Twórcy wynalazku: Andrzej Niksinskii, Wiltold Pagowski, Bohdan Su- bocz, Zdzislawa Janik, Piotr Jairmolowicz Uprawniony z patentu: Instytut Przemyslu Orgainaezniego, Warseawa (FoLslka) Sposób otrzymywania zawiesinowych materialów wybuchowych Wynalazek dotyczy technologii wytwarzania za¬ wiesinowych maiterialów wybuchowych dla gór¬ nictwa.Podstawowymi gnupami substancji wchodza¬ cych w sklad materialów wybuchowych zawiesi¬ nowych sa: utleniacze, paliwa, zelatynizatory, srodki uczulajace (sensybilizatory) oraz woda. Ko¬ lejnosc dodawania tych skladników w procesie iiah mieszalnia oraiz parametry teigo procesu sta¬ nowia o rodzaju i jakosci otrzymywanych tym sposobem zawiesinowych maiterialów wyibucho- wyidh. Najistotniejszym elementem procesu wy¬ twarzania, zwlaszcza dla materialów nie zawie¬ rajacych skladników wybuchowych, jesit nadawa¬ nie materialowi okreslonych wlasnosci wybucho¬ wych poprzez wprowadzanie do skladu róznego rodzaju srodków uczulajacych, zjadaniem których jest wytworzenie w strukturze materialu wybu¬ chowego aktywnych miejsc, ulatwiajacych roz- pr^zestrizendanie sie reakcji wybuchowej, taw. „go¬ racych punktów". Z dositepnej literatury wynika, ze w zawiesinowych materialach wybuchowych role. „goracych punktów" spelniaja drobne peche¬ rzyki powietrza lub innego gazu wprowadzane do materialu w odipowiednim etapie, okreslonym ter¬ minem ,/napowietrzanie ukladu". Pozwalaja one uzyskac majterial wybuchowy o odpowiedniej wraz¬ liwosci na inicjowanie i zdolnosci do detonacji, ale jednoczesnie sa elementem niepozadanym, gdyz, obnizajac gestosc materialu wybuchowego, 10 15 20 20 zmniejszaja jego koncenjtiracje energii, tj. ilosc energii wybuchu z jednostki objetosci materialu, której wielkosc jest jedna z najistotniejszych cha¬ rakteryistyk maiterialów wybucihowych dla ich sto¬ sowania w górnictwie.Dodawane do istladu zawiesinowych materialów wybuchowych proszM lub pyly metaiM jajk np. gli¬ nu poza podstawowym zadaniem nosnika energe¬ tycznego, w pewnym zakresie równiez zwiekszaja wrazliwosc na inicjowanie materialu wybuchowe¬ go, przy czym stopien uczulania jest tym wiefer sizy im bardziej rozwinieta jest powderzcihinna cza¬ stki metalu a wiec im wieksze r02xirobndenie. Dla¬ tego niektóre sposoby wyitwairziamoa aawiesinowych materialów wybuchowych wymagaja uzywania pylu glinu o wymiarach czastek 40 mikronów i mniejszych. Poniewaz wodne rozitwory utleniaczy, którymi sa (przede wszystkim azotany np. amonu; sotdu, wapnia iitp., stwarzaja dla metali niezwykle agresywne srodowisko, wprowadzany do materia¬ lu pyl np. filinu jest specjalnie zabezpieczany ga hydrofobizacji lub pasywacji. Znane sa rów* niez metody zabezpieczania glinu droga wprowa¬ dzania do roztworu inhibitorów reakcji glinu, ze srodowiskiem. Czesto stosowane sa jednoczesnie obie metody zabezpieczania.Generalnie w znanych metodach wytwarzania zawiesinowych materialów wybuchowych regula jest eliminowanie lub maksymalne ograniczanie reakcji glinu ze srodowiskiem jako procesu wy- 109 1703 jatkowo szkodliwego. Aby zabezpieczyc stabilnosc wlasnosci materialu dodaje sie do skladu zelaty- nizatory, substancje typu krochmalu, guaru itp., które zelujac po napowietrzaniu ukladu, utrwala¬ ja strukture ,talk otrzymanych zawiesinowych ma¬ terialów wybuchowych. Dla poglebiania procesu zelatyinizacji dodaje sie w odpowiednim momencie srodki sieciujace. Pozwala to uzyskiwac bardzo trwale zele, czesto wodoodporne.Nieoczekiwanie stwierdzono1, ze jezeli do agre¬ sywnego, kwasnego srodowiska jakim jest mie¬ szanina wodnych roztworów utleniaczy, paliw, od¬ powiednio dobranego zelatynizatora i innych, w- prowadzi sie niezabezpieczony pyl metaliczny to otrzymuje sie zawiesinowy material wybuchowy o nowych charakterystykach jak duza wrazliwosc na inicjowanie i duza zdolnosc do detonacji przy wysokiej gestosci materialu oraz duza stabilnosc w czasie d^ugc4trfo£lego skladowania.Sposób otrzymywania zawiesinowych materia¬ lów wybuchowych wg wynalazku polega na doda¬ waniu do agresywnego, kwasnego srodowiska py¬ lu glinowego bez specjalnego zabezpieczenia jego powierzchni, przy czym stosuje sie zelatymiizator posiadajacy zdolnosc sieciowania pod wplywem produktów ireakaji glinu z kwasnymi skladnikami srodowiska. Pyl glinowy wprowadza sie do sro¬ dowiska o pH nie nizszym niz 3,5, w którym znajduje sie zelatynizator typu wieloculkru, sie¬ ciujacy pod wplywem produktów realkcji glinu ze srodowiskiem. Miedzy pylem glinu a roztworem zachodzi reakcja, w wyniku której zostaje naru¬ szona, a wiec uaktywniona powierzchnia glinu i wytwarza sie wodór, który w postaci peche¬ rzyków stwarza w materiale ,ygorajce puinlkty,\ Jednoczesnie produkty reakcji glinu z roztworem rozpoczynaja lokalny proces sieciowania zawar¬ tego w roztworze zelatynlizatora.Zelatyimiizator sieciujac powoduje przerwanie pro¬ cesu reakcji glinu zabezpieczajac go przed dy¬ fuzja agresywnego srodowiska a jednoczesnie u- trwala powstale pecherzyki gazowe. Taka stnuktu¬ ra materialu polegajaca na usytuowaniu i utrzy¬ maniu (pecherzyków gazowych bezposrednio na raastce glinu w tym miejscu g(dzie zostal on u- aktywniony, daje spotegowany efekt uczulenia za¬ wiesinowego materialu wybuchowego. Zawiesino¬ we materialy wybuchowe wytworzone sposobem wg wynalazku moga zawierac oprócz pylu glino¬ wego- i zeiatyinilzatorów inne charakterystyczne dla te^O'rodzaju materialów wybuchowych skla Gl¬ iniki mp.: iutleniacze takie jak azotany amonu, so- du wapnia itp. oraz jako paliwa rózne palne sub¬ stancje organiczne w tym np. urotropina, forma¬ lina. ...- Postejpowan£e sposobem wedlug wynalazku wy¬ kazuje, nastepujace zalety w stosunku do znanych metod: ¦ . ¦ — eUminacja koniecznosci dodatkowej obróbki py- Dfcr-3, ) 116 4 lu metalu dla zabezpieczenia go przed korozja, — mozliwosc stosowania pylu metalu o stosunko¬ wo slabo rozwinietej powierzchni czastek, o wielkosci 63 /U, 5 — gwarancja dlugotirwalej stabilnosci wlasnosci strzalowych zawiesinowego materialu wybucho¬ wego powodowanej lokalnym sieciowaniem na¬ wet w przypadku nieprawidlowej koncowej ze- latynizacji calego tukladu, 10 — unikniecie koniecznosci dodatkowego napowiet¬ rzania ukladu, — gwarancja uzyskiwania materialów wybucho¬ wych wrazliwych na splonke górnicza przy ge¬ stosci rzedu ,1,4 (g/cm8. 15 Przyklad I. Do 1.1,0 czesci wagowych roz¬ tworu formaliny wprowadzono 10,0 cz. wag. sa¬ letry amonowej, 3,6 cz. wag. urotropiny i 2,0 cz. wag. modyfikowanego krochmalu o nazwie Polc- gel oraz dodano 6,0 cz. wag. roztworu NaOH, co 20 stanowi ilosc mniejsza od stecniometryczinej. w stosunku do wytworzonego w reakcji saletry a- monowej z formaldehydem kwasu azotowego. Pow¬ stala mieszanina zawiera 0,97 cz. wag. substancji kwasnych w przeliczeniju na HNO$. Do tego roz- 25 tworu dodano 51,3 cz. wag. saletry amonowej, 12,9 cz. wag. saletry sodowej i 3,0 cz. wag. pylu glino¬ wego przechodzacego przez sito o oczku 0,063 mm.Uzyskano zawiesinowy material wybuchowy o gestosci 1,35 g/cm3 detonujacy stabilnie od splon- 30 ki inicjujacej przy srednicy ladunku 25 mm w otocze papierowej.Przyklad II. Do 13,0 czesci wagowych roz¬ tworu formaliny wprowadzono 9,7 cz. wag. sa¬ letry amonowej oraz 3,7 cz. wag. NaOH. Uzyska- 36 no mieszanine zawierajaca 0,91 cz. wag. substancji kwasnych w przeliczeniu na HNO*. Do goracego roztworu wprowadzono 1,8 cz. wag. modyfikowa¬ nego krochmalu o nazwie Pologel oraz 5,7 cz. twag. saletry amonowej. Nastepnie z uzyskanym plytt- 40 nym zelem wymieszano 44,0 cz. wag. saletry a- monowej, 12,1 cz. wag. saletry sodowej i 8,8 cz. wag. pylu glinu.Uzyskano zawiesinowy material wybuchowy a geiStosci 1,40 g/cm3 detonujacy stabilnie od za- 48 palnika elektrycznego w ladunkach o srednicy 3i5 mrn. PL