WO2013056631A1

WO2013056631A1 - 低碳环保乳化炸药及其制备方法和氧化剂盐水溶液的制备装置

Info

Publication number: WO2013056631A1
Application number: PCT/CN2012/082751
Authority: WO
Inventors: 薛世忠
Original assignee: Xue Shizhong
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-04-25

Abstract

本发明公开了一种低碳环保乳化炸药及氧化剂盐水溶液的制备装置，所述乳化炸药由乳化基质经敏化液敏化而成，所述乳化基质是由氧化剂盐水溶液和油相经乳化作用而成，氧化剂盐水溶液组分为硝酸铵、硫脲和水；油相组成为石蜡油或机油、乳化剂；敏化液的组成为亚硝酸钠、硫氰酸钠或碳酸氢钠、水。本发明的乳化炸药不但节省了包装材料，相对减少了二氧化碳排放，而且配方简单，有效减少了有毒气体产生，涉及的有毒气体排放量20L/kg左右，而且输送畅通，装药施工不受影响。

Description

环保乳化炸药及其制备方法和氧化剂盐水溶液的制备装置本申请要求以下中国专利申请的优先权：

1、 201 1年 12月 12 日提交中国专利局、申请号为 201110410658. 6、名称为 "低粘度可泵送乳化基质及其制备方法" 的中国专利申请。

2、 201 1年 10月 20 日提交中国专利局、申请号为 201110319584. 5、名称为 "氧化剂盐水溶液的杂质吸附粗滤精滤方法" 的中国专利申请。

3、 201 1年 10月 20 日提交中国专利局、申请号为 201110319585. X、名称为 "零排放配制氧化剂盐水溶液的装置和方法" 的中国专利申请。技术领域

本发明涉及一种低碳环保乳化炸药及其制备方法和氧化剂盐水溶液的制备装置。背景技术

传统的工业炸药在生产、储存、运输、保管、装填过程中是具备 8号工业雷管感度的 1.1 级爆炸物品，即使不具备 8号工业雷管感度，也属于 1. 1级危险品，过程不具备本质安全化的能力；而且装药时不能实现耦合装药，浪费穿孔成本，不能有效排除孔内的积水。而且传统工业炸药使用的包装材料包括纸筒、石蜡、中包塑料袋、垫板、纸包装箱、包装带，炸药爆炸时纸筒和蜡参与化学反应，产生有毒气体，产生碳氧化合物的排放；且生产效率低，制造成本高，装药效率低。

目前使用的包装乳化炸药配方相对比较复杂，为达到良好的储存稳定性和稳定的爆炸性能，原材料种类较多，达十几种，氧化剂盐制备技术相对落后，造成爆轰反应后有毒有害气体量大；现有的炸药配方爆炸后，二氧化碳等有毒气体排放量达到 70L/kg 左右，甚至达到 100L/kg, 对大气的污染很严重，而且由于炸药爆炸后产生炮烟大，导致井下矿通风时间较长，造成炮烟中毒事件时有发生，造成了大量的污染物排放。另外，现有的乳化炸药氧化剂盐水溶液的制造以控制原材料投入量为基准，品质受原材料质量和计量控制水平的影响较大；现有的包装炸药混装过程炸药密度不可调；而且基质粘度受外界环境的影响较大，环境温度较低时输送非常困难，且属于高压输入。发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种低碳环保而且使用方便的低碳环保乳化炸药，以解决现有的乳化炸药炸药爆炸后产生炮烟大，适应性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种低碳环保乳化炸药，其由乳化基质经敏化液敏化而成，所述乳化基质是由氧化剂盐水溶液和油相经乳化作用而成，其组分和重量份配比如下，

氧化剂盐水溶液组分与配比为：

成分重量份

10 硝酸铵 80 - 85

硫脲 Q. 1 ~ 0. 2

水 15 - 20

油相组成为：石蜡油或机油、乳化剂，其重量比为（2. 5 ~ 3. 5) ： 1 ; 乳化基质组成为：氧化剂盐水溶液、油相，其重量比为（ 92 ~ 95 )： ( 5 ~ 8 ) ；

敏化液的组成为：亚硝酸钠、石充氰酸钠或碳酸氢钠、水，其重量比为（0. 9 ~ 1. 1) ： (0. 9 ~ 1. 1) ： (23 - 29)；

乳化炸药组成：乳化基质、敏化液，其重量比为（ 98 ~ 102 ) : ( 2. 8 ~ 3. 2 )。优选的，所述氧化剂盐水溶液组分与配比为：

成分重量份

硝酸铵 80 - 85

硫脲 0. 1 ~ 0. 2 乙酸 0.1 ~ 0.2

碳酸钠 0.01 - 0.03

水 15 ~20。

可选的，所述乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐乳化剂中的一种或多种的组合或聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘 80的混合物，其中，所述聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘 80的重量比为 1: ( 0.01 -1 ) ₀

本发明所述的低碳环保乳化炸药的制备方法，包括如下步骤：

( 1 )氧化剂盐水溶液制备：将硝酸铵、硫脲、溶于水并加热至 80°C ~90 °C, 用 pH值调节剂将 pH 值调节至 3.5 ~ 4.0, 其溶液浊度 < 1NTU, 析晶点 69 °C ~71°C, 溶液制备结束后加入硅藻土吸附剂，经循环抽滤成为纯净的氧化剂盐水溶液备用；

(2)油相制备：将乳化剂、石蜡油或机油熔化混合均匀，温度为 70 °C ~ 80°C, 油相制备结束后经过滤备用；

( 3 )乳化基质制备：将氧化剂盐水溶液 92 ~ 95 重量份，油相 5 ~ 8重量份，经流量控制器加入乳化器，经乳化形成油包水型的乳化基质，基质温度 78°C ~ 90°C, 粘度为 14~26BU, 将乳化基质保温，使其在敏化时的温度高于 40°C；

(4)敏化液配制：将亚硝酸钠、硫氰酸钠或碳酸氢钠、水配制成比重为 1.041 ~ 1.061g/cm³ 的敏化溶液；

( 5 )装填敏化：乳化基质和敏化液按 ( 98 - 102 ) ： (2.8 - 3.2) 的重量比经散装乳化基质装填设备装入炮孔，经 15 ~ 20 分钟敏化成密度为 1.05 ~ 1.25g/cm³ 的炸药。

可选的，所述 pH值调节剂选自乙酸、碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾。本发明还提供了一种所述的氧化剂盐水溶液的制备装置，包括：

制备罐，其中设置有搅拌器；

粗滤罐，其中设置有粗滤网，粗滤网的上部空间通过第一管道连接到所述制备罐的底部开口；

精滤器，其内设置有至少一个精滤体，该精滤体的底部通过第二管道连接到所述粗滤罐中粗滤网的下部空间，并且精滤体的顶部通过第三管道与所述制备罐相通；

水罐，其通过第四管道与所述制备罐相通；

其中，所述第四管道中设置有第四三通阀，由该第四三通阀引出的第五管道连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间。

可选的，所述制备罐、粗滤罐、精滤器、管道各自独立地设置保温层。可选的，所述制备罐的顶部设置有进料口。

可选的，所述第三管道和 /或第四管道与所述制备罐的顶部或者罐壁上部连通。

可选的，所述第一管道中设置有第一三通阀，由该第一三通阀引出溶液出料口。

可选的，所述第一管道在第一三通阀的下游与所述第五管道汇合一起连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间。

可选的，所述粗滤罐底部设置有排污口。

可选的，所述第二管道上设置有管道泵，其用于驱动所述制备装置中工作液体循环。

可选的，所述精滤体中的填料是硅藻土。

可选的，所述的氧化剂盐水溶液的制备装置，还包括：

废水集中沉淀池，其设置于所述制备装置的水平面以下，并用于收集所述制备装置在生产过程中产生的废水；

回收水过滤器，其中设置有滤网，滤网的上部空间通过管道连接到所述废水集中沉淀池的液面以下；

回收水罐，所述回收水过滤器中滤网的下部空间通过管道可将回收水过滤器中经过滤的回收水注入到该回收水罐中，并且该回收水罐可将其中的回收水通过管道注入到制备罐中，

其中，所述第四管道中设置有第四三通阀，由该第四三通阀引出的第五管道连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间。本发明所提供的散装乳化基质可通过散装炸药自动装填设备装填，装填 5. 1 级危险货物等级的乳化基质，进入炮孔 15 ~ 20 分钟后才成为炸药，解决了本质安全化的问题；炸药密度可根据敏化液浓度和加入量调整，可根据岩石条件的不同调节炸药密度；实现耦合装药，节省穿孔成本；能有效排出炮孔内积水，保证爆破质量；不但节省了包装材料，相对减少了二氧化碳排放；而且配方筒单，有效减少了有毒气体产生；另外，氧化剂盐制备技术比较成熟，以控制水溶液中析晶点、 pH 值、浑浊度、温度为指标，控制终端品质，最大程度的达到实际的零氧平衡反应，减少有毒有害气体排放，有毒气体含量检测为 20 L/ kg 左右，达到低碳环保的目的；由于控制了基质粘度，输送畅通，装药施工不受影响。附图说明

图 1 是本发明实施例 5氧化剂盐水溶液的制备装置及粗滤精滤装置的一个实施方案的示意图。

图 2是本发明实施例 5氧化剂盐水溶液的配制方法的一个实施方案的流程示意图。

图 3 是本发明实施例 6氧化剂盐水溶液的制备装置的一个实施方案的示意图。

图 4本发明实施例 6的氧化剂盐水溶液的配制方法的一个实施方案的局部流程示意图

图 5是本发明实施例 6的氧化剂盐水溶液的配制方法的一个实施方案的局部流程示意图。具体实施方式

实施例 1

将硝酸铵 72kg , 硫脲 0. 2 kg , 乙酸 0. lkg , 碳酸钠 0. 03kg , 水 19. 67kg 在 80 °C混合配置成氧化剂水溶液，用氢氧化钠和乙酸将 pH值调节至 3. 5 , 测得其析晶点为 71°C, 溶液浊度为 0.9NTU, 溶液中加入硅藻土吸附剂，经粗滤器、精滤器抽滤 30分钟成为纯净的氧化剂盐水溶液备用；将 2.3kg的 LZ2820 乳化剂， 5.7kg的石蜡油在 70°C熔化混合均匀，制得油相；将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中经乳化形成油包水型的乳化基质，保持温度为 78°C, 测得其粘度为 25BU; 将亚硝酸钠 0.09 kg、硫氰酸钠 0.11 kg、水 2.6 kg 配置成敏化液；将上述乳化基质和敏化剂经散装乳化基质装填设备混合得到散装乳化炸药。

根据工业炸药爆炸后有毒气体含量的测定（GB 18098-2000, 以下实施例相同），试验测得其有毒气体排放量为 20L/ kg。

根据 GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速 4868m/ s。实施例 2

将硝酸铵 75kg、硫脲 Q. lkg,水 17.9kg在 86 °C混合配置成氧化剂水溶液，用碳酸钠和乙酸将 pH 值调节至 3.8, 测得其析晶点为 71°C, 溶液浊度为 0.8NTU, 溶液中加入硅藻土吸附剂，经粗滤器、精滤器抽滤 30分钟成为纯净的氧化剂盐水溶液备用；将 1.2kg的 LZ2745乳化剂， 5.8kg的机油在 70°C熔化混合均勾，制得油相；将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中经乳化形成油包水型的乳化基质，保持温度为 78°C, 测得其粘度为 23BU; 将亚硝酸钠 0.10 kg、碳酸氢钠 0.11 kg、水 2.7 kg配置成敏化液；将上述乳化基质和敏化剂混合得到散装乳化炸药。

试验测得其有毒气体排放量为 19L/ kg。

根据 GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速 4926m/ s。实施例 3

将硝酸铵 80kg、硫脲 0.1 kg、乙酸 0.2kg、碳酸钠 0.01kg水 14.69kg在

90°C混合配置成氧化剂水溶液，用氢氧化钠和乙酸将 pH值调节至 4.0, 测得其析晶点为 70°C, 溶液浊度为 0.8NTU, 溶液中加入硅藻土吸附剂，经粗滤器、精滤器抽滤 30 分钟成为纯净的氧化剂盐水溶液备用；将 LZ2731 乳化剂和 LZ2721乳化剂各 0.55kg, 石蜡油 3.9kg在 80°C熔化混合均匀，制得油相；将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中经乳化形成油包水型的乳化基质，保持温度为 90°C, 测得其粘度为 15BU; 将亚硝酸钠 0.11 kg、硫氰酸钠 0.09 kg, 水 3.0kg配置成敏化液；将上述乳化基质和敏化剂混合得到散装乳化炸药。

试验测得其有毒气体排放量为 22L/ kg。

根据 GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速 4736m/s。实施例 4

将硝酸铵 79.9kg、硫脲 0.122 kg, 水 14.1 kg, 在 80°C混合均匀后，用氢氧化钠和乙酸将 pH 值调节至 3.5, 测得其析晶点为 70°C, 溶液浊度为 0.8NTU, 往溶液中加入硅藻土吸附剂，经粗滤器、精滤器总共抽滤 30分钟成为纯净的氧化剂盐水溶液备用；将 0.89kg的 LZ2820聚异丁烯丁二酸酐乳化剂， 0.89kg的司盘 80, 6.22kg的石蜡油在 70°C熔化混合均匀，制得油相，备用；将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中于 8 (TC条件下经乳化形成油包水型的乳化基质，经测定，粘度为 15BU;将亚硝酸钠 0.09kg,碳酸氢钠 0.09 kg、水 2.62 kg配置成敏化液；将上述乳化基质和敏化液经乳化炸药现场混装设备装入炮孔，在温度 40°C条件下经 15分钟敏化，得到乳化炸药，经测定（国标 GB/18095 - 2000,以下实施例采用与本实施例相同的测定方法），密度为 1.1 g/cm³。

经测定，本实施例中的乳化基质，输入压力为 0.4Mpa时采用柱塞泵可正常输送，在输送管直径为 19匪时可输送距离长达 50m。

根据 GB/T13228 - 1991工业炸药爆速测定方法，试验测得的本实施例中的炸药爆速为 4800m/s。

本发明实施例提供的技术方案具有如下一种或多种优点：

( 1 )本发明实施例中乳化基质粘度低，在 78 - 90°C时，仅为 14- 20 BU, 粘度比现有的乳化基质大大降低，此乳化基质在保证了炸药性能的同时，用柱塞泵或螺杆泵输送时，输入压力仅为 0.4Mpa时就可以正常输送，解决了乳化炸药的泵送问题，方便了炸药的输送。

(2) 由于粘度较低粘，乳化基质输送管可以采用小管径，输送管管内径在仅有 19匪时就可以正常输送。

( 3)由于粘度低，输送距离增大，输送距离可达 50米，最远有效安全距离 60米。

(4) 另外本发明的可泵送的乳化基质还具有原料筒单，如油相材料仅为三种或四种，含水适中（约为 17% ), 粘度在常温下变化范围小的优点。

(5 )在油相的油份中使用植物油，使得制得的乳化基质即使在温度较低时也不易凝固，粘度较低，方便泵送。

在上述实施例中，若没有特别说明，氧化剂盐水溶液、油相的制备所使用的溶化罐、过滤器、乳化器、计量仪器等设备为本技术领域内的通用设备，且采用本技术领域内的常规操作参数；所使用的石蜡油和机油等物料需符合常用的国家标准。实施例 5

图 1 描绘了本发明提供的氧化剂盐水溶液的制备装置的一个实施方案的示意图。如图 1所示，氧化剂盐水溶液的制备装置其包括：

制备罐 11, 其中设置有搅拌器 111;

粗滤罐 12, 其中设置有粗滤网 121, 粗滤网的上部空间 122通过第一管道 181连接到所述制备罐 11的底部开口 112;

精滤器 13, 其内设置有至少一个精滤体 131, 该精滤体的底部通过第二管道 182连接到所述粗滤罐中粗滤网的下部空间 123, 并且精滤体的顶部通过第三管道 183与所述制备罐 11相通；和

水罐 14, 其通过第四管道 184与所述制备罐 11相通。

本实施例中，所述第四管道 184中设置有第四三通阀 1841, 由该第四三通阀 1841 引出的第五管道 185连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间 122。第五管道 185的设置有利于系统操作特别是它们在清洗系统各部件时使用，然而本领域技术人员理解不使用第五管道 185 亦可以实现本发明制备装置各部件的清洗。

制备装置可选的，所述制备罐 11的罐体包括加热层 113。即人们通常所说的加热夹套，加热介质为热水在该夹套中循环并使制备罐内的液体加热。在一个实施方案中，制备罐、粗滤罐、精滤器、和各种输送管道各自独立地设置了类似于制备罐 11的罐体包括加热层 13的保温层或者其它类型的保温层。

制备装置可选的，所述制备罐 11中设置的搅拌器 111由防爆电机 114驱动。

制备装置可选的，所述制备罐 11的顶部设置有进料口 115。物料例如硝酸铵、硝酸钠等可以经该进料口 115加入到制备罐 11中。

可选的，述第三管道 183和 /或第四管道 184与所述制备罐 11的顶部或者罐壁上部连通。

可选的，所述第一管道 181 中设置有第一三通阀 1811 , 由该第一三通阀

1811引出溶液出料口 1812。

可选的，所述第一管道 181在第一三通阀 1811的下游与所述第五管道 85 汇合一起连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间 122。

可选的，所述粗滤网 121是能够截留已经吸附杂质硅藻土的滤网。

可选的，所述粗滤罐 12顶部设置有紧固法兰手柄 124。该紧固法兰手柄

124可以使该粗滤罐 12开启或密封，从而在工作状态使整个粗滤罐 12密封，而工作完成之后可以打开该紧固法兰手柄 124 , 并可以对粗滤网 121和 /或粗滤罐 12进行清理或清洗。

可选的，其中所述粗滤罐 12底部设置有排污口 125。在工作完成之后沉积在粗滤罐 12底部的污物可从该排污口 125排出。

可选的，其中所述第二管道 182上设置有管道泵 1821。管道泵 1821可以驱动本发明制备装置中工作液体循环。可选的，其中所述精滤体 131中的填料是硅藻土。本领域技术人员理解，所述精滤体 131的两端可以设置微孔垫片（图中未示出），该微孔垫片可以让溶液通过但不能使硅藻土颗粒通过。当所述精滤体 131有两个或两个以上时，它们可以是以并联或者是串联的方式组合；与并联组合相比，串联组合将有助于获得除杂效果更好的氧化剂盐水溶液，但过滤速度较慢。

可选的，为了操作上的方便，还可以在各管道中设置阀门，例如可以在第一管道 181与第五管道 185汇合点前、后各自独立地设置阀门；又例如还可以在管道泵 1821的上游或下游设置阀门。这些阀门的设置有助于使整个操作工艺连续进行并且在出现故障时便于中止操作。

可选的，所述粗滤网 121 可以是水平设置于所述粗滤器中，由此将粗滤器的内部空间分开成上、下两部分，即上部空间 122和下部空间 123。本领域技术人员理解，粗滤网 121可以是垂直设置于所述粗滤器中，由此将粗滤器的内部空间分开成液料的上游、下游两部分，该上游和下游两部分可以分别称为上部空间 122和下部空间 123。就本发明而言，粗滤网 121水平设置是可选的。

可选的，其中精滤器 13和水罐 14二者可以各自独立地在其底部设置排污口，例如类似于粗滤罐 12底部的排污口 125 , 以便工艺操作或清理。

图 2描绘了本发明氧化剂盐水溶液的配制方法的一个实施方案的流程示意图。如图 2所示，所述配制方法包括以下步骤：

(i)由进料口 115向制备罐 11 中加入计算量的、破碎的氧化剂，以及从水罐 14经由第四管道 184向制备罐 11中加入计算量的水，在 85-102 °C (优选

85-95 °C)加热下搅拌使物料溶解，测定 pH值和析晶点，必要时调整至 pH值和析晶点合格；

(i i)向制备罐 11中加入硅藻土，继续搅拌；

(i i i)使制备罐 11中的物料经第一管道 181进入粗滤罐 12中的粗滤网的上部空间 122 , 在管道泵 1821抽滤作用下物料通过粗滤网 121进入粗滤网的下部空间 123 , 物料进一步经由第二管道 182前行到精滤器 3;

(iv)物料经精滤器 13的精滤体 131过滤作用，进入第三管道 183 , 并进一步进入制备罐 11 ;

(V)任选地，使步骤（i i i )和（i v)循环，直至溶液的浑浊度符合规定； (v i)开启第一三通阀 1811 , 使处理合格的氧化剂盐水溶液导入溶液出料口 1812 , 完成配制工序。

本发明所得合格的氧化剂盐水溶液可以直接用于后续乳化工序或者导入氧化剂盐水溶液备用罐用于后续乳化工序。

可选的，在步骤（i)之前和 /或在步骤（vi)之后，还包括对制备装置进行清洗的步骤。这些清洗步骤可以使用到管路中的阀门及其它相关部件，例如在清洗过程中可以开启第四三通阀 1841使水罐 14中的水直接引入粗滤器中；又例如可以打开粗滤器 12的紧固法兰手柄 124 , 以对粗滤网 121和粗滤器 12进行清洗。

可选的，在步骤（V)的循环过程中，如果粗滤罐中粗滤网的下部空间 123 有明显的沉积物，则可在操作过程中通过排污口 125将该沉积物排出。由此，第二管道 182从粗滤罐中粗滤网的下部空间 123引出，引出口优选不是设置在粗滤器的底部，而排污口 125则优选设置在粗滤器的底部的最底部。

同时在精滤器底部也设计排污口，便于清除底部沉积物及清洗污水。可选的，可通过本发明第一方面所述制备装置的任一实施方案来执行，换言之，本发明第一方面任一实施方案均可适用于本发明第二方面的配制方法 (本领域技术人员理解可以对第一方面的这些实施方案进行适当调整以适应第二方面的方法）。

可选的，所述氧化剂盐水溶液含有的主要原材料是硝酸铵、硝酸钠等硝酸盐氧化剂，它们易溶于水，通常而言具有腐蚀性。

可选的，在氧化剂盐水溶液制造过程中，进行杂质吸附、粗滤、精滤、循环抽滤，可以有效地达到纯化的目的。

可选的，氧化剂盐水溶液的最终质量指标可通过检测浑浊度、 pH值、析晶点、温度来衡量所得氧化剂盐水溶液的品质。

可选的，浑浊度是衡量氧化剂盐水溶液质量的最主要的指标，经粗滤精滤后检测浑浊度，过高，继续抽滤，直至合格。根据本发明，氧化剂盐水溶液经粗滤精滤后测量浑浊度，最终得到的氧化剂盐水溶液优选浑浊度小于 3 NTU, 更优选小于 2 NTU, 更优选小于 1 NTU;

可选的，硅藻土必须是符合国标的产品，精滤器中加入的硅藻土需定期更换，一般 30个批次更换会有助于氧化剂盐水溶液的配制。

在本发明的一个实施方案中，基本工艺过程是：在氧化剂盐水溶液制备罐中加入经计量的水，硝酸铵、硝酸钠等氧化剂盐经计量破碎后加入到制备罐中，利用循环热水加热至规定的温度，通常是 85-102摄氏度之间，测量温度，测量调节 PH值，检测析晶点，合格时加入硅藻土搅拌吸附，通过抽滤的方式，经粗滤器、精滤器过滤，循环 30分钟，检测浑浊度，浑浊度合格时，停止抽滤，泵送至批次罐备用。

可选的，向制备罐 11加入硅藻土的量是本领域技术人员根据已有知识容易确定的，例如硅藻土的制备罐 11 中液料量的 0. 1 -0. 5% (w/ V) , 优选 0. 1-0. 4% (w/v) , 优选 0. 1-0. 3% (w/v) ₀ 根据本申请案的装置和方法，其中可用的工艺控制参数例如包括 PH值 3. 5-4. 0、溶液浊度 < 1NTU、和 /或析晶点 69 °C -71 °C , 在这些参数范围内为可选的水溶液。

可选的，各三通阀可以是电子换向模式的三通阀，在本发明中亦可称为电子换向阀。

可选的，所述制备装置中制备罐、过滤器及输料管路等部件各自独立地设置有热水保温层（即加热介质夹层）。

可选的，在日工作结束后，制备罐中制成氧化剂盐水溶液已经转移至储备罐或已经使用完毕，切换水罐的电子换向阀，用清水沖洗管道，将清洗水排入制备罐。

可选的，管道清洗结束后，打开粗滤器法兰盖，清除过滤出的杂质；打开精滤器法兰盖，查看是否正常，并定期更换精滤装置。实施例 6 参见图 3,其中描绘了根据本发明的氧化剂盐水溶液的制备装置的一个实施方案的示意图。本发明氧化剂盐水溶液的制备装置包括：

制备罐 1, 其中设置有搅拌器 11;

粗滤罐 2, 其中设置有粗滤网 21, 粗滤网的上部空间 22通过第一管道 81 连接到所述制备罐 1的底部开口 12;

精滤器 3, 其内设置有至少一个精滤体 31, 该精滤体的底部通过第二管道 82连接到所述粗滤罐中粗滤网的下部空间 23, 并且精滤体的顶部通过第三管道 83与所述制备罐 1相通；

水罐 4, 其通过第四管道 84与所述制备罐 1相通；

废水集中沉淀池 7, 其设置于所述制备装置的水平面以下，并用于收集所述制备装置在生产过程中产生的废水（即所述废水集中沉淀池 7是设计在生产车间地面的低洼处，车间内地面向该低洼处倾斜设计）；

回收水过滤器 5, 其中设置有滤网 51, 滤网的上部空间 52通过管道 72 连接到所述废水集中沉淀池的液面以下；和

回收水罐 6,所述回收水过滤器 5中滤网的下部空间 53通过管道 54可将回收水过滤器 5中经过滤的回收水注入到该回收水罐 6中，并且该回收水罐 6 可将其中的回收水通过管道 61注入到制备罐 1中。

制备装置本实施例中，其中所述第四管道 84中设置有第四三通阀 841, 由该第四三通阀 841引出的第五管道 85连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间 22。第五管道 85的设置有利于系统操作特别是它们在清洗系统各部件时非常有用，然而本领域技术人员理解不使用第五管道 85亦可以实现本发明制备装置各部件的清洗。

本实施例中，制备装置其中所述制备罐 1的罐体包括加热层 13。即人们通常所说的加热夹套，加热介质例如热水在该夹套中循环并使制备罐内的液体加热。在一个实施方案中，制备罐、粗滤罐、精滤器、和各种输送管道各自独立地设置了类似于制备罐 1的罐体包括加热层 13的保温层或者其它类型的保温层。本实施例中，制备装置其中所述制备罐 1中设置的搅拌器 1 1由防爆电机 14驱动。

本实施例中，制备装置其中所述制备罐 1的顶部设置有进料口 15。物料例如硝酸铵、硝酸钠等可以经该进料口 15加入到制备罐 1中。

本实施例中，制备装置其中所述第三管道 83和 /或第四管道 84与所述制备罐 1的顶部或者罐壁上部连通。

本实施例中，制备装置其中所述第一管道 81 中设置有第一三通阀 81 1 , 由该第一三通阀 811引出溶液出料口 812。

本实施例中，制备装置其中所述第一管道 81在第一三通阀 811的下游与所述第五管道 85汇合一起连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间 22。

本实施例中，制备装置其中所述粗滤网 21是能够截留硅藻土的滤网。本实施例中，制备装置其中所述粗滤罐 2顶部设置有紧固法兰手柄 24。该紧固法兰手柄 24可以使该粗滤罐 2开启或密封，从而在工作状态使整个粗滤罐 2密封，而工作完成之后可以打开该紧固法兰手柄 24 , 并可以对粗滤网 21和 /或粗滤罐 2进行清洗。

本实施例中，制备装置其中所述粗滤罐 2底部设置有排污口 25。在工作完成之后沉积在粗滤罐 2底部的污物可从该排污口 25排出。

本实施例中，制备装置其中所述第二管道 82上设置有管道泵 821。管道泵 821可以驱动本发明制备装置中工作液体循环。

本实施例中，制备装置其中所述精滤体 31中的填料是硅藻土。本领域技术人员理解，所述精滤体 31的两端可以设置微孔垫片（图中未示出），该微孔垫片可以让溶液通过但不能使硅藻土颗粒通过。当所述精滤体 31有两个或两个以上时，它们可以是以并联或者是串联的方式组合；与并联组合相比，串联组合将有助于获得除杂效果更好的氧化剂盐水溶液，但过滤速度较慢。

本实施例中，制备装置为了操作上的方便，还可以在各管道中设置阀门，例如可以在第一管道 81与第五管道 85汇合点前、后各自独立地设置阀门；又例如还可以在管道泵 821的上游或下游设置阀门。这些阀门的设置有助于使整个操作工艺连续进行并且在出现故障时便于中止操作。

本实施例中，制备装置所述粗滤网 21可以是水平设置于所述粗滤器中，由此将粗滤器的内部空间分开成上、下两部分，即上部空间 22和下部空间 23。本领域技术人员理解，粗滤网 21可以是垂直设置于所述粗滤器中，由此将粗滤器的内部空间分开成液料的上游、下游两部分，该上游和下游两部分可以分别称为上部空间 22和下部空间 23。就本发明而言，粗滤网 21水平设置是可选的。

本实施例中，制备装置所述废水集中沉淀池 7设置于本发明整个制备装置（包括但不限于制备罐 1、粗滤罐 2、精滤器 3、水罐 4、回收水过滤器 5、和回收水罐 6 , 以及所有管道系统）的水平面以下，并用于收集所述制备装置在生产过程中产生的废水（这些废水中包含不希望向环境中排放的可以回收利用的氧化剂盐）。由此，不论是生产过程中遗落的物料 (这些物料中包含不希望向环境中排放的可以回收利用的氧化剂盐），还是为清洗设备或地面而产生的废水（这些废水中包含不希望向环境中排放的可以回收利用的氧化剂盐），均可通过该废水集中沉淀池 7收集起来。

本实施例中，制备装置其中连接回收水过滤器 5中滤网的下部空间 53与回收水罐 6的管道 54中可设置回收水管道泵 55。通过该回收水管道泵 55的抽吸作用，可以将回收水过滤器 5中滤网的下部空间 53抽成真空，继而使废水集中沉淀池 7中的废水通过管道 72抽入回收水过滤器 5中滤网的上部空间 52 , 通过滤网 51并最终达到回收水罐 6。

本实施例中，制备装置其中连通回收水过滤器中滤网的上部空间 52与废水集中沉淀池 7之间的管道 72 ,在该管道 72的下端部设置有一粗滤网 71。该粗滤网可以避免废水集中沉淀池 Ί吸入回收水过滤器 5。

本实施例中，制备装置其中回收水过滤器 5中滤网的下部空间 53的底部设置有一开口，该开口通过可开启 /闭合（例如通过阀门控制）的回收水过滤器排污管 73连通到废水集中沉淀池 7。由此，在回收水过滤器 5 中滤网的下部空间 53沉积的沉淀物（如果存在的话）可以通过该出口排出。本实施例中，制备装置其中精滤器 3、水罐 4和回收水罐 6三者可以各自独立地在其底部设置排污口，例如类似于粗滤罐 2底部的排污口 25 , 以便工艺操作或清理。

再参见图 4和图 5 ,其中描绘了根据本发明第二方面氧化剂盐水溶液的配制方法的一个实施方案的流程示意图，图 4主要描绘了使用本发明装置和方法进行粗滤 /精滤除杂质的一部分过程，图 5主要描绘了使用本发明装置和方法回收氧化剂盐并减少氧化剂盐排放的一部分过程。图 5所示过程得到的回收液经测定其中的氧化剂盐含量后，可以经计算加入到图 4所示配制流程中，作为添加有氧化剂盐的制备溶剂，由此可以减少单独使用图 4所示流程配制本发明氧化剂盐水溶液中所用的硝酸铵、硝酸钠等原材料。

在一个实施方案中，所述配制方法包括以下步骤：

(i)由进料口 15向制备罐 1 中加入计算量的、破碎的氧化剂；从水罐 4 经由第四管道 84向制备罐 1中加入计算量的水，和 /或从回收水罐 6经由管道 61向制备罐 1 中加入计算量的回收盐和水，使得制备罐 1 中的物料达到需要的浓度；在 85-102 °C (优选 85-95 °C)加热下搅拌使物料溶解，测定 pH值和析晶点，必要时调整至 pH值和析晶点合格；

(i i)向制备罐 1中加入硅藻土，继续搅拌；

(i i i)使制备罐 1 中的物料经第一管道 81进入粗滤罐 2中的粗滤网的上部空间 22 , 在管道泵 821抽滤作用下物料通过粗滤网 21进入粗滤网的下部空间 23 , 物料进一步经由第二管道 82前行到精滤器 3;

(iv)物料经精滤器 3的精滤体 31过滤作用，进入第三管道 83 , 并进一步进入制备罐 1 ;

(V)任选地，使步骤（i i i )和（i v)循环，直至溶液的浑浊度符合规定； (v i)开启第一三通阀 811 ,使处理合格的氧化剂盐水溶液导入溶液出料口 812 , 完成配制工序，

其中，所述回收水罐 6 中的回收盐和水是通过设置于制备装置的水平面以下的废水集中沉淀池 7收集并经回收水过滤器 5过滤处理得到的。本发明所得合格的氧化剂盐水溶液可以直接用于后续乳化工序或者用适宜容器暂存后用于后续乳化工序。

根据本发明第二方面的配制方法，其中在步骤（i)中，制备用水可以是水罐 4中的纯水，还可以是回收水罐 6中含有氧化剂盐的回收水，亦可以是二者的混合物。在使用回收水时，可以先对回收水中各种氧化剂盐的种类和含量进行测定，并在制备投料时扣减这些存在于回收水中的氧化剂盐。

本实施例中，其中在步骤（i)之前和 /或在步骤（v i)之后，还包括对制备装置进行清洗的步骤。这些清洗步骤可以使用到管路中的阀门及其它相关部件，例如在清洗过程中可以开启第四三通阀 841使水罐 4中的水直接引入粗滤器中；又例如可以打开粗滤器 2的紧固法兰手柄 24 , 以对粗滤网 21和粗滤器 2进行清洗。

本实施例中，在步骤（V)的循环过程中，如果粗滤罐中粗滤网的下部空间 23有明显的沉积物，则可在操作过程中通过排污口 25将该沉积物排出。由此，第二管道 82从粗滤罐中粗滤网的下部空间 23引出，引出口优选不是设置在粗滤器的底部，而排污口 25则优选设置在粗滤器的底部的最底部。

本实施例中，通过废水集中沉淀池 7 收集所述制备装置在生产过程中产生的废水（这些废水中包含不希望向环境中排放的可以回收利用的氧化剂盐）。由此，不论是生产过程中遗落的物料（这些物料中包含不希望向环境中排放的可以回收利用的氧化剂盐），还是为清洗设备或地面而产生的废水（这些废水中包含不希望向环境中排放的可以回收利用的氧化剂盐），均可通过该废水集中沉淀池 7收集起来。

本实施例中，在连接回收水过滤器 5中滤网的下部空间 53与回收水罐 6 的管道 54中设置了回收水管道泵 55。通过该回收水管道泵 55的抽吸作用，可以将回收水过滤器 5中滤网的下部空间 53抽成真空，继而使废水集中沉淀池 7中的废水通过管道 72抽入回收水过滤器 5中滤网的上部空间 52 , 通过滤网 51并最终达到回收水罐 6。

本实施例中，其中连通回收水过滤器中滤网的上部空间 52与废水集中沉淀池 7之间的管道 72 ,在该管道 72的下端部设置有一粗滤网 71。废水集中沉淀池 7中的废水在进入回收水过滤器 5前经过该粗滤网 71作了预先过滤，从而可以减轻回收水过滤器 5的工作负荷。

本实施例中，其中回收水过滤器 5中滤网的下部空间 5 3的底部设置有一开口，该开口通过可开启 /闭合（例如通过阀门控制）的回收水过滤器排污管 73 连通到废水集中沉淀池 7。由此，在需要的时候，通过该出口可以将回收水过滤器底部沉积的沉淀物排出。

本实施例中，其可通过本发明第一方面所述制备装置的任一实施方案来执行，换言之，本发明第一方面任一实施方案均可适用于本发明第二方面的配制方法（本领域技术人员理解可以对第一方面的这些实施方案进行适当调整以适应第二方面的方法）。

总体上讲，本发明所要解决的问题是将生产过程中所有的废水集中起来，通过净化处理，去除可见杂质，集中在计量水罐中，作为氧化剂盐水溶液制造时的水溶剂，回收利用。本领域技术人员知晓，由于回收利用的水中含有或多或少的氧化剂盐，按照配方投料必然造成成分比例差距，使得氧化剂盐水溶液质量不均衡，最终影响炸药品质，通过控制过程参数，控制终端品质。在杂质的混入、原材料的变化、水分含量的大小等方面的变化都可能直接影响配比，造成配比失衡。本发明期望对氧化剂盐水溶液制造过程进行杂质吸附、粗滤、精滤，以达到纯度的目的。本发明的另一个目的是通过控制氧化剂盐水溶液制造过程中的 pH值、析晶点、温度、浑浊度来稳定水溶液的恒定品质。

本实施例中，所述氧化剂盐水溶液含有的主要原材料是硝酸铵、硝酸钠等硝酸盐氧化剂，它们易溶于水，通常而言具有腐蚀性。

本实施例中，在氧化剂盐水溶液制造过程中，进行杂质吸附、粗滤、精滤、循环抽滤，可以有效地达到纯化的目的。

本实施例中，氧化剂盐水溶液的最终质量指标可通过检测浑浊度、 pH值、析晶点甚至温度来衡量所得氧化剂盐水溶液的品质。

本实施例中，浑浊度是衡量氧化剂盐水溶液质量的最主要的指标，经粗滤精滤后检测浑浊度，过高，继续抽滤，直至合格。根据本发明，氧化剂盐水溶液经粗滤精滤后测量浑浊度，最终得到的氧化剂盐水溶液优选浑浊度小于 3 NTU, 更优选小于 2 NTU, 更优选小于 1 NTU;

本实施例中，硅藻土必须是符合国标的产品，精滤器中加入的硅藻土需定期更换，一般 30个批次更换会有助于氧化剂盐水溶液的配制。

本实施例中，基本工艺过程是：在氧化剂盐水溶液制备罐中加入经计量的水，硝酸铵、硝酸钠等氧化剂盐经计量破碎后加入到制备罐中，利用循环热水加热至规定的温度，通常是 85-102 摄氏度之间，测量温度，测量调节 PH 值，检测析晶点，合格时加入硅藻土通过抽滤的方式，经粗滤器、精滤器过滤，循环 30分钟，检测浑浊度，浑浊度合格时，停止抽滤，泵送至批次罐备用。

本实施例中，向制备罐 1 加入硅藻土的量是本领域技术人员根据已有知识容易确定的，例如硅藻土的制备罐 1 中液料量的 0. 1-0. 5% (w/v) , 优选 0. 1-0. 4% (w/v) , 优选 0. 1-0. 3% (w/v) 。

本实施例中，各三通阀可以是电子换向模式的三通阀，在本发明中亦可称为电子换向阀。

本实施例中，所述制备装置中制备罐、过滤器及输料管路等部件各自独立地设置有热水保温层（即加热介质夹层）。

本实施例中，在日工作结束后，制备罐中制成氧化剂盐水溶液已经转移至储备罐或已经使用完毕，切换水罐的电子换向阀，用清水沖洗管道，将清洗水排入制备罐。

本实施例中，管道清洗结束后，打开粗滤器法兰盖，清除过滤出的杂质；打开精滤器法兰盖，查看是否正常，并定期更换精滤装置。

本实施例中，能够对废水进行回收利用，同时回收废水中含有的硝酸铵等有用成分。

本实施例中，所有产生的废水自然留到回收池，进行初级沉淀，初级过滤，用水泵经一级过滤（必要时经二级过滤）泵送到回收水罐中，对回收水罐的废水按批次加入到制备罐中，以此做为溶剂，按工艺要求加入硝酸铵、硝酸钠等氧化剂盐，加热溶解，达到某温度时进行 pH值、浑浊度、温度、析晶点测定，通过酸或碱的调试剂调节标准指标，达到标准要求为准。

本实施例中，厂房的工艺布置需要在厂房的最低平面水平位置设计低凹的积水槽（即本发明的废水集中沉淀池），使所有生产过程中产生的工业废水全部集中到积水槽内。

本实施例中，可以测试析晶点。在一个实施方案中，测量析晶点，根据经验，析晶点每低于标准 1度，相当于每吨溶液多加 3. 3kg水，根据总溶液吨数和需调整的析晶点度数计算出多加的水量，再按配方计算出需补加的硝酸铵的量。每高于标准一度，按每吨溶液中加入约 3 kg水，可以降低析晶点 1度。

本实施例中，可以测试 pH值测试。在一个实施方案中，测量 pH值，若大于 4. 0则可加入醋酸，若小于 3. 5 则可加入碳酸钠；每吨溶液中加入 10g 碳酸钠， pH值可以提高 0. 01个单位；每吨溶液中加入 0. 1kg 乙酸， p H值可以降低 0. 1个单位。根据本申请案的装置和方法，其中可用的工艺控制参数例如包括 PH值 3. 5-4. 0、溶液浊度 < 1NTU、和 /或析晶点 69 °C _7 rC , 在这些参数范围内为可选的水溶液。

本发明解决了氧化剂盐水溶液制造过程产生的废水回收利用问题，同时对废水中含有的硝酸盐等有效物质回收利用，通过对过程控制中工艺参数的统一控制，保证了氧化剂盐水溶液的质量均衡。

Claims

权利要求书

1. 一种低碳环保乳化炸药，其特征在于，由乳化基质经敏化液敏化而成, 所述的乳化基质是由氧化剂盐水溶液和油相经乳化作用而成，其组分和重量份配比如下，氧化剂盐水溶液组分与配比为：

成分重量份

硝酸铵 80 ~ 85

硫脲 0.1-0.2

水 15 ~ 20

油相组成为：石蜡油或机油、乳化剂，其重量比为（2.5 ~ 3.5) ： 1;

敏化液的组成为：亚硝酸钠、硫氰酸钠或碳酸氢钠、水，其重量比为（0.9 ~ 1.1) ： (0.9-1.1) ： (23~29)。

2. 如权利要求 1 所述的低碳环保乳化炸药，其特征在于，所述氧化剂盐水溶液组分与配比为：

成分重量份

硝酸铵 80 ~ 85

硫脲 0.1-0.2

乙酸 0.1-0.2

碳酸 ] 0.01 ~ 0.03

水 15~20。

3. 如权利要求 1 或 2 所述的低碳环保乳化炸药，其特征在于，所述乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐乳化剂中的一种或多种的组合或者是聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘 80的混合物，其中，所述聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘 80 的重量比为 1: (0.01-1 ) 。

4. 一种如权利要求 1-3中任一项所述的低碳环保乳化炸药的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

( 1)氧化剂盐水溶液制备：将硝酸铵、硫脲、溶于水并加热至 80°C ~90 °C , 用 pH 值调节剂将 pH 值调节至 3.5 ~ 4.0, 其溶液浊度 < 1NTU, 析晶点 69 °C ~ 71 °C , 溶液制备结束后加入硅藻土吸附剂，经循环抽滤成为纯净的氧化剂盐水溶液备用；

( 2 )油相制备：将乳化剂、石蜡油或机油熔化混合均匀，温度为 70 °C ~ 80°C , 油相制备结束后经过滤备用；

( 3 )乳化基质制备：将氧化剂盐水溶液 92 ~ 95 重量份，油相 5 ~ 8重量份，经流量控制器加入乳化器，经乳化形成油包水型的乳化基质，基质温度 78°C ~ 90 °C , 粘度为 14 ~ 26BU, 将乳化基质保温，使其在敏化时的温度高于 40°C；

( 4 )敏化液配制：将亚硝酸钠、硫氰酸钠或碳酸氢钠、水配制成比重为 1.041 ~ 1.061 g/cm³ 的敏化液；

( 5 )装填敏化：乳化基质和敏化液按 ( 98 - 102 ) ： ( 2.8 ~ 3.2 )的重量比经散装乳化基质装填设备装入炮孔，经 15 ~ 20 分钟敏化成密度为 1.05 ~ 1.25g/cm 的炸药。

5. 如权利要求 4所述的低碳环保乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述 pH 值调节剂选自乙酸、碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾。

6. 一种氧化剂盐水溶液的制备装置，其特征在于，包括：

制备罐，其中设置有搅拌器；

水罐，其通过第四管道与所述制备罐相通；

7. 根据权利要求 6 的氧化剂盐水溶液的制备装置，其特征在于，所述制备罐、粗滤罐、精滤器、管道各自独立地设置有保温层。

8. 根据权利要求 6或 7的氧化剂盐水溶液的制备装置，其特征在于，所述制备罐的顶部设置有进料口；所述第三管道和 /或第四管道与所述制备罐的顶部或者罐壁上部连通；所述第一管道中设置有第一三通阀，由该第一三通阀引出溶液出料口；所述第一管道在第一三通阀的下游与所述第五管道汇合一起连接到所述粗滤罐中粗滤网的上部空间；所述粗滤罐底部设置有排污口。

9. 根据权利要求 6-8 中任一项所述的氧化剂盐水溶液的制备装置，其特征在于，所述精滤体中的填料是硅藻土。

10. 根据权利要求 6-8中任一项所述的氧化剂盐水溶液的制备装置，其特征在于，还包括：