Výbušná zmes na báze anorganických nitrátov

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

(54) Výbušná zmes na báze anorganických nitrátov(57) Podstatou riešenia je výbušná zmes obsahujúca 50 až 99,9 hmot. anorganického nitrátu, 0 až 40 hmot. spaliteľnej a/alebo výbušnej zlúčeniny a 0,1 až 10 hmot. dutých uzavretých vlákenných častíc 5 vnútorným priemerom V rozmedzí 1 pm až 3 mm a/alebo rovnaké množstvo poréznych krátkych vlákenných častíc dĺžky lgumñaž 15 mm s vnútorným povrchom 5 až 500 m.g 1. Riešenie je využiteľné najmä pri formulácii zloženia priemyselných trhavín a ich aplikácii.Vynález sa týka modifikovaných anorganických nitrâtov pre výrobu výbušných zmesi alebo výbušných zmesí samotných, u ktorých je zabezpečená požadovaná citlivosť k prenosu detonácie.Zmesné trhaviny nadobúdajú stále väčší význam ako v civilnej, tak aj vojenskej oblasti použitia. Najrozšírenejším donorom kyslíka v nich je dusičnan amônny, ale dost používaným je i dusičnan sodný a dusičnan vápenatý. Tieto trhaviny je možné rozdeliť do dvoch hlavných skupinI. zmesi dusičnanu amónneho s palivom II. zmesi dusičnanu amőnneho, resp. i dusičnanu sodneho alebo vápenatého, vody s prísadou plastifikátora a/alebo emulqátora a výbušnej zlúčeniny alebo senzibilizátora.Trhaviny prvej skupiny môžu byt produkované stabilnými technologickými zariadeniami,ale častejšie je ich výroba priamo na mieste použitia (t. j. v mobilných zmiešavacich zaría~ deníach alebo priamo vo vrtoch). Dusičnan amönny sa zmiešava s palivom, ktorým môše byt široká paleta organických zlúčenin - najčastejšie sa však aplikujú parafiny, topné oleje alebo nafta. Tieto zmesi majú približne nulovú kyslikovú bilanciu, čo odpovedá obsahu 94 2 hmot. dusičnanu amónneho a 6 hmot. nafty alebo topného oleja v trhavine uvedený obsah paliva zvýši hodnotu výbuchového tepla z 1 470 kJ a kg 1 pre dusičnan amônny až na 3 738 kJ.kg-1, čomu je proporcionálne zvýšenie pracovnej schopnosti trhaviny oproti samotnému dusičnanu amônnemu. Trhaviny tohto typu sú u nás známe pod kódovým označením DAP, v zahraničí sú obdobné zmesi označované ANDK (v NDR), ANC (v NSR), Igdanit tv ZSSR), ANFO alebo ANBA(v USA a Veľkej Británii). Keň je palivom uhoľný prach kovový prášok a pod., sú tieto zmesi nazývané tiež nitrokarbonitráty a označované kódom NCN.Trhaviny druhej skupiny sú charakterizované pomerne jednoduchou a nenáročnou technológiou výroby. U nás sú zname pod označením TPV (trhaviny plastifikované vodou ) v USA a Kanade sú pre kašovitú konzistenciu nazývané slurry Explosives. V súčasnosti najužívanejšie rozdelenie trhavin uvedeného typu je podľa spôsobu senzibilizácie a to naal slurry Explosives (SR), ktoré sú senzibilizované aditivom výbušnej povahy (trinitrotoluén, hexogén, nitroestery, dusičnany alkanol- alebo alkylaminov, hydroxialkylnitraty a po)b) Slurry Blastinq Agents (SBA), ktoré neobsahujú aditíva výbušnej povahy a sú senzibilizované nevýbušnými zložkami, najčastejšie hliníkovým prachom (napr. sovietske Akvanaly) a/alebo inou substanciou (topný olej, celulóza, polyvinylchloridový prach,sita, parafin, hexametyléntetramín, polyóly, cukry a iné), respektíve prevzdušňujücimi prisadami (expandovaný perlit, sklená drt alebo duté perličky, korok, polystyrén,prylovaný dusičnan amonný, zeolit a pod.) , alebo substancami, uvolňujúcimi plynNemennost fyzikálnej stability, t. j. zamedzenie separácie zložiek týchto podskupín Slurry trhavín pri súčasnom udržani tekutosti alebo plastičnosti kompozíci, je zabezpečené prídavkom gélotvornej substancia (plastifikátoru, ako je guar-qum a jej alkylové deriváty,polyvinylalkohol, sodné alebo amónne soli karboxymetylcelulözy, oxyetylcelulóza, polyakrylamid a iné.Najmlaďšim druhom slurry trhavin sú kompozície typu emulzia vody v oleji, kódovo označované W/0, alebo typu emulzoa oleja vo vode, kódovo označené 0/W Výroba kompozícii W/O spočíva vo vnášani vodných roztokov komponentov trhaviny do hydrofóbnej kvapaliny (topného oleja, nafty a pod.) a pri výrobe kompozícii O/W sa postupuje opačne. Tieto emulzíe sú stabilizované dispergantmi, ako sú soli mastných kyselín (najmä steárovej, alebo olejovej),estery mastných kyselín (napr. dekaglycerin dekaoleját, dekaglycerin dekastearát), čiastočne esterifikované polyöly mastnými kyselinami (napr. monostearát, monooleját, monopalmitanalebo tristearát sorbitu, mono- alebo digliceridy tuky tvoriacich mastných kyselín), dalej alkylfenylsulfonany, lecitin zo sojových bohov, kopolyméry etylénoxidu s propylénoxidoma iné. Emulzné trhaviny môžu byť senzíbilízované nitrozlúčeninami, najčastejšie nitrometánom,alebo inými nítroparafínmi, ale V technickej praxi najzauživanejšia je ich senzibilizácia prevzdušňovadlami alebo plyn uvoľňujúcimi aditivami.Nízkymi výrobnými nákladmi, vysokou bezpečnosťou manipulácie i vlastnej výroby a možnosťou mechanizácie trhacich prác sú charakterizované predovšetkým zmesi na báze dusičnanu amónneho. lb je hlavným dôvodom, prečo v technickej praxi exploatácia trhavín typu DAP, TPV, W/O a O/W výrazne prevláda nad exploatáciou ostatných druhov priemyselných trhavín. Analogický trend možno badať aj V oblasti trhavin pre vojenské účely (aluminizované vodné gély dusičnanu amőnneho sú napr. labórovaně do niektorýchdruhov leteckých bômb, trinitrotoluén je nahradzovaný kvapalnými kompoziciamí na báze vodných roztokov hydrazinnitrátu a pod.).Pokiaľ sú pre výrobu zmesných trhavín aplikované pevné anorganické nitráty je dôležité,aby sa nachádzali V sypkej forme toho sa dosahuje elímináciou, resp. potlačenim ich spekavosti pridavkom V procese výroby k nim antispekavých prisad, ako sú železité soli mastných kyselín, parafúw, práškové močovínoformaldehydové kondenzáty a pod., teda produktov chemických technológii, ktorých realizácia suvisi s nemalými nárokmi na energie, zariadenia, ľudskú prácu a pödny fond, včítane korešpondujúceho znečistenia životného prostredia. V pripade,že dusičnany nie sú upravené proti spekaniu, dochádza už počas ich prepravy k výrobe zmesných trhavin k ich aglomerácii tu potom treba do procesu výroby trhavín zaradit mletie dusičnanov,čo zasa súvisí s nárokmi na energie, zariadenia a ľudskú prácu. Spekanie je nežiadúcim javom i u vyrobených zmesných trhavin, kde pôsobí potiaže najmä v oblasti funkčnosti týchto výrobkov. Produktami chemických technológií s nemalými nárokmi na energie, zariadenia, ľudskú prácu a pôdne fondy sú i všetky doposiaľ používané senzibilizátory, z nich mnohé samotné nachádzajú čoraz významnejšie a ekonomicky atraktívnejšie použitie v rôznych odvetviach národného hospodárstva Preto je potrebné úsilie výskumu a vývoja zamerať na hľadanie technicky, ekonomicky i ekologicky dostupnejšich antispekavých a senzibilizujúcich prisad zmesných trhavín, resp. východiskových anorganických dusičnanov.Podľa tohto vynálezu výbušná zmes na báze anorganických nitrátov obsahuje 50 až 99,9 hmot. anorganického nitrátu, s výhodou 75 až 95 hmot. dusičnanu amónneho, 0 až 40 hmot. spalitelnej a/alebo výbušnej zlúčeniny, s výhodou 10 až 20 hmot. 2,4,6-trinitrotoluénu a 0,1 až 10 hmot. dutých uzavretých vlákenných častíc s vnútorným priemerom v rozmedzí loun až 3 mm a/alebo rovnaké množstvo poréznych krátkych vlákenných častíc dľžky 1 pm až2.g 1, s výhodou na báze polypropylénu.15 mm s vnútorným povrchom 5 až 500 m Výhodou tohto vynálezu je chemická stabilizácia východiskových dusičnanov alebo výbušných zmesi s ich obsahom, s ich obsahom, resp. senzibilizácia týchto zmesi, pridavkom technickya ekonomicky dostupným aditivom, t. j. krátkymi vlákennými časticami. Vzhľadom k definovaným fyzikálnym vlastnostiam vlákenných častíc tieto senzibilizátory - prevzdušňovadlo výbušných zmesi aplikácia definovaných krátkych vlákenných častíc v zmysle tohto vynálezu, teda umožňuje realizáciu aj malopriemerových naloži a potlačuje výskyt zlyhavok pri ich aplikácii, čomá V konečnom dôsledku priaznivý vplyv na bezpečnost a ekonomiku trhacích prác.Vyšší účinok dosahovaný podľa tohto vynálezu nebol doposiaľ v literatúre popĺsaný,V nasledujúcom je dokumentovaný prikladmi, ktoré však v žiadnom prípade neobmedzujú rozsah, resp. variabilitu postupu podľa tohto vynálezu. P r 1 k l a d 1 K dispozicii sú krátke častice dutého polypropylénového vlákna 0 Sogmn, hrúbka steny8 (nn, ktoré sa získalo zvlákňovaním taveniny polypropylénu (MOSTEN D 3) 5 indexom toku 27 g/10 min pri teplote 250 OC, rýchlosti navíjania 1 500 m/min, ofukovaním studeným vzduchom a sekanim.K dispozicii sú krátke castice porézneho polypropylénového vlákna zvlákňovaného za podmienok ako v príklade 1, len s tým rozdielom, že vlákno je termofixované za izotermických podmienok pri 140 °C, dlžené za studena 0 100 , a v definovanom stave znovu termofixované pri 145 °c. Vlákenné častice obsahujú cca 15 obj. mikrodutín priemernej veľkosti 10 nm(distribúcia od 1 do 120 nm) a vnútorným merným povrchom 220 m 2.g 1. P r í k 1 a d 3K technickému dusičnanu amónnemu s obsahom 96,9 hmot. granulí s priemerom 1 až3 mm (zvyšok častice s priemerom pod 1 mm) sú pridané krátke vlákenné častice dĺžky 1 mm,špecifikované v príkladoch 1 a 2 (v hmotnostnom pomere 11), tak, že rezultovali zmesi,obsahujúce 97 hmot. dusičnanu amönneho, 2 krátkych vlákenných častíc a do 1 hmot. vody. Tento dusičnan až po 5 mesiacoch skladovania pri teplote cca 25 OC v polyetylénových samonosných vreciah, uložených na seba v štyroch vrstvách, mal sklon k tvorbe aqlomerátov,ktoré sa však dali veľmi ľahko rozrušiť už manipuláciou s vrecom.Z technického 2,4,6-trinitrotoluénu, dusičnanu amônneho a dutého polypropylénového vlákna špecifikovaného v príklade 1 nasekaného na dĺžku max. 0,1 mm je obvyklým spôsobom pripravená zmes typu trhaviny Amatol (nasekané vlákno sa pridáva do zmesi max. 10 minút pred ukončením homogenizácie), pozostávajúca zo 14 hmot. 2,4,6-trinitrotoluénu, 2 hmot. polypropylénového vlákna a 84 hmot. dusičnanu amónneho. Pre porovnanie je vyrobený štandardný Amatol B 0/20, pozostávajúci z 20 hmot. 2.4.6-trinitrotoluénu a 80 hmot. dusičnanu amönneho, a vo výpočtoch parametrov je uvažovaný aj Amatol 84/16 s obsahom 15 hmot. 2,4,6-trinitrotoluénu a 84 3 hmot. dusičnanu amônneho. Uvedené zmesi pre nábojovú merná hmotnost 1 100 kg/m 3 sú v tabuľke 1 charakterizované nasledujúcimi parametramiParameter Podla vynálezu Amatol-sypná hmotnosť (kg.m 3) 790 až 830 800 až E 50 -prenos detonácie z náložky 33 až 37 25 až 30 200 q TNT na vzdialenosť (cm)-vakuová stabilitná skúška pri 0,185 0,026 125 °C (cm 3.g 1.hod 1)

MPK / Značky

MPK: C06B 31/32, C06B 31/28, C06B 31/36, C06B 31/00

Značky: výbušná, báze, anorganických, nitrátov

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-267174-vybusna-zmes-na-baze-anorganickych-nitratov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Výbušná zmes na báze anorganických nitrátov</a>

Podobne patenty