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2 0 1 0 年2 月 影响乳化炸药性能因素探讨熊家权等 影响乳化炸药性能因素探讨。 熊家权 广东力拓民爆器材厂 广东韶关，5 1 2 1 4 6 林华岱 清远灵捷制造4 艺r - 有限公司 广东清远，5 1 1 5 1 7 [ 摘要] 主要介绍乳化炸药生产过程中，乳化剂种类、油相的用量和敏化剂的加入量对乳化炸药质量和稳定性 的影响，并通过对生产实践数据进行综合分析，提出了解决乳化炸药性能和贮存稳定性的办法。 [ 关键词] 乳化炸药乳化剂稳定性能 [ 分类号] 3 7 Y 2 3 5 ．2 1 1 引言 目前国内炸药厂的乳化炸药生产几乎都是用乳 化剂、油、蜡或复合蜡与水相进行乳化而成，市场 很少为其提供乳化剂与油、蜡混合为一体的复合剂 作为专门产品，市场提供的乳化剂和复合蜡因炸药 生产厂家使用的机械设备、工艺不同而造成炸药产 品质量的差异。这就造成炸药厂配方繁多，优劣 并存，对乳化炸药发展极为不利。本文结合生产实 践，对影响乳化炸药稳定性的油含量、水含量、乳化 剂及敏化技术等因素进行分析，对保证乳化炸药贮 存稳定性的关键技术措施进行探讨，为提高乳化炸 药稳定性提供参考。 2 原料与生产工艺 生产原材料及生产设备见表I 列出。 表I 生产设备及原料 经计量的水加人水相溶化罐，开启搅拌。破碎 后的硝酸铵和硝酸钠经称量加入水相溶化罐。当溶 化罐温度达9 0 9 5 ℃时，待用。复合蜡加热熔化 后，流人油相熔化罐。然后，按工艺配比加入定量的 乳化剂，加热搅拌。当熔化罐温度达到工艺要求时， 将溶液泵人油相储存罐待用，油相储存罐的温度为 8 8 9 2 ℃。乳化器及输送管道充分预热后，水相和 油相经输送泵送入乳化器中经两级乳化。乳化后的 基质通过浸水冷却后，乳化基质降至规定的工艺温 度5 5 ℃以下。然后进人敏化器中与珍珠岩进行混 拌。敏化后的炸药送到自动装药机，装好的药卷经 包装后入库。 3 乳化炸药连续生产线的质量影响因素 3 ．1 乳化剂组成的影响 乳化炸药生产中，乳化剂是最关键组分之一，一 般用量占整个体系的2 ％一3 ％，它的主要作用是降 低体系的自由能，提高界面膜的致密性及强度⋯。 在生产实践中采用表2 中的物料配比，更换不 同的乳化剂得到的数据见表3 。 实验还发现，好的乳化剂对乳化后的基质有很 大的影响。若乳化后的基质具有较好的透明度，说 明基质粒径较小；当基质状态处于不透明或半透明， 甚至泛白的现象时。说明基质粒径较大，容易造成油 膜破裂导致破乳【2 】。生产中发现，若基质状态比较 稀，不够透明，用这种基质生产出来的乳化炸药，药 表2 生产物料用量和规格 注为司盘、磷脂和高分子材料的复配物；为司 盘、磷脂的复配物。 收稿日期2 0 0 9 - 0 6 - 1 2 作者简介熊家权 1 9 7 6 一 ，男，工程师，主要从事膨化硝铵炸药和乳化炸药技术研究工作。E - m a i l d 6 6 1 0 s i n a ．啪．∞ 万方数据 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第3 9 卷第1 期 表3 不同乳化剂对乳化炸药性能的影响表5油相用量对炸药的贮存性能的影响 篇铲／耋 m ．麓s - I 4 。4 9 6 川44 6 8 2 川9 4 6 8 7 川2 4 9 7 川1 64 6 7 2 川94 5 4 5 乳罗／c 篓- I 3 7 5 9 3 7 5 9 3 8 1 73 蝤3 7 5 螂3 t 态较软，虽利于装药，但炸药性能较差且贮存期短5 若基质状态比较粘稠，乳化机械系统的一级乳化与 二级乳化之间物料管道压力升高，造成安全隐患。 例如使用单一的司盘做乳化剂，乳化后的基质状态 比较粘稠，管道压力很高，生产不安全，所以不能使 用。 由表3 可以知道，不同的乳化剂对乳化炸药性 能有很大的影响，其中多种原料复配的乳化剂的使 用性能远远好于单一组分或二组分混合的乳化剂。 3 ．2 油相用置的影响 在W ／O 型溶液中油相材料作为连续相形成胶 体，对乳化炸药性能的影响是 1 构成连续相。通 过自身的大分子长键结构，在乳化剂作用下，将分散 相包覆起来，形成W ／O 乳化液结构。 2 作燃烧 剂。乳化炸药的W ／O 结构使氧化剂水溶液分散得 很细而均匀，同时，与油相材料呈准分子状态紧密联 接，有利于爆轰的激发和传递。 3 良好的抗水性。 油相材料将氧化剂水溶液分散包裹其中，防止液一液 分层，又阻止外部水的进入。 4 良好的安定性。 乳化炸药的机械感度相当低。这与W ／O 体系中粒 子间的连续相产生的滑动接触、韧性增大和阻力减 小分不开【3 J 。所以油相材料的添加量对炸药的性 能和稳定有很大的影响，生产实践中得到数据如表 4 ，由表4 中的配方生产的炸药性能见表5 。 其中，I ’样品在放置6 个月后，表面才有轻微析 晶；2 ’样品在放置5 个月后，表面轻微析晶，6 个月 后析晶比较严重；3 ’样品在放置4 个月后，表面析 晶，5 个月后析晶比较严重。由上面数据可以知道， 对同一种乳化剂来说，油相材料在一定比例时，炸药 的性能和贮存稳定性最好，放置6 个月后猛度和爆 速都没有明显降低；减少油相材料会严重影响炸药 表4 使用不同量复合蜡的工艺配比 k s 配方编号 硝酸铵硝酸钠乳化剂复合蜡水 的稳定性能，使得炸药贮存时间缩短，猛度和爆速都 明显下降；而增加油相材料会造成乳化不充分，炸药 的性能也会下降。所以油相与乳化剂的比值在2 左 右，炸药性能比较理想，由于乳化剂和油相种类的不 同，具体比值有所改变。 3 ．3 敏化对乳化炸药性能的影响 乳胶基质须经过敏化剂敏化才能成为乳化炸 药，敏化通常是利用大量的微小气泡来实现的。目 前，乳化炸药敏化方法主要有多孔物质截留气泡、机 械冲气和化学发泡三种。加入多孑L 物质产生的敏化 气泡能够稳定，比较可靠，控制比较准确H J 。在生 产中敏化时加入珍珠岩，调整珍珠岩的加入量，生产 得到的炸药测定性能，结果如表6 。其中，珍珠岩的 加人量以乳化炸药的质量为基准，使用的珍珠岩密 度为4 5 5 5k g ／m ’。 表6 珍珠岩加入量对炸药的贮存性能的影响 珍珠岩 加入量／％ 检测 贮存时间／月 项目123456 3 ．1 0 3 ．7 8 ／ 鬻．1 秘4 2 3 7 伽4 2 3 7 伽4 2 0 2 猛度／n u n 1 7 ．3 1 7 ．8 1 8 ．0 1 7 ．0 1 8 ．2 1 7 ．0 ／ 速- 1 4 5 8 7 4 6 7 2 4 5 0 54 7 1 64 5 4 54 4 “ 猛度／姗1 9 ．01 8 ．2 1 8 ．8 1 8 ．5 1 8 ．21 8 ．5 ／ 篓_ 1 4 2 3 7 4 1 6 74 2 3 7 绷4 2 7 44 1 6 7 由于采用珍珠岩物理敏化时，产品具有质量稳 定、药体成形好、易装药等特点，故被广泛使用。 珍珠岩密度在4 5 5 5k r ／m 3 之间，炸药的综合性能 较好瞪】，同时珍珠岩的用量也影响炸药的性能。由 表6 数据可以看到，在每吨炸药中加人约3 7 ．8k g 的珍珠岩，乳化炸药的综合性能最好。 ， 下转第1 7 页 O 0 O嘶∞∞ l 1 1 5 0 O钾卯舵 0 O 0∞犸∞ 0 0 O∞∞∞ l 1 1 O O O O O 0 3 3 3 7 7 7 ● ● ● l 2 3 万方数据 2 0 1 0 年2 月Ⅱ型粉状乳化炸药技术的生产应用白建明 1 7 应用。通过售后跟踪调查，产品爆炸性能优良，放炮 后烟雾少，同时便于操作和装填，无拒爆或半爆、爆 燃现象，炮眼利用率高，并且能提前进入工作面，这 样加快了掘进循环进度，提高了工作效率；井下使用 安全，每百吨煤能节约炸药5k g 左右，提高了经济 效益。 5 结论 Ⅱ型粉状乳化炸药技术比原来的I 型粉状乳化 炸药在产品配方、生产技术方面都有较大的改进，Ⅱ 型粉状乳化炸药具有以下特点 1 工艺优化，整体 连续化自动化水平高，采用先进的热风干燥制粉技 术和双风系统，能耗减少； 2 产品配方调整科学合 理，组分简单，材料选择合理，既保证了爆炸性能优 良，储存性能稳定，又降低了原材料成本和生产成 本； 3 水相、油相溶解温度降低；采用了低转速、大 间隙的一级乳化器，乳胶基质粘度减小，输送基质的 螺杆泵压力降低，提高了生产的本质安全性； 4 药 态流散性好，炸药密度增加，提高了装药效率； 5 具有优异可靠的可燃气安全度和抗爆燃性能，机械 感度等安全性能优良，炮烟少，从而保证了生产、运 输、储存和使用各环节的安全，是一种安全性能优异 的粉状工业炸药。 参考文献 [ 1 ]倪欧琪，俞明熊．粉状乳化炸药的研究与发展[ J ] ．爆 破器材，2 0 0 0 ，2 9 2 1 2 1 5 ． 【2 ]唐双凌，倪欧琪．Ⅱ型粉状乳化炸药的研究【J ] ．爆破 器材，2 0 0 7 ，3 6 6 1 5 1 7 ． [ 3 ]吕春绪，等．工业炸药理论[ M ] ．北京兵器工业出版 社，2 0 0 3 ．3 0 5 3 1 1 ． 【4 ]倪欧琪．粉状乳化炸药微观结构研究[ J ] ．爆破器材， 1 9 9 8 ，2 7 3 6 8 ． A p p f i c a t i o no fM o d e l ⅡP o w d e r yE m u l s i o nE x p l o s i v eT e c h n o l o g y B MJ i a n m i n g G l 娜_ g l i 唱J i n 吣C h e m i c a lG r o u pC o ．，Ⅲ． S h a n x iG u 柚班I I g ，0 3 7 5 0 0 [ A B S 7 m A c r ] B a s e do nt h ep r o d u c t i o np r a c t i c eo fM o d e lI Ip o w d e r ye m u l s i o ne x p l o s i v e ，c o m p a r a t i v ea n a l y s i so np r o - d u c t i o nt e c h n i q u e ，f o r m u l a ，p e r f o r m a n c ea n dc o s ta g a i n s tM o d e lIp o w d e r ye m u l s i o ne x p l o s i v eh a sb e e nd o n e ．T h eM o d e l Ⅱ p o w d e r ye m u l s i o ne x p l o s i v eh a sb e t t e re x p l o s i o np e r f o r m a n c e ，l o w e rp r o d u c t i o nc o s t ，a n di m p r o v e di n t r i n s i cs a f e t y 聃 s h o w n ． [ K E YW O R D S ] p o w d e r y e m u l s i o ne x p l o s i v e ，s a f e t y ，p e r f o r m a n c e 上接第1 4 页 4 结论 1 乳化剂的质量不单影响炸药性能和贮存稳 定性，还影响到乳化机械的安全使用。如果乳化后 的基质太粘稠，造成乳化系统的管道压力升高，造成 爆炸的危险；如果乳化后的基质太稀，炸药贮存稳定 性差，炸药的爆速和猛度低。选择好的乳化剂是保 证炸药性能良好的关键。 2 减少油相材料的比例会严重影响炸药的稳 定性能，使得炸药贮存时间缩短，猛度和爆速都明显 下降；增加油相材料的比例会造成乳化不完全，炸药 综合性能下降。油相与乳化剂的比值在2 左右，炸 药性能比较理想。 3 使用珍珠岩做敏化，在每吨炸药中加人约 3 7 ．8 k g 的珍珠岩，炸药综合性能最好。 参考文献 [ 1 ]张命林．乳化炸药生产过程中破乳问题分析[ J ] ．煤 矿爆破，2 0 0 7 ， 4 1 8 1 9 ． [ 2 ]江瑜昭．浅谈影响乳化炸药贮存稳定性的因素[ J ] ． 煤矿爆破，2 0 0 8 ， 3 1 4 1 6 ． [ 3 ] 张德全．影响乳化炸药产品质量的主要因素探讨 [ J ] ．煤矿爆破，2 0 0 8 ， 8 3 6 3 7 ． [ 4 ]叶图强，郑旭炳，汪旭光，等．装药车制乳化炸药的试 验研究[ J ] ．含能材料，2 0 0 8 ， 3 2 6 2 2 6 6 ． [ 5 ]陈飞．珍珠岩敏化技术参数对乳化炸药性能的影响 [ J ] ．爆破器材，2 0 0 2 ，3 1 1 的一1 3 ． D i s c 啦醯O no nF a c t o r sA f f e c t i n gt h eP e r f o r m a n c eo fE m u l s i o nE x p l o s i v e X I O N GJ i a q u a n G u a n g d o n gL i t u oI n d u s t r i a lE x p l o s i v eM a t e r i a l sP l a n t G u a n g d o n gS h a o g u a n ，5 1 2 1 4 6 L I NH u a d a i M i l eM f g ．C h e m i c a lC o ．，L t d ． G u a n g d o n gq i n g y u a n ，5 1 1 5 1 7 [ A B S T R A C T ] T h ee f f e c to fe m u l s i f i e rt y p e ，o i lp h a s em o u n ta n ds e n s i t i z e dm a t e r i a la m o t m to nt h eq u a l i t ya n ds t a b i l i t y de m u l s i o ne x p l o s i v ei ss t u d i e d ，a n dc o m p r e h e n s i v ea n a l y s i si aa l s od o n ew i t ht h ep r o d u c t i o nd a t a ．A p p r o a c h e so nr e s o l v i n g t h ep e r f o r m a n c ea n ds t o r a g es t a b i l i t yo fe m u l s i o ne x p l o s i v e sa r eP 加甲岫旧l e d ． [ K E YW O R D S ] e m u l s i o ne x p l o s i v e ，e m u l s i f i e r ，s t a b i l i t y 万方数据