提高改性铵油炸药流散性的研究.pdf

2 0 11 年6 月 提高改性铵油炸药流散性的研究张建亮等 1 9 提高改性铵油炸药流散性的研究’ 张建亮①张保国⑦ ①潍坊龙海民爆有限公司 山东潍坊，2 6 2 4 0 9 ②河南省松光民爆器材股份有限公司 河南郑州，4 5 0 1 0 0 【摘要] 在试验的基础上，研究了固态块状复合油相、不同比例松香和固态块状复合油相混合物取代液态复合 油相对改性镀油炸药流散性的影响，并对用两种油相制造的改性铵油炸药的爆炸性能进行了测试。结果表明两种 可燃剂取代液态复合油相后能够大幅提高改性铵油炸药的流散性，而且爆炸性能、生产安全性和贮存稳定性优良， 适用于露天深孔岩石爆破。 [ 关键词] 硝酸铵改性铰油炸药流散性爆炸性能 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 l 引言 岩石改性铵油炸药是由硝酸铵 9 2 ％ 、高效改 性剂 O ．3 ％，外加 、复合油相 4 ％ 和木粉 4 ％ 经 机械混合而成的粉状工业炸药。它具有生产工艺简 单、原材料来源丰富、成本低且生产使用安全性好。 无毒无污染，特别适用于各类岩石爆破工程。近年 来改性铵油炸药生产技术得到快速推广，但由于改 性铵油炸药生产技术实际应用时间较短，难免在实 际爆破使用中存在一些问题。 1 影响改性铵油炸药流散性的因素 导致改性铵油炸药流散性下降的根本原因是由 硝酸铵及其炸药的本质所决定的。硝酸铵是一种极 性物质，颗粒问存在着较强的静电引力；另外，改性 铵油炸药含有4 ％的液态复合油相，粘度较大的液 态复合油相在硝酸铵内外表面进行渗透、吸附和黏 结，导致流散性较差⋯。 通过添加密度较大、熔点较高的固体可燃剂来 代替原来在改性铵油炸药生产线上使用的液态复合 油相，以达到提高改性铵油炸药流散性的目的。但 是，密度较大、熔点较高的固体可燃剂在一定时问的 混药过程中，主要附着于改性硝酸铵颗粒的外表面， 较少渗透到改性硝酸铵颗粒的内部，造成氧化剂与 可燃剂的混合均匀性较差，虽然可以明显改善炸药 的流散性，但也会降低炸药的爆炸性能。因此，必 须综合考虑炸药的爆炸性能、流散性与固体可燃剂 种类及数量之间的关系。本文在保证爆炸性能的前 提下，选择固态块状复合油相和松香与固态块状复 合油相合理搭配，作为复合油相制造改性铵油炸药。 并分别测定了改性铵油炸药的爆炸性能和流散性。 2 试验部分 2 ．1 主要原材料 液态复合油相一般用密度较小、滴熔点较低、 粘度较大的液体油相材料，如柴油、机油、氯化石蜡、 液体石蜡、重油等一种或多种调制而成，四川天马科 技有限责任公司制造；松香透明的浅黄色或琥珀色 到深红色，脆性和易碎的树脂，密度为1 ．0 8 r ／e m 3 ， 熔点为1 0 0 1 5 0 。C 【2 1 ；固态块状复合油相一般用 密度较大、滴熔点较高、粘度较小的固体油相材料， 如半精炼石蜡、地蜡、微晶蜡、硬脂酸并添加少量乳 化剂等一种或多种调制而成HJ ，南阳石蜡精细化工 厂制造。 2 ．2 利用固态块状复合油相代替液态复合油相的 实验 将这两种油相材料液态复合油相、固态块状复 合油相，在温度为1 1 0 一1 3 0 ℃范围，熔化且搅拌均 匀。与改性铵油炸药生产线上已经改性干燥好的改 性硝酸铵和干燥好的木粉，按照岩石改性铵油炸药 基本配方 9 2 ％A N 、4 ％复合油相、4 ％木粉 ，在热水 加热的混药设备上混合均匀，控制药温为7 5 8 5 ℃，制造改性铵油炸药，并分别测定了殉爆距离、 猛度、爆速等爆炸性能，结果见表l 。 试验表明，利用固态块状复合油相代替液态复 合油相，改性铵油炸药的爆炸性能基本没有变化。 参照文献[ 1 ，4 ] 提出的动态测试法进行流散性 的测试和判定。即将定量样品放置于一定规格的漏 斗中，在恒定振动频率的振动筛上进行振动实验， 收稿日期2 0 1 1 旬3 - 0 4 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 ．d i , m s S l S 1 6 3 ．e a r n 万方数据 2 0 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3 期 表1两种不同油相材料对炸药爆炸性能的影响 测定样品完全流下的时间，比较不同样品流散性的 相对优劣。每次炸药用量2 0 0 9 ，在Z B S X 9 2 型震击 式标准振动筛上进行流散性测试实验。 将用液态复合油相制造的改性铵油炸药和固态 块状复合油相制造的改性铵油炸药分别进行3 组流 散性测试，取每组实验结果的平均值作为最终实验 结果，结果见表2 。流散性测试结果表明，利用固态 块状复合油相代替液态复合油相，改性铵油炸药的 流散性虽然有一定程度的改善，但效果并不明显。 表2 不同油相材料制造的改性铵油炸药 流散性测试 。。 平均测试时间／8 “。 液态复合油相固态块状复合油相 2 ．3 固态块状复合油相与松香合理搭配代替液态 复合油相的实验 将不同比例的松香与固态块状复合油相在温度 为1 1 0 1 3 0 ℃范围，熔化且搅拌均匀，制造改性铵 油炸药，并分别测定了殉爆距离、猛度、爆速等爆炸 性能，结果见表3 。 表3 不同比例的松香和固态块状复合油相 对炸药爆炸性能的影响 由表3 可知，利用松香和固态块状复合油相全 部代替液态复合油相，虽然在一定程度上能够导致 炸药爆炸性能的降低，但其爆炸性能完全能达到岩 石改性铵油炸药企业标准，而且仍可以满足作为散 装岩石改性铵油炸药的使用要求。 考虑到油相的熔化速度必须适应于具体的生产 工艺，以及原材料价格、爆炸性能等因素的情况下， 最终确定松香和固态块状复合油相的质量比为l l 时进行流散性的测试和判定。将用液态复合油相 生产的改性铵油炸药和用松香与固态块状复合油相 质量比为1 1 全部代替液态复合油相生产的改 性铵油炸药分别进行3 组流散性测试，取每组实验 结果的平均值作为最终实验结果，见表4 。 表4 不同油相材料制造的改性铵油炸药 流散性测试 从表4 可知，用液态复合油相生产的改性铵油 炸药流散性较差，而用松香与固态块状复合油相 质量比为l 1 生产的改性铵油炸药，其流散性有 显著的提高。用松香和固态块状复合油相 质量比 为l 1 全部代替液态复合油相，在生产线上进行 小批量试生产，并判断改性铵油炸药的爆炸性能、流 散性、生产安全性和储存稳定性，最终判定是否能够 迸行工业批量生产。 3 生产线试验 3 ．1 工艺简述p 1 1 将硝酸铵粗碎后，由皮带输送至破碎机，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进行粉碎，用 1 3 5 1 4 5 ℃的热风吹送和干燥，进入旋风分离器；再 通过定量螺旋输送人二级凸轮机进行粉碎，用1 3 5 1 5 5 ℃的热风吹送和干燥，进入旋风分离器。 2 从旋风分离器卸出的改性硝酸铵进入平螺 旋输送机，并依次定量加入熔化 温度为1 1 0 一 1 3 0 。C 并搅拌混合均匀的复合油相 由松香和固态 块状复合油相质量比为l 1 组成 和干燥好的木 粉。所有物料经预混螺旋送至自动球磨机进一步混 合，并通入冷却水冷却，控制药温在7 5 8 5 c c ，水分 ≤0 ．2 ％，细度t 8 5 ％过6 D 目标准筛，然后螺旋机出 料，再用悬挂车输送至晾药、装药和包装工序。 3 ．2 爆炸性能和流散性测试 3 ．2 ．1 爆炸性能测试 松香和固态块状复合油相的质量比取为1 1 ， 在温度为1 1 0 1 3 0 ℃范围内加热熔化并搅拌混合 均匀，代替原来在改性铵油炸药生产线上使用的液 态复合油相进行了小批量试生产，并分别测定了殉 爆距离、猛度、爆速等爆炸性能，结果见表5 。 3 ．2 ．2 流散性测试 按照动态测试法进行流散性的测试，其流散性 测试结果见表6 。从表6 可知。用松香和固态块状 万方数据 2 0 11 年6 月 提高改性铵油炸药流散性的研究张建亮等 2 1 - 表5 松香和固态决状复合油相 质量比为l 1 制备改性铵油炸药的爆炸性能 表6 不同材料油相制备的改性铵油炸药 流散性测试 一． 平均测试时间／8 序号_ 醛甄函磊赢雾 忝嘉面两蔽丽 复合油相 质量比为l 1 在生产线上生产的改性 铵油炸药，其流散性比实验室测定的数据还有所提 高。这是因为5 m 长的球磨机可以延长氧化剂与可 燃剂的混合时间，从而更加利于油相材料渗透到改 性硝酸铵颗粒内部，使炸药混合更均匀，所以其流散 性必然有所提高。 3 ．3 生产安全性 松香的性能参数如下分子量为3 0 2 ．4 6 ，熔点为 1 0 0 1 5 0 0 C ，氧平衡为一2 8 0 ．3 7 ％。在工业炸药中 作为燃料或粘合剂【2 j 。 从混药设备看，球磨机作为一种混药设备，混药 过程中是木球与木球、木球与不锈钢壳体的撞击，显 然比轮碾机这种混药设备 碾砣与碾盘的撞击 更 安全一些M 】。由此可见，松香作为一种还原剂添加 到复合油相中具有较高的安全性。 3 ．4 贮存稳定性 对松香和固态块状复合油相 质量比为I 1 生产的岩石改性铵油炸药进行了自然储存试验，表 7 数据表明，该炸药贮存稳定性优良。 表7 贮存爆炸性能 4 结论 1 用松香和固态块状复合油相全部代替液态 复合油相作为改性铵油炸药的还原剂是可行的，而 且不会导致炸药爆炸性能大幅度下降。在综合考虑 复合油相的熔化速度以及原材料价格、爆炸性能、流 散性等因素的情况下，控制松香和固态块状复合油 相的质量比为l l 。 2 松香和固态块状复合油相都是在炸药中使 用的物质，能够保证安全生产，同时储存稳定性优 良。 3 流散性测试结果表明，该岩石改性铵油炸 药非常适合露天深孔爆破等岩石工程爆破。 参考文献 【l 】周新利，刘祖亮，吕春绪．有机酸类固体可燃剂改进膨 化硝铵炸药流散性的实验研究[ J ] ．火炸药学报， 2 0 0 5 ，2 8 1 5 8 - 6 0 ． [ 2 ] 张杏芬．国外火炸药原材料性能手册[ M ] ．北京兵器 工业出版社，1 9 9 1 ． [ 3 ]郑立辉，盛奎龙，潘金亮．石油蜡的生产及深加工 【M ] ．北京化学工业出版社，2 0 0 8 ． [ 4 ] 周额利．膨化硝酸铵自敏化理论及其炸药的物理性能 和改性研究[ D ] ．南京南京理工大学，2 0 0 3 ． 【5 】张建亮．露天改性铵油炸药配方的研制和应用[ J ] ．爆 破器材，2 0 1 1 ，4 0 1 2 2 - 2 3 ． [ 6 ] 陆明．工业炸药生产中的粉碎理论及其技术[ J ] ．爆破 器材，2 0 0 5 。3 4 5 8 ．1 1 ． R e s e a r c ho nl r a p r o v i n gt h en l I i m t yo fM o d i f i e dA n n n o n i mN i t r a t eF u e lO HE x p l o s i v e Z H A N GJ i a n l i s a g ①。Z H A N GB a o g u 0 0 ①W e i f a n sL o n Ⅱ, iI 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 ②H e ’n a nS o n g g u a n gI n d u s t r i a lE x p l o s i v eC o ．。L t d ． H e ’n a nZ h e n g z h o u ，4 5 0 1 0 0 【A B S T R A C T 】 B a s e do ne x p e r i m e n t s ，s o l i db l o c k yc o m p o s i t eo i la n dm i x t u r eo ft h e mw e r eu s e dt or e s e el i q u i dc o m p o s i t eo i li nm o d i f i e da m m o n i u mn i t r a t ef u e lo i le x p l o e i v e A N F O ．‰i n f l u e n c eo ft w ok i n d so fc o m p o s i t eo i lo nf l u i d i t y o fm o d i f i e dA N F O 哪s t u d i e d 。a n dt h ee x p l o s i o np m 删o so fs o - m a d ee x p l o s i v ew e r et e s t e d ．R e s u l t ss h o wt h a tt W Ok i n o fc o m p o s i t eo i lc o u l dg r e a t l yi m p r o v ef l u i d i t y m o d i 丘e dA N F Oe x p l o s i v e 。a n dt h ee x p l o s i o np r o p e r t i e sa n dp r o d u c t i o n s a f e t ya n ds t o r a g es t a b i l i t yc I ft h ee x p l o s i v ea r e 伊o d ，a n ds u i t a b l ef o ro p e np i tl o n g h o l eb l a s t i n 8 ． [ K E YW O R D S ] a n u n o n l m nn i t r a t e ，m o d i f i e da m m o n h u nn i t r a t ef u e lo i le x p l o s i v e ，f l u i d i t y ，e x p l o s i o np r o p e r t i e s 万方数据