露天改性铵油炸药配方的研制和应用.pdf

2 2 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第4 0 卷第1 期 露天改性铵油炸药配方的研制和应用。 张建亮 潍坊龙海民爆有限公司 山东潍坊，2 6 2 4 0 9 [ 摘要] 在理论计算和实验的基础上，研究了露天改性铵油炸药的配方，并对其性能进行了研究。经工业生产 验证，露天改性铵油炸药的配方为硝酸铵9 0 ％一9 2 ％、木粉5 ．5 ％一6 ．5 ％、复合油相2 ．5 ％一3 ．5 ％、高效改性剂 0 ．3 ％ 外加 ，按该配方制造的炸药爆炸性能良好，适用于露天深孔爆破。 【关键词] 硝酸铵改性铵油炸药爆炸性能 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 1 引言 岩石改性铵油炸药是由硝酸铵 9 2 ％ 、高效改 性剂 0 ．3 ％ 、复合油相 4 ％ 和木粉 4 ％ 混合而 成的粉状工业炸药，可用于各类岩石工程爆破中。 该类炸药具有生产工艺简单、生产成本低、原材料来 源广泛和不含有毒物质等特点。但由于岩石改性铵 油炸药配方过于单一，产品没有形成系列化，不能实 现炸药与岩石的最佳匹配，从而达到最佳的爆破效 果，在一定程度上限制了应用范围。 本文结合我公司改性铵油炸药生产线的工艺原 理和生产技术，研制了露天改性铵油炸药配方 一 般为散装炸药，每一包装件质量应是3 0k g 或4 0 k g ，并进行了应用研究。 1 改性铵油炸药生产技术的基本原理 1 ．1 硝酸铵的改性 硝酸铵具有很强的吸湿性和结块性。根据“盐 桥”理论，影响硝酸铵结块的主要因素有温度、水分 和晶变等。可通过加入高效改性剂处理硝酸铵。高 效改性剂含有的表面活性剂具有很强的表面活性， 其亲水极性基团与硝酸铵分子中的离子通过静电作 用结合起来，在一定程度上“扰乱”了原先硝酸铵分 子中的N H 和N o ；之间的作用，实现了硝酸铵分 子不易产生原先某些固有晶变的目的。从而降低了 硝酸铵的结块性⋯。 同时这种高效改性剂含有的表面活性剂在硝酸 铵颗粒表面的吸附。有效地降低硝酸铵的表面能，使 表面活性剂中的憎水性基团在硝酸铵颗粒外围形成 密集的憎水薄层，有效地阻止了空气中的水分子进 入硝酸铵颗粒中，从而降低了硝酸铵的吸湿性。 改性铵油炸药的生产工艺正是通过加入高效改 性剂对硝酸铵进行改性，不仅解决了硝酸铵的吸湿 性和结块性，而且使硝酸铵在机械力作用下更容易 细化，在一定程度上改变了硝酸铵颗粒的晶格与表 面结构，提高了硝酸铵活性。 1 ．2 复合油相 一般地说，凡是粘度合适的碳氢化合物都可选 作复合油相材料，包括各种油、蜡和聚合物等碳氢化 合物，加入复合油相，可以使其均匀地涂覆于硝酸铵 颗粒表面，形成一层疏水层，使硝酸铵由极性高表面 能变为非极性低表面能，从而使其对水汽的吸附性 和润湿性降低，有效改善其吸湿性[ 2 】。在炸药配方 中，复合油相作为还原剂，与氧化剂硝酸铵紧密结 合，提高了改性铵油炸药的爆炸性能。 1 ．3 木粉 木粉是粉状工业炸药常用的固体碳氢化合物类 可燃剂 又称还原剂 ，因其来源广泛、使用方便、安 全性能好以及用它制造的炸药性能优良和稳定，而 得到广泛应用。木粉在改性铵油炸药中不仅是可燃 剂，而且因其多孔隙的结构特征对炸药体系有敏化 作用；另外还起到一定的疏松作用，减轻了粉状工业 炸药的结块性。所以木粉具有还原剂、敏化剂和疏 松剂的多重作用口J 。 2 露天改性铵油炸药生产工艺 露天改性铵油炸药的配方设计包括理论计算和 试验确定两个步骤。 2 ．1 配方理论计算 按照炸药配方设计的零氧平衡原则计算了露天 改性铵油炸药的理论配方。假设木粉的质量分数在 5 ％一6 ％之间，根据氧平衡计算公式得到露天改性 铵油炸药几个基本配方，见表l 。 收穑日期2 0 1 0 - 0 9 ．1 0 作者简介张建亮 1 9 7 4 一 ，男．工程师，主要从事民用爆炸物品安全技术工作。E - m a i l j i a n l i a n g S l 5 1 6 3 ．c o i n 万方数据 2 0 1 1 年2 月露天改性铵油炸药配方的研制和应用张建亮 2 3 表1 理论设计的露天改性铵油炸药配方 ％ 2 ．2 配方的试验确定 根据理论计算得到的露天改性铵油炸药的配 方，在我公司的改性铵油炸药生产线进行试验。 2 ．2 ．1 工艺简述 硝酸铵粗碎后，由皮带送至破碎机，同时加入 0 ．3 ％改性剂，经预热螺旋和螺带机进行预热后，通 过定量螺旋输送至一级凸轮机，用1 3 5 1 4 5 ℃的热 风吹送和干燥，进入旋风分离器；再通过定量螺旋输 送入二级凸轮机，用1 3 5 1 5 5 ℃的热风吹送和干 燥，进入旋风分离器。从旋风分离器卸出的硝酸铵 进入平螺旋输送机，并依次加入复合油相和木粉。 所有物料经预混螺旋送至自动球磨机进一步混合， 并通人冷却水冷却，控制药温在7 5 8 5 。C ，水分≤ 0 ．2 ％，细度≥8 5 ％过6 0 目标准筛，出料后送至晾 药、装药和包装工序。 2 ．2 ．2 实验结果 分别测定上述三个配方的爆炸性能。实验结果 见表2 。由表2 可知，按照理论计算的露天改性铵 油炸药配方制造的炸药爆炸性能良好。经过反复试 验确定了露天改性铵油炸药的配比为硝酸铵9 0 ％ - 9 2 ％、木粉5 ．5 ％一6 ．5 ％、复合油相2 ．5 ％一 3 ．5 ％、高效改性剂0 ．3 ％ 外加 。 表2 三个配方的露天改性铵油炸药的爆炸性能 2 ．3 露天改性铵油炸药的储存性能 对露天改性铵油炸药进行了自然储存试验，见 表3 。结果表明，储存性能良好，能满足用户要求。 表3 储存性能 3 露天改性铵油炸药的应用 山东某露天采石场是一个已经开采5 年的石灰 石荒山，一直使用多孔粒状铵油炸药，由于多孑L 粒状 铵油炸药无雷管感度等原因，曾出现半爆等现象。 改用我公司生产的露天改性铵油炸药后，反映良好。 应用情况见表4 。 表4 应用情况 4 结论 1 露天改性铵油炸药的研制及应用符合工 业和信息化部关于民用爆炸物品行业技术进步的指 导意见 征求意见稿 的要求，符合国家有关清洁、 环保的要求。 2 露天改性铵油炸药具有起爆性能 优良，爆炸性能良好的特点。 3 露天改性铵油炸 药适合露天深孔爆破等岩石工程爆破。 参考文献 [ 1 ] 吕春绪．膨化硝铵炸药[ M ] ．北京兵器工业出版社， 2 0 0 1 ． [ 2 ] 刘建宇，王德军，杨卫亚，等．肌型粉状炸药专用蜡的 研制[ J ] ．爆破器材，2 0 0 2 ，3 2 3 3 4 ．3 7 ． [ 3 ] 周新利，刘祖亮，刘三虎，等．粉状硝铵炸药用木粉的 比表面和孔径分布测定[ J ] ．爆破器材，2 0 0 2 ，3 2 3 1 ．2 ． R e s e a r c ho nD e v e l o p m e n ta n dA p p l i c a t i o no fO p e n c a s tM o d i f i e dA m m o n i u mN i t r a t eE x p l o s i v e Z H A N G J i a n l i a n g W e i f a n gL o n g h a lI n d u s t r i a lE x p l o s i v eC o ．，L t d ． S h a n d o n gW e i f a n g ，2 6 2 4 0 9 [ A B S T R A C T ] B a s e do nt h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o na n de x p e r i m e n t s 。f o r m u l a t i o no fm o d i f i e da m m o n i u mn i t r a t ee x p l o s i v eW 8 8 i n v e s t i g a t e d ，a n di t sd e t o n a t i o np r o p e r t i e sw e r et e s t e d ．A c c o r d i n gt oi n d u s t r i a lp r o d u c t i o n ，f o r m u l a t i o no fm o d i f i e d a n Ⅺn o n i u mn i t r a t ee x p l o s i v ew 硇a m m o n i u mn i t r a t e9 0 ％一9 2 ％。s a w d u s t5 ．5 ％一6 ．5 ％，c o m p o s i t eo i l2 ．5 ％一3 ．5 ％， m o d i f i e r0 ．3 ％．E x p l o s i v em a d ef r o mt h i sf o r m u l a t i o n 嗍8b e t t e rd e t o n a t i o np r o p e r t i e sa n di ss u i t a b l et oo p e n p i t b l a s t i n go p e r a t i o n ． [ K E YW O R D S ] a m m o n i u mn i t r a t e ，m o d i f i e da m m o n i u mn i t r a t ee x p l o s i v e ，d e t o n a l l o np r o p e r t i e s 万方数据