Промышленное гранулированное взрывчатое вещество и способ его получения

 

Изобретение относится к промышленным аммиачно-селитряным взрывчатым веществам (ВВ), типа граммонита, используемым для взрывных работ на открытых горных разработках, а также к технологиям их получения. Предлагаемое промышленное ВВ получают методом сухой грануляции суспензии расплава тротила и порошка аммиачной селитры марки ЖВ с последующим смешением полученных гранул с гидрофобной добавкой при следующем компонентном соотношении, мас.%: 27-43 аммиачной селитры марки ЖВ, 1,0-1,5 гидрофобной добавки, остальное тротил. Согласно изобретению полученное взрывчатое вещество обладает высокой водостойкостью. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам (ВВ), граммонитам, используемым для взрывных работ на открытых горных разработках.

Известны гранулированные промышленные ВВ, одно из которых граммонит марки 30/70 (ГОСТ 21988-76) содержит аммиачную селитру и тротил при следующем соотношении, мас.%: Аммиачная селитра - 25 - 35 Гранулотол - Остальное Граммонит марки 30/70 представляет механическую смесь гранулированной аммиачной селитры и гранулотола (гранулированного тротила). Основной недостаток его заключается в отсутствии водостойкости, что исключает использование данного промышленного ВВ в обводненных скважинах.

Из известных гранулированных промышленных ВВ наиболее близким к заявляемому является граммонит марки 30/70-В (ГОСТ 21988-76) - прототип, содержащий аммиачную селитру и тротил при следующем соотношении компонентов, мас. %: Селитра аммиачная - 26 - 34 Тротил - Остальное Граммонит марки 30/70-В выпускается в виде гранул произвольной формы, получаемых путем нанесения слоев тротила на гранулы селитры.

Основной недостаток этого промышленного ВВ - недостаточная водостойкость из-за неравномерного и неполного покрытия гранул селитры слоями тротила.

Известные способы получения граммонитов типа 30/70-В основаны, главным образом, на орошении гранул аммиачной селитры расплавом тротила с последующим его затвердеванием на поверхности гранул в аппаратах с пневмокипящим слоем (П. В. Классен и др. Гранулирование. М.: Химия, 1991, с. 170) или виброкипящим слоем (П.В. Классен. Гранулирование. М.: Химия, 1991, с. 158).

Граммонит 30/70-В получают также методом окатывания, основанным на нанесении слоев тротила на гранулы селитры в грануляторах барабанного типа. Гранулы селитры загружаются во вращающийся барабанный смеситель, где орошаются из форсунки или отверстий расплавом тротила (П.В. Классен и др. Гранулирование. М. Химия, 1991 г. стр. 154).

Однако в процессе изготовления граммонита 30/70-В этими способами не удается обеспечить полного и надежного покрытия гранул селитры тротилом из-за неудовлетворительной смачиваемости расплавом тротила селитры и, соответственно, слабой адгезии тротила к селитре, а также значительной фазовой усадки (13%) затвердевающего тротила. В результате этого часть поверхности гранул селитры обнажается и остается неизолированной от действия влаги и воды. Водостойкость таких гранул хуже нормы в 2 - 3 раза и более.

Неудовлетворительная водостойкость существующих гранулированных промышленных ВВ устраняется в заявляемой рецептуре промышленного ВВ, содержащих селитру, и способе его получения.

Заявляемое промышленное гранулированное ВВ содержит аммиачную селитру марки ЖВ, тротил и дополнительно гидрофобную добавку, например индустриальное масло или парафин, или стеараты металлов (железа, кальция, цинка) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Аммиачная селитра марки ЖВ - 27 - 43 Гидрофобная добавка - 1,0 - 1,5 Тротил - Остальное
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое промышленное гранулированное ВВ отличается новым соотношением известных компонентов и введением дополнительно гидрофобной добавки.

Основу заявляемого промышленного ВВ составляют тротил и аммиачная селитра марки ЖВ, которая содержит гидрофобные добавки - стеарат железа и парафин, которые являются также поверхностно-активными веществами (ПАВ) для селитры и тротила. Как ПАВ эти добавки улучшают смачиваемость расплавом тротила селитры. В результате этого уменьшается практически на порядок вязкость, увеличивается седиментационная устойчивость получаемой суспензии измельченной селитры в тротиле, что делает ее пригодной для транспортировки по продуктопроводам и для гранулирования в установках "сухой" грануляции.

Содержание аммиачной селитры марки ЖВ в указанных пределах обеспечивает получение легкольющейся суспензии, приемлемой для грануляции, с вязкостью 0,1 - 1,0 Па·с (1,0 - 10 Пуаз).

Введение гидрофобной добавки дополнительно улучшает водостойкость и сыпучесть готового промышленного ВВ.

Заявляемое промышленное гранулирование ВВ получают смешением порошка (измельченной) аммиачной селитры марки ЖВ с тротилом при нагревании до получения однородной суспензии с последующей грануляцией суспензии и смешением готовых гранул с гидрофобной добавкой.

Аммиачную селитру марки ЖВ предварительно измельчают до размера частиц менее 0,5 мм и сушат до влажности не более 0,2%, после чего смешивают с тротилом при нагревании до образования однородной суспензии, затем суспензию гранулируют методом "сухой" грануляции, а полученные гранулы смешивают с гидрофобной добавкой при T = 50 - 70^oC и охлаждают.

Способ приготовления реализуется с помощью установки сухой (капельной) грануляции. Принцип действия установки основан на накапывании суспензии измельченной селитры в тротиле на движущуюся металлическую поверхность (барабан или бесконечная лента), на которой капли затвердевают в виде гранул полусферической формы диаметром до 8 мм и высотой до 3 мм.

Заявляемый способ отличается от существующих совокупностью операций и режимами проведения отдельных операций.

Аммиачная селитра марки ЖВ измельчается до фракции частиц менее 0,5 мм и сушится до влажности не более 0,2%, что обеспечивает равномерное распределение селитры в расплаве тротила.

Смешение порошка аммиачной селитры с тротилом проводят при нагревании до образования однородной суспензии.

Для получения гранул применяют метод "сухой" грануляции, который основан на охлаждении капель расплава в воздушной среде на металлической поверхности в отличие от охлаждения капель суспензии (расплава) в воде при водной грануляции. (Поздняков З.Г. и др. Технология производства промышленных взрывчатых веществ. М.: ЦНИИНТИ, 1973, с. 208). Водным способом получают гранулотол, алюмотол и др. ВВ, компоненты которых не растворяются в воде. Аммиачно-селитряное ВВ получать водным способом нельзя из-за хорошей растворимости селитры в воде.

В полученных гранулах частицы аммиачной селитры изолированы от внешней среды затвердевшим тротилом. Однако при затвердевании в процессе фазовой усадки (13%) тротила в образующемся в вершине гранулы усадочном объеме обнажается до 4% селитры, что снижает водостойкость полученного граммонита.

Для защиты выступающих частиц аммиачной селитры полученные гранулы смешивают с гидрофобной добавкой, при температуре 50 - 70^oC, например, с парафином или стеаратами металлов. В результате этого водостойкость улучшается и получается в пределах нормы не более 5% по ГОСТ 21988.

Для экспериментальной проверки заявляемого промышленного ВВ были приготовлены составы граммонитов, водостойкость которых приведена в таблице в сравнении с прототипом.

Водостойкость заявляемого промышленного взрывчатого вещества, полученного "сухой" грануляцией смеси расплава тротила и селитры с предварительным смешением размельченной аммиачной селитры и последующей обработкой (смешением) полученных гранул гидрофобной добавкой, превышает водостойкость существующих граммонитов.

Формула изобретения

1. Промышленное гранулированное взрывчатое вещество, включающее аммиачную селитру и тротил, отличающееся тем, что оно содержит аммиачную селитру марки ЖВ и дополнительно гидрофобную добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Аммиачная селитра марки ЖВ - 27 - 43
Гидрофобная добавка - 1,0 - 1,5
Тротил - Остальное
2. Взрывчатое вещество по п.1, отличающееся тем, что оно содержит в качестве гидрофобной добавки масло индустриальное, или парафин, или стеараты металлов.

3. Способ получения гранулированного промышленного ВВ, предусматривающий подготовку компонентов, их смешивание и гранулирование, отличающийся тем, что предварительно измельчают аммиачную селитру до размера частиц менее 0,5 мм и сушат до влажности не более 0,2%, после чего смешивают с тротилом при нагревании до образования однородной суспензии и гранулируют методом сухой грануляции, а полученные гранулы смешивают с гидрофобной добавкой при 50 - 70^oC, затем охлаждают.

РИСУНКИ

Рисунок 1