RU2018505C1

RU2018505C1 - Sensitizer for simplest industrial explosives

Info

Publication number: RU2018505C1
Authority: RU
Inventors: Александр Иосифович Гарбовицкий-Гордон; Виктор Сергеевич Куликов; Владимир Николаевич Вавилов; Игорь Васильевич Романов; Альберт Николаевич Волков; Самат Бариевич Габдрахманов
Original assignee: Александр Иосифович Гарбовицкий-Гордон; Виктор Сергеевич Куликов; Владимир Николаевич Вавилов; Игорь Васильевич Романов; Альберт Николаевич Волков; Самат Бариевич Габдрахманов
Priority date: 1989-03-06
Filing date: 1989-03-06
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: simplest industrial explosives. SUBSTANCE: sponge iron having a particle size of less than 0.063 mm is used in the simplest industrial explosives as a sensitizer. EFFECT: improved properties of the sensitizer.

Description

Изобретение относится к области простейших промышленных взрывчатых веществ. The invention relates to the field of simple industrial explosives.

Известны сенсибилизаторы ВВ, применяющиеся для увеличения энергетических и детонационных характеристик ВВ, в частности, приготавливаемых на местах применения (на предприятиях, ведущих взрывные работы по дроблению горных пород). К ним относится прежде всего алюминий и его модификации, в частности пористый алюминий. Explosive sensitizers are known that are used to increase the energy and detonation characteristics of explosives, in particular those prepared at the field of application (in enterprises conducting blasting operations for crushing rocks). These primarily include aluminum and its modifications, in particular porous aluminum.

Применение частиц алюминия в качестве сенсибилизаторов промышленных ВВ усиливает технологию приготовления взрывчатых составов, т.к. необходимо увеличение воздухонасыщенности частиц за счет увеличения площади внешней и поровой поверхности частиц, т.е. применяя вспененный алюминий. Но эти меры ведут к повышенной опасности окисления частиц алюминия, поэтому необходимо искать защиту от окисления в виде применения различного рода покрытий. Все это усложняет и удорожает процесс приготовления ВВ. Кроме того, алюминия довольно дорогой материал. The use of aluminum particles as sensitizers of industrial explosives enhances the technology for the preparation of explosive compositions, because it is necessary to increase the air saturation of the particles by increasing the area of the external and pore surface of the particles, i.e. applying foamed aluminum. But these measures lead to an increased danger of oxidation of aluminum particles, therefore, it is necessary to seek protection against oxidation in the form of various coatings. All this complicates and increases the cost of the preparation of explosives. In addition, aluminum is a rather expensive material.

Еще более увеличивается дороговизна применения алюминия от многочисленных добавок, препятствующих его окислению, что усложняет технологию приготовления ВВ, когда его рецептура содержит до 10 различных компонентов. Компенсация стоимости за счет повышенной плотности создаваемых составов ВВ явно недостаточна, усредненная плотность составов составляет 1,2+1,29 г/см³.The high cost of using aluminum from numerous additives that prevent its oxidation is further increased, which complicates the technology for the preparation of explosives when its formulation contains up to 10 different components. Compensation of the cost due to the increased density of the created explosive compositions is clearly insufficient, the average density of the compositions is 1.2 + 1.29 g / cm ³ .

Целью изобретения является повышение экономичности простейших промышленных веществ путем применения в качестве сенсибилизатора взрывчатых веществ порошкообразного губчатого железа. The aim of the invention is to increase the efficiency of simple industrial substances by using powdered sponge iron as a sensitizer of explosives.

Указанная цель достигается применением известного в металлургии продукта прямого восстановления железа - дисперсного губчатого железа, с размером частиц менее 0,063 мм, в качестве сенсибилизатора простейших промышленных ВВ. This goal is achieved by using the direct reduction of iron product known in metallurgy - dispersed sponge iron, with a particle size of less than 0.063 mm, as a sensitizer of the simplest industrial explosives.

Согласно изобретению, продукт прямого восстановления железа из-за магнетитовых руд - мелкодисперсное губчатое железо, полученное при восстановлении железорудного концентрата в кипящем слое в виде частиц с размерами менее 0,063 мм вводится в простейшие промышленные ВВ в такой продукции и в таком сочетании других компонентов; чтобы обеспечить наибольший эффект сенсибилизации данного типа ВВ. According to the invention, the product of direct reduction of iron due to magnetite ores is finely dispersed sponge iron obtained by reducing iron ore concentrate in a fluidized bed in the form of particles with sizes less than 0.063 mm and is introduced into the simplest industrial explosives in such products and in such a combination of other components; to provide the greatest sensitization effect of this type of explosive.

Основной отличительной особенностью губчатого железа является очень большая площадь поверхности его частиц, не менее чем на порядок превышающая площадь поверхности алюминия, что обусловлено особенностями получения этого продукта (губчатого железа) в процессе металлизации прямым восстановлением железа из магнетитовых руд, спеченных в окатыши из продуктов самого тонкого помола при работе измельчительного оборудования. Выгорание кислорода из тончайших размолотых частиц окисленного железа в гранулах приводит к образованию глубокой пористости в губчатом железе. Если мелкие частицы алюминия в "алюминиевой краске" имеют площадь поверхности от 3 до 19 м² на один грамм, то губчатое железо в таком виде имеет площадь до 100 м² на один грамм.The main distinguishing feature of sponge iron is a very large surface area of its particles, not less than an order of magnitude greater than the surface area of aluminum, which is due to the peculiarities of obtaining this product (sponge iron) during metallization by direct reduction of iron from magnetite ores sintered into pellets from the products of the thinnest grinding during the operation of grinding equipment. The burning of oxygen from the finest milled particles of oxidized iron in granules leads to the formation of deep porosity in the spongy iron. If small particles of aluminum in "aluminum paint" have a surface area of 3 to 19 m ² per gram, then sponge iron in this form has an area of up to 100 m ² per gram.

В случае с губчатым железом использование его грубодисперсных фракций в качестве горючей добавки не позволяет получить эффект, сравнимый с алюминием, т. к. более высокая степень пористости губчатого железа по сравнению с алюминием не в состоянии компенсировать в несколько раз более низкую теплотворную его способность по сравнению с алюминием (теплота образования окисла Al₂O₃=1670 кДж/моль, а Fe₂O₃=820 кДж/моль). Поэтому применение грубодисперсных фракций губчатого железа возможно в простейших промышленных ВВ только в качестве инертной добавки.In the case of sponge iron, the use of its coarsely dispersed fractions as a combustible additive does not allow to obtain an effect comparable to aluminum, since a higher degree of porosity of sponge iron compared with aluminum is not able to compensate for its several times lower calorific value compared to with aluminum (heat of formation of oxide Al ₂ O ₃ = 1670 kJ / mol, and Fe ₂ O ₃ = 820 kJ / mol). Therefore, the use of coarse fractions of spongy iron is possible in the simplest industrial explosives only as an inert additive.

Как показывают экспериментальные исследования, введение губчатого железа с определенным размером частиц в простейшее взрывчатое вещество позволяет снизить критический диаметр испытываемого заряда ВВ, что является фактическим подтверждением проявления им сенсибилизирующих свойств в составе испытанного образца простейшего ВВ. As experimental studies show, the introduction of spongy iron with a certain particle size into a simple explosive allows to reduce the critical diameter of the test explosive charge, which is actual confirmation of the manifestation of sensitizing properties in the composition of the tested sample of the simplest explosive.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. The invention is illustrated by the following example.

Приготавливают известный состав простейшего промышленного ВВ (игданита), содержащего 94% аммиачной селитры NH₄NO₃ и 6% мазута (котельного топлива), в который после смешения названных компонентов (на температурные и временные параметры их смешения не акцентрируем внимание, считая их несущественными, поэтому обобщим их одним термином, например криогенная технология приготовления). Вводят 5% губчатого железа с размером частиц менее 0,063 мм. Механическим перемешиванием распределяют частицы губчатого железа равномерно по объему состава. Определение детонационных характеристик простейшего промышленного ВВ проводят известным образом.A well-known composition of the simplest industrial explosive (igdanite) is prepared, containing 94% ammonium nitrate NH ₄ NO ₃ and 6% fuel oil (boiler fuel), into which we do not focus on the temperature and time parameters of their mixing, considering them insignificant, therefore, we summarize them in one term, for example, cryogenic cooking technology). 5% sponge iron with a particle size of less than 0.063 mm is introduced. By mechanical stirring, the sponge iron particles are distributed evenly over the volume of the composition. Determination of the detonation characteristics of the simplest industrial explosives is carried out in a known manner.

Приведенный пример применения губчатого железа в качестве сенсибилизатора для простейших промышленных ВВ показывает, что в указанном ВВ губчатое железо выполняет роль сенсибилизатора, причем наличие замкнутых пузырьков воздуха (микросфер) позволяет ему успешно конкурировать с дорогостоящим алюминием. Это служит доказательством выполнения цели изобретения - повышения экономичности ВВ. The above example of the use of spongy iron as a sensitizer for the simplest industrial explosives shows that in this explosive, spongy iron acts as a sensitizer, and the presence of closed air bubbles (microspheres) allows it to compete successfully with expensive aluminum. This serves as evidence of the fulfillment of the purpose of the invention is to increase the efficiency of explosives.

Технические преимущества заявленного применения губчатого железа в качестве сенсибилизатора простейших промышленных ВВ выражается в достижении повышенной чувствительности ВВ к восприятию и передаче детонации, достигаемой наличием большей удельной поверхности и пористой структуры частиц сенсибилизирующего вещества. The technical advantages of the claimed use of sponge iron as a sensitizer of the simplest industrial explosives is expressed in the increased sensitivity of explosives to the perception and transmission of detonation, achieved by the presence of a larger specific surface area and porous structure of particles of a sensitizing substance.

Экономические преимущества заявленного применения губчатого железа в качестве сенсибилизатора простейших промышленных ВВ выражаются в разнице в стоимости приготовления единицы массы (объема) металлизованного ВВ. The economic benefits of the claimed use of sponge iron as a sensitizer of the simplest industrial explosives are expressed in the difference in the cost of preparing a unit mass (volume) of metallized explosives.

Claims

The use of sponge iron with a particle size of less than 0.063 mm as a sensitizer of the simplest industrial explosives in order to increase their efficiency.