitt-derivatet kan dispergeres i emulsjonen ved sammenblanding av pulvere med emulsjonen i en blandemaskin med lav skjærkraft.
Bentonitten er fortrinnsvis svellbar natrium-bentonitt som
i hovedsak består av mineralet montmorillonitt. Den kan være
av den såkalte USA tight-spec-typen med en finhetsgrad for de tørre partiklene som følger: minimum 90 vekt% finere enn US-sikt nr. 40 og maksimum 10 vekt% finere enn US-sikt nr. 200.
Med andre ord kan minst 90 vekt% av bentonittpartiklene ha en partikkelstørrelse mindre enn 425 pm og høyst 10 vekt% av bentonittpartiklene kan ha en partikkelstørrelse mindre enn 75 pm. Bentonittpartiklenes gjennomsnittlige partikkelstørrelse kan være fra ca. 75 til ca. 425 pm, fortrinnsvis fra ca. 75 til ca. 350 pm.
Natrium-bentonitten kan være den som er kommersielt tilgjengelig i pulverform under varemerket MX-80 VOLCLAY WESTERN BENT0NITE-13T fra American Colloid Co., og som har et vanninnhold på mellom 5 og 10 vekt%, en tørrpartikkelfinhet på maksimalt 10 vekt% som tilbakeholdes på US-sikt nr. 40 og maksimalt 10 vekt% som passerer US-sikt nr. 200, og en våt-partikkelfinhet på minst 94 vekt% som er finere enn US-sikt nr. 200 og minst 92 vekt% finere enn US-sikt nr. 325.
Egnede bentonitt-derivater omfatter de kvaternære ammonium-bentonittsaltene, spesielt de som har minst én langkjedet alkylgruppe med minst 10 C-atomer. (Kommersielt tilgjengelige bentoner) som er svellbare i metanol og fortrinnsvis forhånds-behandlet med metanol.
Den diskontinuerlige fasen kan omfatte minst ett oksyderende salt valgt fra gruppen bestående av ammoniumnitrat, alkalimetall-nitrater, jordalkalimetallnitrater, ammonium-perklorat, alkalimetall-perklorater og jordalkalimetall-perklorater.
Den diskontinuerlige fasen kan omfatte ammoniumnitrat med minst én ytterligere forbindelse valgt fra gruppen bestående av oksygen-avgivende salter og brensler som, sammen med ammoniumnitratet, danner en smelte som har et smeltepunkt som er lavere enn smeltepunktet til ammoniumnitrat. Nevnte ytterligere forbindelse kan være natriumnitrat, kalsiumnitrat, urea, urea-derivater som f.eks. tiourea eller lignende. Den diskontinuerlige fasen kan i noen tilfeller omfatte vann, som holdes på et minimum for å unngå bortkastet energi som oppstår ved damp-generering, men som anvendes for å lette smelting/oppløsning av den oksyderende saltbestanddelen for å unngå for høye behand-lingstemperaturer under dannelse av basis-emulsjonen.
Brenselbestanddelen i emulsjonen kan utgjøre fra 2 til
25 vekt% av emulsjonen, fortrinnsvis ca. 3-12 vekt%.
Brenslet i brenselbestanddelen vil være ublandbar med og uløselig i vann. Fortrinnsvis er brenslet i brenselbestanddelen ikke selv-eksplosivt og velges fra minst ett medlem av gruppen bestående av hydrokarboner, halogenerte hydrokarboner og nitrerte hydrokarboner. Typisk omfatter nevnte brensel minst én voks valgt fra gruppen bestående av paraffinvoks, mikro-krystallinsk voks og råparaffinvoks og det kan omfatte minst ett medlem av gruppen bestående av mineraloljer, brenseloljer, smøreoljer, flytende paraf f, in, xylen, toluen, vaselin og dinitrotoluen.
Brenslet kan omfatte en emulgator eller en blanding av egnede emulgatorer. Brenselbestanddelen kan således omfatte minst én emulgator valgt fra gruppen bestående av sorbitanseskvi-oleat, sorbitanmonooleat, sorbitanmonopalmitat, natrium-monostearat, natrium-tristearat, mono- og diglyceridene av fett-dannende fettsyrer, soyabønnelecitin, derivater av lanolin, alkylbenzensulfonater, surt oleylfosfat, laurylamin-acetat, dekaglycerol-dekaoleat, dekaglycerol-dekastearat, 2-oleyl-4,4'-bis(hydroksymetyl)-2-oksazolin, polymere emulgatorer inneholdende polyetylenglykol-hovedkjeder med fettsyre-sidekjeder og derivater av polyisobutylen-ravsyreanhydrid.
Emulgatorene virker som overflateaktive midler og stabili-satorer for å fremme dannelsen av emulsjonen og for å motstå krystallisasjon og/eller koalescens av den diskontinuerlige fasen.
Fremgangsmåten kan omfatte trinnet å dispergere et densitets-reduserende middel i emulsjonen for å danne en emulsjon med en densitet på fra 1,10 til 1,15 g/cm<3>ved 25°C.
Det densitets-reduserende midlet kan velges fra gruppen bestående av mikroballonger, mikrokuler og gassbobler. I én utførelsesform kan den endelige emulsjonen således omfatte glass-mikroballonger, mikrokuler av polymert materiale eller en annen form av densitets-reduserende middel, for å tilveiebringe en emulsjon med en sluttdensitet på 1,10 - 1,15 g/cm<3>ved 25°C. Emulsjonen kan da omfatte opp til ca. 10 vekt% glass-mikroballonger (f.eks. C15/250 glass-mikroballonger tilgjengelig fra 3M Syd-Afrika (Pty) Limited) eller mikrokuler av et polymert materiale (f.eks. EXPANCEL 642 DE-mikrokuler tilgjengelig fra KemaNord AB, Sverige), som ytterligere kan virke til å sensi-bilisere sprengstoffet. Selv om vekten av mikroballonger eller mikrokuler som er tilsatt, kan være opp til 10%, foretrekkes det at den er mindre enn 4,5 vekt%, basert på vekten av emulsjonen som de er tilsatt til. I en annen utførelsesform kan det densitets-reduserende midlet omfatte luftbobler i emulsjonen. Boblene kan da mekanisk induseres, f.eks. ved fysisk blanding eller blåsing, og/eller kjemisk indusert, f.eks. ved hjelp av et kjemisk skumdannelsesmiddel som f.eks. natriumnitritt tilsatt emulsjonen.
Oppfinnelsen strekker seg til et emulsjonssprengstoff som er fremstilt ifølge den fremgangsmåte som er beskrevet ovenfor.
Oppfinnelsen skal nå beskrives ved hjelp av de følgende, ikke-begrensende eksempler.
Eksempler
Patronerte vann-i-olje-emulsjonssprengstoffer ble fremstilt med følgende sammensetninger i hvilke alle enheter er uttrykt som prosenter på vektbasis:
Mineraloljen P95® ble oppnådd fra BP Syd-Afrika (privat A/S) Ltd., og Crill 4® fra Croda Chemicals Syd-Afrika (privat A/S) Ltd. Praffinvoksen var Aristo®-voks oppnådd fra Sasol Chem.
(privat A/S) Ltd., og den mikrokrystallinske voksen var
BE SQUARE Amber® 175 oppnådd fra Bareco Inc. USA. Mikroballongene var 3M B23/500® glassmikroballonger fra 3M Syd-Afrika (privat A/S) Ltd. Bentonitten var MX-80-VOLCLAY WESTERN BENTONITE-13T® oppnådd fra-American Colloid Co., som typisk har følgende kjemiske analyse: Si0260,0-62,0% vekt/vekt, A12C>3 21,0-23,0% vekt/vekt, Fe2033,0-4,0 vekt/vekt, MgO 2,0-3,0% vekt/vekt, Na20 2,0-3,0% vekt/vekt, CaO 0,1-0,7% vekt/vekt,
K20 0,4-0,5% vekt/vekt, og med en pH-verdi på 8,5-10,0.
Den mengde vann som er angitt inkluderer det vann som anvendes for å fremstille natriumnitritt-løsningen.
Emulsjonssprengstoffene ble fremstilt ved å danne en premiks av vann, ammoniumnitrat, natriumnitrat og tiourea ved ca. 80-90°C, og en annen premiks av den mikrokrystallinske voksen, paraffinvoksen, P95-oljen og Crill 4 ved ca. 70-80°C. Den første premiksen ble så langsomt tilsatt den annen premiks ved omrøring for å danne en basis-emulsjon. Bentonitten ble deretter blandet med basis-emulsjonen i en blandemaskin med lav skjærkraft i ca. 1 min. for å tilveiebringe en fortykket emulsjon. Prøver 1 og 2 ble fremstilt ved henholdsvis å dispergere natriumnitritten eller mikroballongene i basis-emulsjonen i en blandemaskin ved normale, forhøyede arbeidstempe-raturer, fulgt av patronering og rask avkjøling. Sammenlignings-prøver, identiske med prøvene 1 og 2, bortsett fra at de ikke inneholdt bentonitt, ble også fremstilt.
Prøver 1 og 2, med og uten bentonitten, ble testet ifølge Stanhope kjegle-penetrometermetoden (med 150 g kjegle), og de oppnådde resultater fremgår av tabell I.
Prøve 2, med og uten bentonitten, ble også testet på minimum initiering (MI) og detonasjonshastighet (VOD) ved 4 0°C, og resultatene fremgår av tabell III. Tabell III viser også resultatene av tester på MI og VOD ved 40 "C for en ytterligere prøve kalt prøve 3, som er en blanding i det vesentlige lik prøve 2, men som inneholder 4 vekt% av bentonitt basert på emulsjonens vekt. I tabell III, indikerer 'M' feiltenning, og '3D', '4D' og '5D' indikerer at sprengstoffet kunne detoneres med en detonator inneholdende henholdsvis 45 mg, 90 mg og 180 mg pentaerytritol-tetranitrat.
Prøve 2, med og uten bentonitt, ble testet på følsomhet
for sjokk-krystallisasjon, og resultatene fremgår av tabell IV (temperaturøkning ved sjokk-krystallisasjon) og tabell V (boble-energi etter sjokk-krystallisasjon). Temperaturhevning ved sjokk-krystallisasjon ble målt ved å plassere et termoelement i sentrum av en patron som er suspendert loddrett ved 6,7 m under vannoverflaten. En 150 g overdrager ble avfyrt på samme dybde med en avstand på 2,8 m fra patronen og den resulterende temperaturhevningen på grunn av krystallisasjon ble nedtegnet. Gjennomsnittet av tre resultater er angitt i tabell IV. Boble-energi etter sjokk-krystallisasjon ble målt ved å avfyre en 150 g overdrager i varierende avstander fra fem patroner som er suspendert loddrett på en vanndybde på 6,7 m. Patronene ble detonert 13 sek. senere og deres boble-energi nedtegnet som angitt i tabell V. Samme fremgangsmåte for sjokk-krystallisasjon ble brukt for prøve 2 (uten bentonitt) og prøve 2 (med bentonitt) .
Uten å ønske å være bundet til noen teori antar søkeren at den ønskede økning i viskositet ved tilsetning av bentonitt til emulsjonssprengstoffer oppnås ved at bentonitten virker på bestanddeler som f.eks. voksen ved avkjøling, og derved forårsaker svelling av disse bestanddelene (indikerer modifika-sjon av deres krystallstruktur) og derfor fortykning av emulsjonen.
Den økede emulsjonsviskositet gir fordeler som f.eks.
høyere grad av gass-, eller luftbobleretensjon og derfor lengre holdbarhet.
Tilsetningen av bentonitt til emulsjonssprengstoffer forårsaker en økning i stiyhet ved alle temperaturer, men motstanden mot mykning ved høyere temperaturer økes betydelig, som det kan sees fra viskositeten (se tabell II) og kjegle-inntrengningsverdiene (se tabell I).

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et emulsjonssprengstoff omfattende en diskontinuerlig fase som danner en bestanddel som inneholder et oksyderende salt, og en kontinuerlig fase som er ublandbar med den diskontinuerlige fasen og som danner en brenselbestanddel. karakterisert ved at uløselig, partikkelformig bentonitt eller et bentonitt-derivat dispergeres i minst én av bestanddelene i emulsjonen, hvorved emulsjonen fortykkes eller får øket viskositet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at bentonitten tilsettes den emulsjon som er dannet etter blanding av bestanddelene, i en mengde på fra ca. 1,0 til ca. 5,0 vekt% basert på emulsjonens vekt.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at bentonitten er svellbar natrium-bentonitt.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at minst 90 vekt% av bentonittpartiklene har en partikkelstørrelse mindre enn 425 pm og høyst 10 vekt% av bentonittpartiklene har en partikkelstør-relse mindre enn 75 pm.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den gjennomsnittlige partikkelstørrelse til bentonittpartiklene er fra ca. 75 til ca. 425 pm.
6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den diskontinuerlige fasen omfatter ammoniumnitrat med minst én ytterligere forbindelse valgt fra gruppen bestående av oksygen-avgivende salter og brensler som, sammen med ammoniumnitratet, danner en smelte som har et smeltepunkt som er lavere enn ammoniumnitratets smeltepunkt .
7. - Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at brenslet i brenselbestanddelen omfatter mineralolje, brenselolje, smøreolje, flytende paraffin, xylen, toluen, vaselin, råparaffinvoks eller dinitrotoluen.
8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at et densitets-reduserende middel dispergeres i emulsjonen for å danne en emulsjon med densitet på fra 1,10 til 1,15 g/cm <3> ved 25°C.
9. Emulsjonssprengstoff, karakterisert ved at det er fremstilt ifølge fremgangsmåten fra hvilket som helst av de foregående krav.
10. Vann-i-brensel- eller smelte-i-brensel-emulsjonssprengstoff, karakterisert ved at det i sprengstoffet er dispergert uløselig, partikkelformig bentonitt eller bentonitt-derivat.
NO882865A 1987-06-29 1988-06-28 Fremgangsmaate for fremstilling av et emulsjon-sprengstoff. NO882865L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA874690 1987-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO882865D0 NO882865D0 (no) 1988-06-28
NO882865L true NO882865L (no) 1988-12-30

Family

ID=25578896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO882865A NO882865L (no) 1987-06-29 1988-06-28 Fremgangsmaate for fremstilling av et emulsjon-sprengstoff.

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0297740A3 (no)
AU (1) AU616892B2 (no)
CA (1) CA1330397C (no)
GB (1) GB2206574B (no)
MW (1) MW1888A1 (no)
NO (1) NO882865L (no)
NZ (1) NZ225094A (no)
ZW (1) ZW8688A1 (no)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ227918A (en) * 1988-02-23 1992-03-26 Ici Australia Operations Emulsion explosive composition containing primary amine-poly(alk(en)yl)succinic acid condensate as emulsifier
NZ227899A (en) * 1988-02-23 1992-03-26 Ici Australia Operations Emulsion explosive compositions containing a poly(alk(en)yl) succinic acid secondary amine condensation product, and the preparation of the explosive
US5389146A (en) * 1993-04-12 1995-02-14 Baroid Technology, Inc. Grouting composition and method
AUPO679297A0 (en) * 1997-05-15 1997-06-05 Ici Australia Operations Proprietary Limited Rheology modification and modifiers
CN108689784A (zh) * 2018-06-15 2018-10-23 中国矿业大学 一种高密度高能量乳化炸药及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3126701A (en) * 1964-03-31 Process for generating gases
US2984556A (en) * 1954-03-19 1961-05-16 Shell Oil Co Fuel composition and process for its manufacture
GB1306546A (en) * 1970-06-09 1973-02-14 Explosives & Chem Prod Blasting explosive composition
GB1602187A (en) * 1977-11-30 1981-11-11 Nl Industries Inc Method of increasing the viscosity of liquid organic systems and organophilic clay having enhanced dispersibility therein
US4426238A (en) * 1979-09-14 1984-01-17 Ireco Chemicals Blasting composition containing particulate oxidizer salts
ATE45135T1 (de) * 1983-03-18 1989-08-15 Prb Nobel Explosifs Societe An Zusammensetzungen vom ''emulsion explosiv'' typ, verfahren zu ihrer herstellung und anwendung dieser zusammensetzungen.
IE59303B1 (en) * 1985-08-21 1994-02-09 Ici Australia Ltd Composition
US4678524A (en) * 1986-06-18 1987-07-07 Ireco Incorporated Cast explosive composition and method
IN168892B (no) * 1986-12-12 1991-07-06 Ici India Ltd

Also Published As

Publication number Publication date
ZW8688A1 (en) 1989-03-08
NZ225094A (en) 1990-12-21
CA1330397C (en) 1994-06-28
GB2206574B (en) 1990-10-03
MW1888A1 (en) 1989-03-08
NO882865D0 (no) 1988-06-28
EP0297740A3 (en) 1989-04-05
EP0297740A2 (en) 1989-01-04
GB8813578D0 (en) 1988-07-13
AU1831988A (en) 1989-01-05
AU616892B2 (en) 1991-11-14
GB2206574A (en) 1989-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4110134A (en) Water-in-oil emulsion explosive composition
US4326900A (en) Water-in-oil emulsion explosive composition
US4490195A (en) Emulsion explosive composition
EP0067520A2 (en) An emulsion explosive and a method of making and stabilising such explosive
NO159377B (no) Sprengstoffblanding av emulsjonstypen.
CA2024611C (en) Cap sensitive explosive composition containing from 20 to 40% of solid particulate ammonium nitrate
JPH0633212B2 (ja) 油中水型エマルション爆薬組成物
US4356044A (en) Emulsion explosives containing high concentrations of calcium nitrate
GB2138801A (en) Water-in-wax emulsion blasting agents
NO882865L (no) Fremgangsmaate for fremstilling av et emulsjon-sprengstoff.
EP0970934A1 (en) Method for forming an emulsion explosive composition
US4936931A (en) Nitroalkane-based emulsion explosive composition
US4664729A (en) Water-in-oil explosive emulsion composition
WO1989002881A1 (en) Methods and compositions related to emulsified gassing agents for sensitizing explosive compositions
EP0368495A2 (en) Aromatic hydrocarbon-based emulsion explosive composition
NZ207418A (en) Water-in-oil blasting agent containing sodium nitrate
US5017251A (en) Shock-resistant, low density emulsion explosive
GB2037269A (en) Water in oil emulsion blasting agent
CA1111256A (en) Water-in-oil emulsion explosive composition
US4609415A (en) Enhancement of emulsification rate using combined surfactant composition
NZ286188A (en) Explosives containing low strength microspheres
JP3874739B2 (ja) 粒子性添加物を含む高エネルギー爆薬
GB2132999A (en) Producing an emulsion explosive
NO863174L (no) Emulsjonssprengstoff, samt fremgangsmaate for fremstilling av et slikt.
MXPA96001070A (en) Explosive in resistant emulsion to laprecompres