OA11073A - Emulsions explosives encartouchées énergétiques - Google Patents
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Abstract
Description
011073 présentant1'amorçageconnues et011073 featuring the famous and
La présente invention se situe dans le domainegénéral des explosifs industriels à usage civil.The present invention is in the general field of industrial explosives for civil use.
Elle a pour objet de nouvelles émulsions explosivesencartouchées particulièrement adaptées pour l'abattagedes roches dures en carrières ou sur chantiers.It is aimed at new, explosive, explosive emulsions particularly suitable for the removal of hard rocks in quarries or on construction sites.
Les émulsions explosives encartouchées de type eau-dans-huile sont bien connues de l'homme du métier.Water-in-oil encapsulated explosive emulsions are well known to those skilled in the art.
Elles comprennent comme constituants : - une phase aqueuse discontinue sous forme degouttelettes d'une solution aqueuse de sels oxydantsinorganiques, - une phase organique continue non miscible à l'eaudans laquelle les gouttelettes précitées sontdispersées, - un émulsifiant formant une émulsion desgouttelettes aqueuses dans toute la phase organiquecontinue, - une phase gazeuse discontinue, uniformémentdispersée dans l'émulsion, qui permet d'augmenter lasensibilité à l'amorçage de l'émulsion, chaque bulle degaz dispersée jouant le rôle de point chaud.They comprise as constituents: a discontinuous aqueous phase in the form of droplets of an aqueous solution of inorganic oxidizing salts, a continuous organic phase immiscible with water in which the said droplets are dispersed, an emulsifier forming an emulsion of aqueous droplets throughout the Continuous organic phase, - a discontinuous gas phase, uniformly dispersed in the emulsion, which increases the sensitivity to the priming of the emulsion, each dispersed gas bubble acting as a hot spot.
Comparativement aux dynamites usuelles, quicontiennent 25% à 45% de nitroglycérine, les émulsionsexplosives précitées présentent une sécurité d'usage etde fabrication très nettement améliorée. Encontrepartie, elles sont nettement moins puissantes etlibèrent une énergie d'explosion moindre. L'homme du métier est depuis fort longtemps à larecherche d'émulsions explosives de type précité,à la fois la sécurité et la sensibilité àdes émulsions explosives la puissance des dynamites, vitesse de détonation voisine de 6000 m/s mesurée endiamètre 80 mm confiné, et une énergie totale mesuréesous eau supérieure à 1100 cal/g environ. encartouchées à savoir une ? 011073Compared to the usual dynamites, which contain 25% to 45% of nitroglycerine, the aforementioned explosive emulsions have a safety of use and manufacturing very significantly improved. In counterpart, they are much less powerful and release less explosive energy. Those skilled in the art have for a long time been looking for explosive emulsions of the aforementioned type, both safety and sensitivity to explosive emulsions the power of dynamites, detonation velocity close to 6000 m / s measured confined diameter 80 mm, and a total energy measured in water of greater than about 1100 cal / g. encartouched to know one? 011073
Il est bien connu d'augmenter la densité desexplosifs pour augmenter leur vitesse de détonation.Toutefois, dans le cas des émulsions explosivesencartouchées sensibilisées par une phase gazeusedispersée, une augmentation de la densité implique unediminution de la teneur volumique en phase gazeuse etdonc une moindre sensibilité à l'amorçage.It is well known to increase the density of explosives in order to increase their detonation speed. However, in the case of explosive explosive emulsions sensitized by a gas-dispersed phase, an increase in density implies a reduction in the gas phase volume content and hence a lower sensitivity to boot.
Il est possible de compenser cette moindresensibilité en incorporant dans les compositions desmolécules sensibilisatrices telles que le nitrated'hydrazine et les nitrates organiques, notamment lesnitrates d’amines comme le nitrate de méthylamine, oubien encore des catalyseurs de réaction tels que lechlorure de cuivre, ou bien encore des comburants trèsréactifs tels que des chlorates ou perchlorates.It is possible to compensate for this lower sensitivity by incorporating into the compositions sensitizing molecules such as nitrated hydrazine and organic nitrates, especially amine nitrates such as methylamine nitrate, or even reaction catalysts such as copper chloride, or else still highly reactive oxidants such as chlorates or perchlorates.
Toutefois, l'usage de telles moléculessensibilisatrices, catalyseurs, et/ou comburantsun risque important effet, les nitrates chlorates et perchlorates sont particulièrementdangereux à manipuler, le nitrate d'hydrazine estinstable et les catalyseurs métalliques peuvent réagiravec le nitrate d'ammonium, sel oxydant inorganique enpratique toujours utilisé dans les compositions, seul ouen mélange avec d'autres sels oxydants.However, the use of such molecular sensitizers, catalysts, and / or oxidizers is a significant risk, chlorate and perchlorate nitrates are particularly dangerous to handle, hydrazine nitrate is unstable and metal catalysts can react with ammonium nitrate, inorganic oxidizing salt still used in the compositions, alone or in admixture with other oxidizing salts.
La demande de brevet EP 598 115 décrit par exempledes émulsions explosives énergétiques à base de nitrated'ammonium contenant un nitrate d'amine et/ou le nitrated'hydrazine comme sensibilisant.The patent application EP 598 115 describes, for example, energetic emulsion explosions based on nitrated ammonium containing an amine nitrate and / or nitrated hydrazine as sensitizer.
Le brevet US 4 371 408 décrit des émulsions explosives à base de nitrate d'ammonium et de nitrate desodium sensibilisées par un nitrate d'amine et contenantdu CuCl2 comme catalyseur de détonation.US Pat. No. 4,371,408 discloses ammonium nitrate and sodium nitrate explosive emulsions sensitized with an amine nitrate and containing CuCl 2 as a detonation catalyst.
Il est également connu d'incorporer de l'aluminiumdans les émulsions explosives pour augmenter leur réactifs entraînepyrotechnique. En d'accidentorganiques, 011073 énergie. Toutefois, l'accroissement du taux d'aluminiumest en pratique limité par le fait que le rendementénergétique, qui est le rapport entre l'énergie mesuréeet l'énergie théorique calculée, diminue alors 5 fortement.It is also known to incorporate aluminum into explosive emulsions to increase their pyrotechnic reagents. In organic accident, 011073 energy. However, the increase in aluminum content is in practice limited by the fact that the energy yield, which is the ratio between the measured energy and the calculated theoretical energy, then decreases sharply.
De plus, il est connu que la vitesse de détonationdiminue lorsque le taux d'aluminium augmente, du fait dela diminution du taux massique des produits gazeux dansles produits de décomposition. 10 Sur la base de cet enseignement et de ces constatations, il paraissait inconciliable,métier, d'obtenir des émulsions ayant propriétés et caractéristiques recherchées précitées.In addition, it is known that the detonation rate decreases when the aluminum content increases, because of the decrease in the mass ratio of the gaseous products in the decomposition products. On the basis of this teaching and of these observations, it seemed irreconcilable, profession, to obtain emulsions having the aforementioned properties and characteristics.
Ce préjugé a pourtant été vaincu. 15 II a été découvert, de façon particulièrement inattendue, qu'en associant le nitrate d'ammonium et lenitrate de sodium, à des teneurs pondérales bienparticulières, en l'absence d'autres sels inorganiques,sensibilisatrices de type nitratesnitrate d'hydrazine et de catalyseurs métalliques, et en sélectionnant de façon judicieuse lanature et la teneur pondérale des autres constituants,notamment la teneur en eau et en aluminium, on pouvaitobtenir des émulsions explosives présentant la 25 sensibilité à l'amorçage et la sécurité d'usage et dedes émulsions explosives encartouchéestout en présentant les performances des dynamites usuelles, à savoir une vitesse de détonationvoisine de 6000 m/s mesurée en diamètre 80 mm confiné et 30 une énergie totale mesurée sous eau supérieure à 1100cal/g, pouvant même dépasser 1200 cal/g, avec unrendement énergétique supérieur à 80%.This prejudice has, however, been vanquished. It has been found, particularly unexpectedly, that by combining ammonium nitrate and sodium nitrate at particular weight levels, in the absence of other inorganic salts, sensitizers of the hydrazine nitrate nitrate and metal catalysts, and by judiciously selecting the weight and weight content of the other constituents, especially the water and aluminum content, explosive emulsions with priming sensitivity and safety of use and explosive emulsions could be obtained. embedded in the performance of the usual dynamites, namely a detonation velocity of 6000 m / s measured in confined diameter 80 mm and a total energy measured under water of greater than 1100cal / g, which may even exceed 1200 cal / g, with efficiency more than 80%.
La présente invention a donc pour objet denouvelles émulsions explosives encartouchées de type35 eau-dans-huile sensibilisées par une phase gazeuse à 1'homme dutoutes les 20 de moléculesorganiques ou fabricationclassiques, 011073 4 dispersée et comprenant du nitrate d'ammonium, dunitrate de sodium, de l'eau, un combustiblehydrocarboné, un émulsifiant et de l'aluminium.The subject of the present invention is therefore new, water-in-oil encapsulated explosive emulsions sensitized by a gaseous phase to man, of all the organic molecules or conventional processes, dispersed and comprising ammonium nitrate, sodium nitrate, water, a hydrocarbon fuel, an emulsifier and aluminum.
Ces nouvelles émulsions explosives sontcaractérisées en ce que : - la teneur pondérale en nitrate d'ammonium estcomprise entre 60% et 70%, - la teneur pondérale en nitrate de sodium estcomprise entre 8% et 14%, - la teneur pondérale en eau est comprise entre 4%et 7%, - la teneur pondérale en combustible hydrocarbonéest comprise entre 1% et 4%, - la teneur pondérale en émulsifiant est compriseentre 0,5% et 4%, - la teneur pondérale en aluminium est compriseentre 12% et 18%, - la somme des teneurs pondérales en nitrated'ammonium et en nitrate de sodium est comprise entre70% et 80%, - la somme des teneurs pondérales en nitrated'ammonium, nitrate de sodium, eau, combustiblehydrocarboné, émulsifiant et aluminium est compriseentre 95% et 100%, de préférence entre 98% et 100%,mieux encore entre 99% et 100%.These new explosive emulsions are characterized in that: the weight content of ammonium nitrate is between 60% and 70%, the weight content of sodium nitrate is between 8% and 14%, the weight content of water is included between 4% and 7%, - the weight content of hydrocarbon fuel is between 1% and 4%, - the weight content of emulsifier is between 0.5% and 4%, - the weight content of aluminum is between 12% and 18%. %, - the sum of the nitrate ammonium and sodium nitrate contents is between 70% and 80%, - the sum of the nitrate ammonium, sodium nitrate, water, hydrocarbon fuel, emulsifier and aluminum weight contents is between 95% and % and 100%, preferably between 98% and 100%, more preferably between 99% and 100%.
Les teneurs pondérales précitées sont exprimées parrapport à l'émulsion explosive sensibilisée et doiventêtre comprises limites incluses.The aforementioned weight contents are expressed in relation to the sensitized explosive emulsion and must be understood inclusive limits.
Les nouvelles émulsions explosives précitées selonl'invention sont notamment dépourvues de chlorates etperchlorates, par exemple ceux d'ammonium, de métauxalcalins ou alcalino-terreux, dépourvues de moléculessensibilisatrices de type nitrates organiques, parexemple de nitrates d'alkylamines et de nitratesd'alcanolamines, ou de type nitrates d'hydrazines, par 5 011073 exemple de nitrate d'hydrazine et de nitrate deméthylhydrazine, dépourvues de catalyseurs métalliquesde réaction tel que le chlorure de cuivre.The new explosive emulsions mentioned above according to the invention are in particular free of chlorates and perchlorates, for example those of ammonium, of alkali or alkaline earth metals, lacking organic nitrate-type sensitizers, for example alkylamines nitrates and alkanolamines nitrates, or Such hydrazine nitrates, for example hydrazine nitrate and demethylhydrazine nitrate, lack metal reaction catalysts such as copper chloride.
Par ailleurs, le combustible hydrocarboné peut êtreun mélange de plusieurs combustibles hydrocarbonés etl'émulsifiant un mélange de plusieurs émulsifiants.In addition, the hydrocarbon fuel can be a mixture of several hydrocarbon fuels and the emulsifier a mixture of several emulsifiers.
Le combustible hydrocarboné peut être aliphatique,cycloaliphatique, aromatique, saturé ou insaturé. Onpeut citer par exemple le toluène, les xylènes,l'essence, le kérosène, le fuel, les paraffines, leshuiles, notamment les huiles paraffiniques ounaphténiques, les acides gras et leurs dérivés, lescires, et leurs mélanges, à savoir tout mélange d'aumoins deux des composés précités.The hydrocarbon fuel may be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, saturated or unsaturated. It may be mentioned, for example, toluene, xylenes, gasoline, kerosene, fuel oil, paraffins, oils, especially paraffinic or naphthenic oils, fatty acids and their derivatives, waxes, and mixtures thereof, namely any mixture of at least two of the above compounds.
De façon préférée, le combustible hydrocarboné estchoisi dans le groupe constitué par les huiles, lescires, les paraffines et leurs mélanges. L'émulsifiant peut être tout émulsifiant bien connude l'homme du métier favorisant la stabilité physiquedes émulsions eau-dans-huile par abaissement de latension interfaciale entre les 2 phases de l'émulsion. L'émulsifiant est de préférence choisi dans legroupe constitué par les émulsifiants polymériques quicomportent simultanément des chaînes hydrophiles et deschaînes hydrophobes, tels que les dérivés dupolyisobutylène et de l'anhydride succinique, lesamines, notamment celles comportant de 12 à 24 atomes decarbone, les esters d'acides gras tels que le monooléatede sorbitan, le laurate de sorbitan, le palmitate desorbitan et le stéarate de sorbitan, les alkylarylsulfonates, et leurs mélanges. L'aluminium utilisé dans le cadre de la présenteinvention est finement divisé, de préférencepulvérulent. 6 011073Preferably, the hydrocarbon fuel is selected from the group consisting of oils, waxes, paraffins and mixtures thereof. The emulsifier may be any emulsifier well known to those skilled in the art favoring the physical stability of the water-in-oil emulsions by lowering the interfacial tension between the two phases of the emulsion. The emulsifier is preferably selected from the group consisting of polymeric emulsifiers which simultaneously carry hydrophilic chains and hydrophobic chains, such as polyisobutylene and succinic anhydride derivatives, amines, especially those containing from 12 to 24 carbon atoms, fatty acids such as sorbitan monooleate, sorbitan laurate, desorbitan palmitate and sorbitan stearate, alkylarylsulfonates, and mixtures thereof. The aluminum used in the context of the present invention is finely divided, preferablypulverulent. 6 011073
Sa granulométrie est en général comprise entreΟ,ίμιη et 250μιη, mieux encore entre 0,5μηι et 150μπι.Its particle size is in general between Ομιη and 250μιη, better still between 0.5μηι and 150μπι.
Les émulsions explosives selon l'invention sontsensibilisées par une phase gazeuse dispersée, selon uneméthode bien connue de l'homme de métier.The explosive emulsions according to the invention are sensitized by a dispersed gas phase, according to a method well known to those skilled in the art.
Parmi les procédés les plus connus d'incorporationd'une phase gazeuse à des explosifs en émulsions, onpeut citer le mélange mécanique, le dégagement gazeux insitu au moyen d'agents chimiques, et l'incorporationd'une matière poreuse à alvéoles fermées, par exempledes microballons en verre ou en matière plastique, desperles de mousse en styrène, ou des cendres volantes. Onpeut aussi associer diverses méthodes, par exempleutiliser simultanément un agent chimique et desmicrosphères.Among the best known methods for incorporating a gaseous phase into emulsion explosives, mention may be made of mechanical mixing, gaseous release insitu by means of chemical agents, and incorporation of a porous closed-cell material, for example glass or plastic microballoons, styrene foam pads, or fly ash. Various methods can also be combined, for example using a chemical agent and microspheres simultaneously.
Selon la présente invention, on préfère utiliser ledégagement gazeux in situ au moyen d'agents chimiques,notamment l'utilisation de nitrites, comme le nitrite desodium, qui, par réaction avec les ions ammonium dunitrate d'ammonium, provoquent la formation in situd'azote. Cette réaction peut être accélérée parélévation de la température et/ou par un catalyseur detype urée, thiourée ou thiocyanate.According to the present invention, it is preferred to use in situ gas gassing by means of chemical agents, especially the use of nitrites, such as sodium nitrite, which, by reaction with ammonium ammonium nitrate ions, cause in situ formation. nitrogen. This reaction can be accelerated by raising the temperature and / or by a urea, thiourea or thiocyanate type catalyst.
De façon particulièrement préférée, les émulsionsexplosives selon l'invention contiennent entre 13% et17% en volumes de phase gazeuse dispersée, mieux encoreentre 14% et 16% en volumes.In a particularly preferred manner, the explosive emulsions according to the invention contain between 13% and 17% by volume of dispersed gas phase, more preferably between 14% and 16% by volume.
Selon une variante préférée de l'invention, lasomme des teneurs pondérales en nitrate d'ammonium et ennitrate de sodium est comprise entre 73% et 77%, mieuxencore entre 74% et 76%.According to a preferred variant of the invention, the weight content of ammonium nitrate and sodium ennitrate is between 73% and 77%, more preferably between 74% and 76%.
Selon une autre variante préférée, la teneurpondérale en nitrate d'ammonium est comprise entre 61%et 67%, mieux encore entre 62% et 65%. 7 011073According to another preferred variant, the average content of ammonium nitrate is between 61% and 67%, more preferably between 62% and 65%. 7 011073
Selon une autre variante préférée, la teneurpondérale en eau est comprise entre 4,5% et 6,5%, mieuxencore entre 5% et 6%.According to another preferred variant, the average water content is between 4.5% and 6.5%, more preferably between 5% and 6%.
Selon une autre variante préférée, la teneurpondérale en aluminium est comprise entre 13% et 17%,mieux encore entre 13,5% et 16,5%, mieux encore entre14% et 16%.According to another preferred variant, the average aluminum content is between 13% and 17%, more preferably between 13.5% and 16.5%, and more preferably between 14% and 16%.
Selon une autre variante préférée, la teneurpondérale en émulsifiant est comprise entre 1,5% et 4%,mieux encore entre 2% et 3,5%.According to another preferred variant, the average content of emulsifier is between 1.5% and 4%, more preferably between 2% and 3.5%.
Selon une autre variante préférée, la teneurpondérale en combustible hydrocarboné est comprise entre0,7% et 4%, mieux encore entre 0,8% et 3%, mieux encoreentre 1% et 2%.According to another preferred variant, the average content of hydrocarbon fuel is between 0.7% and 4%, better still between 0.8% and 3%, and more preferably between 1% and 2%.
Par ailleurs, la densité des émulsions explosivesselon l'invention est de préférence comprise entre 1,26et 1,40, mieux encore entre 1,28 et 1,37, leur vitessede détonation mesurée en diamètre 80 mm confiné estcomprise entre 5500 m/s et 6300 m/s, mieux encore entre5750 m/s et 6300 m/s, et leur énergie totale réelle,déterminée sous eau, est comprise entre 1100 cal/g et1400 cal/g, mieux encore entre 1200 cal/g et 1400 cal/g.Furthermore, the density of the explosive emulsions according to the invention is preferably between 1.26 and 1.40, better still between 1.28 and 1.37, their measured detonation velocity in diameter 80 mm confined is between 5500 m / s and 6300 m / s, better still between 5750 m / s and 6300 m / s, and their actual total energy, determined under water, is between 1100 cal / g and 1400 cal / g, better still between 1200 cal / g and 1400 cal / g. g.
Les émulsions explosives selon l'invention peuventêtre obtenues par analogie avec tout procédé déjà connud'obtention d'émulsions explosives de type eau-dans-huile sensibilisées par une phase gazeuse dispersée etcomprenant du nitrate d'ammonium, du nitrate de sodium,de l'eau, un combustible hydrocarboné, un émulsifiant etde l'aluminium.The explosive emulsions according to the invention can be obtained by analogy with any method already known to obtain explosive emulsions of the water-in-oil type sensitized by a dispersed gaseous phase andcomprising ammonium nitrate, sodium nitrate, water water, a hydrocarbon fuel, an emulsifier and aluminum.
On peut, par exemple, préparer dans un premiertemps : 1) une phase aqueuse par dissolution dans l'eau dunitrate d'ammonium et du nitrate de sodium à unetempérature par exemple comprise entre 100°C et 105°C, 8 011073 dans une cuve munie d'un système de chauffage et d’unsystème d'agitation.It is possible, for example, to prepare in a first time: 1) an aqueous phase by dissolving in water ammonium nitrate and sodium nitrate at a temperature of, for example, between 100 ° C. and 105 ° C., in a tank equipped with a heating system and a system of agitation.
En cas de gazage chimique, on peut optionnellementajouter à ce stade, dans la phase aqueuse, le catalyseurde réaction précité de type urée, thiourée outhiocyanate. 2) Une phase grasse, constituée du combustiblehydrocarboné et en général de l'émulsifiant, par exempledans une cuve munie d'un système de chauffage et d'unsystème d'agitation, par mélange des constituants, à unetempérature par exemple voisine de 95 °C. L'émulsifiant peut aussi ne pas être incorporé à cestade au combustible hydrocarboné.In the case of chemical gassing, the above-mentioned reaction catalyst of the urea type, thioureaethiocyanate, may optionally be added at this stage to the aqueous phase. 2) A fatty phase, consisting of hydrocarbon fuel and in general of the emulsifier, for example in a tank equipped with a heating system and a stirring system, by mixing the constituents, at a temperature for example close to 95 ° C. . The emulsifier may also not be incorporated in a hydrocarbon fuel cestade.
On réalise ensuite, dans un second temps,l'émulsion eau-dans-huile, soit en continu, soit endiscontinu.Then, in a second step, the water-in-oil emulsion is produced, either continuously or endiscontinuously.
Selon un procédé en discontinu, après incorporationdans un malaxeur des quantités nécessaires de phaseaqueuse, de phase grasse, et d'émulsifiant si celui-cin'a pas été intégré à la phase grasse, l'émulsion peutêtre obtenue à l'aide d'une turbine et simultanémenthomogénéisée par exemple à l'aide d'une pale trèfle.According to a batch process, after incorporation into a kneader the necessary amounts of phaseaqueuse, fat phase, and emulsifier if it has not been integrated in the fatty phase, the emulsion can be obtained using a turbine and simultaneously homogenized for example using a clover blade.
Selon un procédé en continu, les 2 phases, etl'émulsifiant s'il n'est pas incorporé à la phasegrasse, sont pompés à l'aide de pompes doseuses dans desconduits d'alimentation d'un émulseur.According to a continuous process, the two phases, and the emulsifier, if it is not incorporated in the phase-scale, are pumped using metering pumps into the feedstreams of an emulsifier.
On réalise ensuite, dans un troisième temps,l'incorporation, dans l'émulsion obtenue, des diversadjuvants utilisés, à savoir l'aluminium, le générateurde gaz chimique et/ou les microsphères.Then, in the third step, the incorporation into the emulsion obtained of the variousadjuvants used, namely aluminum, the chemical gas generator and / or the microspheres.
Selon le procédé en discontinu, l'aluminium, lesmicrosphères et/ou le générateur de gaz chimique sont depréférence incorporés à l'émulsion par malaxage, dans lemalaxeur ayant servi à réaliser l'émulsion, ou dans unmalaxeur à agitation planétaire. 9 011073In the batch process, aluminum, microspheres and / or the chemical gas generator are preferably incorporated into the emulsion by mixing, in the emulsifier used to make the emulsion, or in a planetary stirrer. 9 011073
Selon le procédé en continu, les adjuvants sont depréférence incorporés en continu, par exemple à l'aidede vis sans fin, dans un mélangeur dans lequel sedéverse également l'émulsion eau-dans-huile enprovenance de l'émulseur. L'émulsion explosive sensibilisée ainsi préparéeest ensuite encartouchée, éventuellement après unpremier refroidissement, de façon manuelle ouautomatique, dans des gaines par exemple en papier ou enmatière plastique, à l'aide d'une installationd'encartouchage bien connue de l'homme du métier.According to the continuous process, the adjuvants are preferably incorporated continuously, for example by means of a worm screw, in a mixer in which the water-in-oil emulsion also comes into contact with the emulsifier. The sensitized explosive emulsion thus prepared is then encartouched, optionally after a first cooling, manually or automatically, in sheaths for example of paper or plastic material, with the aid of a setting-up chamber well known to those skilled in the art.
Les cartouches obtenues sont ensuite généralementrefroidies, par exemple par de l'eau froide ou de l'airfroid selon la nature de la gaine, de façon à stabiliserl'émulsion finale obtenue.The cartridges obtained are then generally cooled, for example by cold water or cold air according to the nature of the sheath, so as to stabilize the final emulsion obtained.
Les exemples non limitatifs suivants illustrentl'invention et les avantages qu'elle procure.The following nonlimiting examples illustrate the invention and the advantages it provides.
Exemples 1 et 2 : Emulsions explosives selon l'inventionExamples 1 and 2: Explosive Emulsions According to the Invention
On a réalisé les émulsions explosives ayant lacomposition pondérale suivante : EXEMPLE 1 EXEMPLE 2 Nitrate d'ammonium 63,1% 63,6% Nitrate de sodium 11,7% 11,8% Eau 5,6% 5,7% Combustible hydrocarboné 1,4% 1,1% Emulsifiant 3,1% 2,7% Aluminium 15,0% 15,0% Générateur de gaz chimique(nitrite de sodium) avec soncatalyseur de réaction(thiourée) <0,1% <0,1% 10 011073Explosive emulsions having the following weight content were prepared: EXAMPLE 1 EXAMPLE 2 Ammonium nitrate 63.1% 63.6% Sodium nitrate 11.7% 11.8% Water 5.6% 5.7% Hydrocarbon fuel 1 , 4% 1.1% Emulsifier 3.1% 2.7% Aluminum 15.0% 15.0% Chemical gas generator (sodium nitrite) with reaction thiourea <0.1% <0.1 % 10 011073
Exemple 1 a) Réalisation de la phase aqueuseExample 1 a) Production of the aqueous phase
Dans une cuve munie d'un système de chauffage etd’un système d’agitation, on dissout, à une températurecomprise entre 100°C et 105°C, 74,3 parties en poids denitrate d'ammonium, 13,8 parties en poids de nitrate desodium et 0,04 partie en poids de thiourée dans 6,6parties en poids d'eau. b) Réalisation de la phase grasseIn a tank equipped with a heating system and an agitation system, 74.3 parts by weight of ammonium nitrate, 13.8 parts by weight, are dissolved at a temperature of between 100 ° C. and 105 ° C. of sodium nitrate and 0.04 part by weight of thiourea in 6 parts by weight of water. b) Realization of the fatty phase
Dans une autre cuve également munie d’un systèmede chauffage et d'un système d'agitation, onhomogénéise, à 95°C, un mélange de : - 3,7 parties en poids d'émulsifiant constituéd'un mélange 40/60 en poids respectivement de monooléatede sorbitan et d'un polymère constitué de chaînespolyisobutylènes à terminaisons hydrophiles reliées pardes fonctions anhydride succinique, - 1,6 parties en poids de combustiblehydrocarboné constitué d'un mélange 10/35/20/35 en poidsrespectivement d'une huile minérale naphténique de pointéclair supérieur a 100°C, d'une paraffine solide depoint de fusion supérieur à 50°C, d'une paraffineliquide de point éclair supérieur à 150°C et d'une ciremicrocristalline de point de fusion supérieur à 50°C. c) Réalisation de l'émulsion et addition d'adjuvantsIn another tank also equipped with a heating system and a stirring system, a mixture of: 3.7 parts by weight of emulsifier consisting of a 40/60 by weight mixture is homogenized at 95.degree. sorbitan monooleate and a polymer consisting of hydrophilic-terminated polyisobutylene chains connected with succinic anhydride functions; 1.6 parts by weight of hydrocarbon fuel consisting of a mixture of 10/35/20/35 by weight, respectively, of a naphthenic mineral oil; dichloride greater than 100 ° C., a solid paraffin with a melting point greater than 50 ° C, a flash point paraffin having a flash point greater than 150 ° C and a microcrystalline ring having a melting point greater than 50 ° C. c) Realization of the emulsion and addition of adjuvants
La phase aqueuse (a) et la phase grasse (b) sontensuite introduites dans un malaxeur, puis on réalisel'émulsion à l'aide d'une turbine tout en homogénéisantsimultanément le mélange à l'aide d'une pale trèfle. Latempérature s'auto-entretient entre 105°C et 110°C dansle malaxeur. 011073The aqueous phase (a) and the fatty phase (b) are then introduced into a kneader, then the emulsion is carried out using a turbine while homogenising the mixture with a clover blade. The temperature is self-maintaining between 105 ° C and 110 ° C in the mixer. 011073
Après obtention d'une émulsion homogène etstable, on ajoute dans le malaxeur, tout en maintenantl'agitation et la température, 17,7 parties en poidsd'aluminium en poudre de granulométrie 0-150μιη (diamètremédian environ 80μιη) , puis, juste avant 1 'encartouchage,0,09 partie en poids de nitrite de sodium. d) Encartouchage de l'émulsion explosiveAfter obtaining a homogeneous and stable emulsion, 17.7 parts by weight of powdered aluminum having a particle size of 0-150 μm (diameterremédian about 80 μm) are added to the mixer, while maintaining stirring and temperature, and then, just before 0.29 parts by weight of sodium nitrite. d) Encapsulating the explosive emulsion
On encartouche ensuite l'émulsion explosiveobtenue en (c) , dont on maintient la température, dansdes gaines en matière plastique que l'on clippe ensuiteaux 2 extrémités, de façon à obtenir des cartouchesapproximativement cylindriques ayant par exemple unelongueur d'environ 320 mm et un diamètre d'environ80 mm.The explosive emulsion obtained in (c), the temperature of which is maintained, is then inserted into plastic sheaths which are clipped together at two ends, so as to obtain approximately cylindrical cartridges having, for example, a length of approximately 320 mm and a thickness of diameter of about 80 mm.
La masse d'émulsion explosive que l'on introduitdans chaque gaine se déduit de façon évidente du volumede la cartouche recherchée, de la densité de l'émulsionexplosive que l'on mesure avant 1'encartouchage etl'addition de nitrite de sodium, et du taux volumiquerecherché de phase gazeuse (environ 15%).The explosive emulsion mass which is introduced into each sheath is evidently deduced from the volume of the desired cartridge, the density of the explosive emulsion which is measured before the packing and the addition of sodium nitrite, and the volumetric rate of gaseous phase (about 15%).
Lorsque l'émulsion explosive contenue dans lagaine occupe tout le volume offert par la cartouche, letaux volumique de phase gazeuse recherché est atteint etl'on stoppe alors la réaction chimique de formationd'azote en abaissant brusquement la température del'émulsion, ce qui est facilement réalisé en pulvérisantde l'eau froide sur les cartouches.When the explosive emulsion contained in the lagaine occupies all the volume offered by the cartridge, the volumes of the desired gaseous phase are reached and the nitrogen formation chemical reaction is then stopped by suddenly lowering the temperature of the emulsion, which is easily done by spraying cold water on the cartridges.
Exemple 2Example 2
On opère comme selon l'exemple 1, mais avec lesdifférences suivantes : a) Réalisation de la phase aqueuse 12 011073The procedure is as in Example 1, but with the following differences: a) Production of the aqueous phase 12 011073
On utilise 74,9 parties en poids de nitrated'ammonium (au lieu de 74,3), 13,9 parties en poids denitrate de sodium (au lieu de 13,8) et 6,7 parties enpoids d'eau (au lieu de 6,6). b) Réalisation de la phase grasse74.9 parts by weight of ammonium nitrate (instead of 74.3), 13.9 parts by weight of sodium nitrate (instead of 13.8) and 6.7 parts by weight of water (instead of of 6.6). b) Realization of the fatty phase
On utilise 3,2 parties en poids de l'émulsifiant(au lieu de 3,7) et 1,3 partie en poids du combustiblehydrocarboné (au lieu de 1,6).3.2 parts by weight of the emulsifier (instead of 3.7) and 1.3 parts by weight of the hydrocarbon fuel (instead of 1.6) are used.
Les caractéristiques physiques et détoniques desémulsions explosives obtenues selon les méthodesusuelles bien connues de l'homme du métier sont lessuivantes :The physical and detonation characteristics of explosive emulsions obtained according to the usual methods well known to those skilled in the art are as follows:
EXEMPLE 1 EXEMPLE 2 Energie théorique 1470 cal/g 1480 cal/g Energie totale déterminée sous eau 1203 cal/g 1225 cal/g Rendement énergétique (énergie déterminée/énergie théorique) 0,82 0,83 Taux volumique de gaz 14,8% 14,9% Densité mesurée 1,32 1,32 Sensibilité à l'amorce (détonateurs d'azoture de plomb) 0,5 g 0,5 g Vitesse de détonation déterminée en diamètre 80 mm confiné dans 1'acier 5800 m/s 5900 m/s Sensibilité au choc (mouton de choc de 30 kg) > 1200 J > 1200 JEXAMPLE 1 EXAMPLE 2 Theoretical energy 1470 cal / g 1480 cal / g Total energy determined under water 1203 cal / g 1225 cal / g Energy yield (determined energy / theoretical energy) 0.82 0.83 Volume ratio of gas 14.8% 14.9% Density measured 1.32 1.32 Sensitivity to primer (lead azide detonators) 0.5 g 0.5 g Detonation rate determined in diameter 80 mm confined in steel 5800 m / s 5900 m / s Sensitivity to impact (30 kg shock sheep)> 1200 J> 1200 J
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