膨化硝铵炸药密度添加剂的研究(1).pdf

2 0 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l 8 第3 7 卷第2 期 膨化硝铵炸药密度添加剂的研究 唐友生 湖南南岭民用爆破器材股份有限公司 湖南永州，4 2 5 2 0 2 [ 摘要] 通过表面活性剂对硝酸铵进行处理，制取敏化膨化硝酸铵，存在装药密度偏低、威力相对减少的现象。 添加密度添加剂能解决此问题，并能提高爆破使用效果． [ 关键词] 膨化硝铵炸药添加剂密度 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 1 1 引言 岩右膨化硝铵炸药是南京理工大学发明的专利 技术，它是2 1 世纪爆破工程应用炸药的主要品种之 一，是一种新型无梯粉状炸药。它是通过表面活性剂 和减压的共同作用，在硝酸铵的析晶过程中引入“微 气泡”而使其自身具有敏化作用，应用这种含有许多 “微气泡”的自敏化的膨化硝酸铵作氧化剂，辅以优 选的还原剂可以制得性能优良的岩石膨化硝铵炸 药[ 1 ] 。由于膨化硝铵炸药假密度较小，使得装药密度 偏低，仅为O ．8 5 ～O ．9 5g ／c m 3 ，与粉状硝铵炸药相 比，它的密度降低了o ．1 ～o ．2g ／c m 3 。由于单位体 积的装药量有所降低，其单位体积的作功能力受到 一定的影响。为减少装药密度偏少所造成的药量不 足的缺陷，人们通常采用药卷直径取正误差和加长 纸筒长度方法或加入粉状无梯炸药及添加乳化基质 等方法提高炸药爆破效果[ 2 ] ，这些措施取得了一定 效果。 针对膨化硝铵炸药装药密度偏低现象，试验研 究了一种适合膨化硝铵炸药的密度添加剂。它能有 效地调节炸药密度，提高炸药爆破效果，且能满足用 户对某些硬岩或特殊使用场合的使用要求。膨化硝 铵炸药密度添加剂的主要成分是材料A 、材料B 、材 料C 。经用户使用添加密度添加剂的膨化硝铵炸药， 反映良好。该密度添加剂成本低廉，具有广阔的市场 前景。 2 选择密度添加剂材料的理论依据及各自特性 膨化硝铵炸药是由含。微气泡”自敏化的膨化硝 酸铵、木粉和复合油相 柴油与石蜡比例为6 0 ～7 0 t 3 0 ～4 0 及表面活性剂组成。炸药组成中主要由 C 、H 、O 、N 、A l 等元素组成。C 、H 是可燃剂，O 是氧 化剂。炸药的爆炸过程实质上就是氧化剂与还原剂 进行剧烈的反应。在很多场合，用碳质材料 如煤粉、 活性炭等 代替碳氢燃料 如木粉、柴油等 ，可以改 善体系的氧平衡和密度，甚至可以起到特殊效果[ 3 ] 。 根据这一理论，选择了材料A 、B 、C 作为密度添加剂 组成材料。其中材料A 为还原剂，材料B 为氧化剂， 材料C 为活性剂。 2 ．1材料A 特性 材料A 呈灰白色到黑色，密度在1 ．9g ／c m 3 至 2 ．4g ／c m 3 之间，主要成分是C 、H 、O ，热值适中，是 比较好的可燃剂，可以代替部分碳氢燃料，具有较高 的密度，是较好的密度调节剂，价格低廉。把物质A 加入膨化硝铵炸药，能均匀地分散在硝铵颗粒表面， 增大两者之间的接触面积和结合程度，利于爆炸反 应的形成和加速。同时能够包覆在膨化硝铵炸药表 面，防止硝铵结块，减少吸湿性，在外界能量作用下 能够迅速反应，放出最大能量。为了提高其活性，应 将其适当磨细，8 0 ％通过1 0 0 目筛。 2 ．2材料B 特性 材料B 是一种氧化剂，在烟花中制造绿光剂， 可使用在工业炸药中。它破碎后为白色粉末，密度为 3 ．2 4g ／c m 3 ，熔点5 9 2 ℃，微具吸湿性，在常温下，它 的化学稳定性好，机械感度也不高[ 利。加入到膨化硝 铵炸药中，起到调节密度和提高能量的作用。 A n a l y s i so nt h eP r o d u c t i o nT e c h n o I o g ya n dE q u i p m e n tS a f e t yo fP o w d e rE m u I s i o nE x p I o s i v e G u o 】 i a o h u a ，L o n gH o u j i ，T a n gX i a o l i G u i z h o uJ i u l i a nC h e m i c a lC 0 ．L t d G u i z h o uG u i y a n g 。5 5 0 0 2 5 [ A B S T R A C T ]T h i sa r t i c l es y s t e m a t i c a l l ya 舱l y 扰sa n dd i s c u s s e sp o w d e re m u l s i o ne x p l o s i v e sa n dt h es a f e t yo f p r o d u c t i o np r o c e s s ．T h ep o w d e re m u I s i o ne x p l o s i v ei 8ak i n do fs a f ed y n a m i t e ． [ K E Yw 0 R D S ]p o w d e re m u I s i o ne x p l o s i v e ，t e c h n o l o g y ，e q u i p m e n t ，8 a f e t y 万方数据 2 0 0 8 年4 月膨化硝铵炸药密度添加剂的研究唐友生 2 ．3 材料C 特性 材料C 有大的比表面积和孔容积，热稳定性 好，有良好的阳离子交换性及分散吸附能力。加入膨 化硝铵炸药中，起到防结块活化及吸附作用。 3试验部分 3 ．1 膨化硝铵炸药密度添加剂的配方确定 经过理论计算和反复试验研究及性能、成本、爆 破使用、贮存的平衡统一原则，最后确定了密度添加 剂配方。该膨化硝铵炸药密度添加剂为负氧平衡，其 组合有很好的安定性。根据炸药氧平衡原理，当炸药 的配方为零氧平衡或接近零氧平衡时，爆炸反应物 才有可能全部或近似全部是水和二氧化碳，此时放 出的热量最大，有害气体最少，爆破效果最佳[ 3 ] 。 根据这一理论，该膨化硝铵炸药密度添加剂在 外加使用时，膨化硝铵炸药中的木粉及油相应作适 当调整，保持体系为微负氧平衡。各组分配比如表1 所示。 表1 膨化硝铵炸药密度添加剂的配比 ％ 3 ．2 添加不同量膨化硝铵炸药密度添加剂及其性 能指标对比 按表1 配方，取一定量膨化添加剂加入膨化硝 铵炸药轮辗机中进行混合，然后对混合样进行密度 测试和性能对比测试，结果见表2 。 从表2 可以看出，密度添加剂在3 ％～6 ％时， 其密度提高较大，爆炸性能及贮存期稳定。 3 ．3 密度添加剂生产工艺流程 ． 表2 各种炸药 密度添加剂生产工艺流程见图1 。 图l 密度添加剂生产工艺流程图 3 ．4 使用效果 岩石膨化硝铵炸药密度添加剂试制后，分别用 该密度添加剂生产的膨化硝铵炸药到现场进行爆破 试验，试验效果较好，用户反应整体威力增大，硬岩 和深孔爆破较好。试验条件是钻杆长2 ．5m ，炮孔深 2 ．2m ，在相同爆破条件下，用相同量膨化硝铵炸药 和加入密度添加剂膨化硝铵炸药、2 号岩石铵梯炸 药进行爆破对比试验。 试验结果表明，添加密度添加剂膨化硝铵炸药 优于一般膨化硝铵炸药，等同于2 号岩石铵梯炸药 的爆破效果。试验结果如表3 所示。 表3 几种炸药在矿井中的爆破效果 4 结论 1 密度添加剂能进一步提高岩石膨化硝铵炸 药的装药密度，且能提高炸药的整体威力。 性能指标对比 炸药名称 密度絮剂量／ 篇- 1 ／ 竺喜。慧抗水性作篙力殉怒离贮焉定性 岩石膨化硝铵炸药 0O ．8 0 ～O ．9 53 4 4 0 1 4 ．4差≥3 2 0≥56 赣麓辫 zo - s s o ．9 ，s 4 z 。2 较差≥s z 。≥ss 专嚣黝s 。．。。一，．。。s 4 ，9 s ．9 较好≥s z 。≥s e 餐黧辫 4∽s n 。ss t ，。地。较好≥s z 。≥s e 密度添加剂岩石 膨化硝铵炸药 密度添加剂岩石 膨化硝铵炸药 密度添加荆岩石 膨化硝铵炸药 2 号岩石铵梯炸药 5 0 ．9 5 ～1 ．0 53 3 9 01 3 ．6 较好≥3 2 0≥56 0 ．9 6 ～1 ．0 53 3 0 01 3 ．1 较好≥3 2 0≥5 O ．9 6 ～1 ．0 5 3 2 1 0 O ．9 5 ～1 ．1 03 4 3 0 1 2 ．1 较好 1 4 ．5 差 ≥4 ≥5 万方数据 2 2 爆破器材E x p I o s i v eM a t e r i a I s第3 7 卷第2 期 河北云山公司各项经济 指标再创新高 河北云山化工股份有限公司坚持科学发展观，积极创新 管理，不断拓宽销售市场，促进了企业快速发展。2 0 0 7 年，完 成现价工业总产值1 ．3 3 亿元，同比增长2 7 ％，工业增加值 3 7 6 4 万元，同比增长3 0 ％，完成销售收入1 ．5 6 亿元，同比增 长2 6 ％，实现利税1 4 9 9 万元，同比增长2 7 ％，各项经济指标 再刨历史新高． 2 0 0 7 年初制定了‘2 0 0 7 年生产经营计划及考核办法 ， 具体细化了各项经营指标和产品品种的消耗定额，重新修订 了各分公司、车间的核算办法，使其更趋科学、合理．建立健 全安全管理长效机制。组织进行了事故应急救援预案演练， 进一步提高了事故应急救援能力，提升了企业安全管理水 平．在国家国防科工委组织的。四超”专项整治和。双基”达标 安全大检查中，达到了安全级，取得了较好的成绩．该公司不 断创新营销理念，以适应瞬息万变的民爆产品销售市场，以 优质的产品和优良的服务，赢得了用户，使销售市场不断扩 大．在巩固省内市场的同时，开发了陕西、青海、福建等省外 市场．工业炸药和塑料导爆索还销往柬埔寨、尼日利亚、蒙古 等国家，实现了出口创汇．2 0 0 7 年销售工业炸药2 4 0 6 8t ，同 比增长4 1 ％，工业导火索2 1 9 7 1 0 ‘m ，同比增长1 5 ％。 根据民爆行业的发展趋势，积极开展国际问交流合作， 占领国际市场。投资1 亿多元，在柬埔寨筹建年产3 0 0 0 0t 的 民爆器材厂，生产经营配套民爆器材产品．2 0 0 7 年1 2 月4 日举行了隆重的挂牌仪式，顶计2 0 0 8 年3 月底试车投入生 产．不断开发粉状炸药、乳化炸药、导爆索、电雷管等多种民 爆器材产品．在占领柬埔寨市场的同时，逐步向东南亚及非 洲等地区延伸． 新书工业炸药技术已出版发行 由南京理工大学教授朱啸宇编著，兵器工业出版社出版 的新书‘工业炸药技术 目前正在爆破器材编辑部公开发 行． ‘工业炸药技术 一书较为系统地介绍了各类工业炸药 产品的基础知识，内容包括化学原材料的性能和质量要求、 工业炸药配方计算原理、制造工艺技术及产品性能要求，还 介绍了工业炸药技术的新进展和新成果。 ‘工业炸药技术 一书分为1 4 章。第一章概论，第二章炸 药与爆炸I 第三章工业炸药原材料的基本知识，第四章铵梯 炸药I 第五章乳化炸药，第六章铵油炸药，第七章膨化硝铵炸 药，第八章工业耐热炸药，第九章液体炸药；第十章浆状炸药 与水胶炸药，第十一章工业炸药的装药及包装} 第十二章低 爆速炸药，第十三章工业含铝炸药f 第十四章工业震源药柱． 全书是作者根据多年讲授工业炸药课程的实践、经反复浓缩 精炼而成．该书深入浅出，是矿业、铁道、水利、建筑等领域从 事民用爆破器材作业的技术人员的必备书籍之一，也可作为 培训班教材使用．请需要该书的读者汇款至爆破器材 编辑 部购买． 售价2 2 元／册 含挂号、邮寄包装费 地址t 南京市孝陵卫2 0 0 号化工学院爆破器材编辑部 收款人t 周勤 邮编2 1 0 0 9 4 电话0 2 5 8 4 3 1 5 5 3 0 本刊 张健奎 I I ．1 Ⅲ◆I H H I 刊_ l ◆I I 刊H H H H “ H H “ } 卅H H I 制Ⅲ．I 1 ．I ●卅1 ．1 I 刊I 刊Ⅲ刊Ⅲ刊H H Ⅲ刊I ◆l Ⅲ叫q H H 川刊H H Ⅲ◆I H H H H H H H H Ⅲ制H H Ⅲ◆川l 制Ⅲ制I ◆I Ⅲ．I H H I ．I Ⅲ．I H H Ⅲ．I Ⅲ叫I ◆I 川◆I 川．I 川叫I 2 密度添加剂成本低廉，可节约成本 材料A 成本低廉 ，添加之后，炸药各项性能指标基本不受 影响，添加量为3 ％～6 ％最佳。 3 根据用户需要可以调节密度添加剂的含量， 使产品的密度及其它性能在较大范围内调节，进一 步拓宽炸药应用范围。 参考文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 吕春绪，等．岩石膨化硝铵炸药的研究口] ．爆破器材， 1 9 9 7 ，2 6 1 1 5 ～9 ． 叶志文，等．膨化硝铵炸药中添加乳化基质的研究D ] ． 爆破器材，2 0 0 0 ，2 9 1 t 9 1 0 ． 陆明．工业炸药配方设计[ M ] ．北京t 北京理工大学出 版社，2 0 0 2 ．5 0 、1 7 8 ． 潘功配．烟火技术基础与应用[ M ] ．江苏。江苏科学技 术出版社，1 9 8 9 ．3 2 ． R e s e a r c ho nt h eD e n s n yA d d i t i V ef o rE x p a n d e dA NE x p I o s i V e T a n gY o u s h e n g H u ’n a nN a n l i n gh d u s t r i a lE x p I ∞i v eM a t e r i a I sC o ．，L t d ． H u ’I l a nY o n g z h o u ，4 2 5 2 0 2 [ A B S T R A C T ]T h es e n s i t i z e dE x p a n d e dA NE x p l o s i V ep o s s e s s e st h ep h e n o m e n o no fl o wc h a r g i n gd e n s i t ya n d l e s sp o w e ra f t e rd i s p o s e dw i t h8 u r f a c ea c t i v ea g e n t ．O u rr e 8 e a r c hs h o w st h ea b o v e m e n t i o n e dp h e n o m e n o nc a nb e s e t t l e dd o w na n dt h eb l a s t i n ge f f e c tc a nb ei m p r o V e dV i aa d d i n gd e n s i t ya d d i t i v e ． 亡K E Yw 0 R D s ]E x p a n d e dA NE x p l o s i v e ，a d d i t i V e ，d e n s i t y 万方数据