RU2125032C1

RU2125032C1 - Industrial granular explosive and method of manufacturing same

Info

Publication number: RU2125032C1
Application number: RU97104223/02A
Authority: RU
Inventors: Н.К. Шалыгин; В.И. Калацей; В.А. Литвиненко; Н.В. Пугачева; В.П. Винников; В.П. Глинский
Original assignee: Красноармейский Научно-Исследовательский Институт Механизации
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: industrial ammonium nitrate explosives such as grammonite useful for explosive work on open-cut minings. SUBSTANCE: industrial explosive is prepared by method of dry granulation of molten trotyl suspension and ammonium nitrate powder followed by mixing the resulting granules with hydrophobic additive, the ratio of components being as follows (wt %): 27-43 ammonium nitrate; 1.0-1.5 hydrophobic additive; and the trotyl balance. The explosive has high water resistance. EFFECT: improved properties of the industrial explosive. 4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам (ВВ), граммонитам, используемым для взрывных работ на открытых горных разработках. The invention relates to industrial explosives (BB), grammonites used for blasting in open cast mining.

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.Granular industrial explosives are known, one of which is 30/70 grade grammonite (GOST 21988-76) containing ammonium nitrate and TNT in the following ratio, wt.%:
Ammonium nitrate - 25 - 35
Granulotol - Else
Grammonite grade 30/70 is a mechanical mixture of granular ammonium nitrate and granulotol (granulated TNT). Its main disadvantage is the lack of water resistance, which excludes the use of this industrial explosive in flooded wells.

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.Of the well-known granular industrial explosives, the closest to the claimed is grammonite grade 30/70-B (GOST 21988-76) - a prototype containing ammonium nitrate and TNT in the following ratio of components, wt. %:
Ammonium nitrate - 26 - 34
TNT - Else
Grammonite grade 30/70-B is available in the form of granules of arbitrary shape, obtained by applying layers of TNT on granules of nitrate.

Основной недостаток этого промышленного ВВ - недостаточная водостойкость из-за неравномерного и неполного покрытия гранул селитры слоями тротила. The main disadvantage of this industrial explosive is the lack of water resistance due to the uneven and incomplete coating of nitrate granules with TNT layers.

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). Known methods for producing grammonites of type 30/70-B are mainly based on irrigation of granules of ammonium nitrate with TNT melt and its subsequent hardening on the surface of granules in devices with an air-boiling layer (P.V. Klassen et al. Granulation. M .: Chemistry, 1991, p. 170) or a vibro-boiling layer (P.V. Klassen. Granulation. M: Chemistry, 1991, p. 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). Grammonite 30/70-B is also obtained by the pelletizing method, based on the deposition of TNT layers on nitrate granules in drum-type granulators. Nitrate pellets are loaded into a rotary drum mixer, where they are irrigated from a nozzle or holes with TNT melt (P.V. Klassen et al. Granulation. M. Chemistry, 1991, p. 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. However, in the process of manufacturing 30/70-B grammonite, these methods fail to provide a complete and reliable coating of nitrate granules with trotyl due to unsatisfactory wettability of nitrate with TNT and, accordingly, poor adhesion of trotyl to nitrate, as well as significant phase shrinkage (13%) of solidifying TNT. As a result, part of the surface of the nitrate granules is exposed and remains uninsulated from moisture and water. The water resistance of such granules is 2 to 3 times worse than normal.

Неудовлетворительная водостойкость существующих гранулированных промышленных ВВ устраняется в заявляемой рецептуре промышленного ВВ, содержащих селитру, и способе его получения. Poor water resistance of existing granular industrial explosives is eliminated in the claimed formulation of industrial explosives containing nitrate, and the method for its preparation.

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.The inventive industrial granular explosive contains ammonium nitrate of the brand ZhV, TNT and additionally a hydrophobic additive, for example industrial oil or paraffin, or metal stearates (iron, calcium, zinc) in the following ratio of components, wt.%:
Ammonium nitrate brand ЖВ - 27 - 43
Hydrophobic additive - 1.0 - 1.5
TNT - Else
Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed industrial granular explosive differs in a new ratio of known components and the introduction of an additional hydrophobic additive.

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. The basis of the claimed industrial explosives is trotyl and ammonium nitrate, grade ZhV, which contains hydrophobic additives - iron stearate and paraffin, which are also surface-active substances (surfactants) for nitrate and TNT. As a surfactant, these additives improve the wettability of molten TNT nitrate. As a result of this, viscosity decreases by almost an order of magnitude, the sedimentation stability of the resulting suspension of ground nitrate in TNT increases, which makes it suitable for transportation through product pipelines and for granulation in dry granulation units.

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). The content of ammonium nitrate of the ZhV brand in the specified limits ensures the production of an easily-slurry suspension suitable for granulation with a viscosity of 0.1 - 1.0 Pa • s (1.0 - 10 Poise).

Введение гидрофобной добавки дополнительно улучшает водостойкость и сыпучесть готового промышленного ВВ. The introduction of a hydrophobic additive further improves the water resistance and flowability of the finished industrial explosives.

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. The inventive industrial granulation of explosives is obtained by mixing a powder of (ground) ammonium nitrate of the ZhV brand with TNT when heated to obtain a homogeneous suspension, followed by granulation of the suspension and mixing the finished granules with a hydrophobic additive.

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.ZhV brand ammonium nitrate is pre-crushed to a particle size of less than 0.5 mm and dried to a moisture content of not more than 0.2%, then mixed with TNT when heated to form a homogeneous suspension, then the suspension is granulated by dry granulation, and the obtained granules are mixed with a hydrophobic additive at T = 50 - 70 ^o C and cool.

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. The preparation method is implemented using the installation of dry (drip) granulation. The principle of operation of the installation is based on the accumulation of a suspension of ground nitrate in TNT on a moving metal surface (drum or endless tape), on which the drops solidify in the form of hemispherical granules with a diameter of up to 8 mm and a height of up to 3 mm.

Заявляемый способ отличается от существующих совокупностью операций и режимами проведения отдельных операций. The inventive method differs from the existing set of operations and modes of individual operations.

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. ZhV brand ammonium nitrate is crushed to a particle fraction of less than 0.5 mm and dried to a moisture content of not more than 0.2%, which ensures uniform distribution of nitrate in the TNT melt.

Смешение порошка аммиачной селитры с тротилом проводят при нагревании до образования однородной суспензии. The mixture of ammonium nitrate powder with TNT is carried out by heating until a uniform suspension is formed.

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. To obtain granules, the method of "dry" granulation is used, which is based on cooling drops of the melt in air on a metal surface, in contrast to cooling drops of a suspension (melt) in water during water granulation. (Pozdnyakov Z.G. et al. Technology for the production of industrial explosives. M: TsNIINTI, 1973, p. 208). Granulotol, aluminotol, and other explosives are obtained by water. The components of which do not dissolve in water. Ammonium nitrate explosive cannot be obtained by water because of the good solubility of nitrate in water.

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. In the obtained granules, the particles of ammonium nitrate are isolated from the external environment by hardened TNT. However, when hardening in the process of phase shrinkage (13%) of trotyl in the shrinkage volume formed at the top of the granule, up to 4% of nitrate is exposed, which reduces the water resistance of the obtained grammonite.

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.To protect the protruding particles of ammonium nitrate, the obtained granules are mixed with a hydrophobic additive, at a temperature of 50 - 70 ^o C, for example, with paraffin or metal stearates. As a result of this, the water resistance improves and is obtained within the normal range of not more than 5% according to GOST 21988.

Для экспериментальной проверки заявляемого промышленного ВВ были приготовлены составы граммонитов, водостойкость которых приведена в таблице в сравнении с прототипом. For experimental verification of the claimed industrial explosives were prepared compositions of grammonites, the water resistance of which is shown in the table in comparison with the prototype.

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. The water resistance of the inventive industrial explosives obtained by "dry" granulation of a mixture of molten TNT and nitrate with preliminary mixing of crushed ammonium nitrate and subsequent processing (mixing) of the obtained granules with a hydrophobic additive exceeds the water resistance of existing grammonites.

Claims

1. Industrial granular explosive, including ammonium nitrate and TNT, characterized in that it contains ammonium nitrate of the brand ZhV and an additional hydrophobic additive in the following ratio of components, wt.%:
Ammonium nitrate brand ЖВ - 27 - 43
Hydrophobic additive - 1.0 - 1.5
TNT - Else
2. An explosive substance according to claim 1, characterized in that it contains industrial oil, or paraffin, or metal stearates, as a hydrophobic additive.

3. A method of producing a granular industrial explosive, comprising preparing the components, mixing and granulating them, characterized in that ammonium nitrate is pre-crushed to a particle size of less than 0.5 mm and dried to a moisture content of not more than 0.2%, after which it is mixed with TNT heating to form a homogeneous suspension and granulate by dry granulation, and the resulting granules are mixed with a hydrophobic additive at 50 - 70 ^o C, then cooled.