NO890409L - Fremgangsmaate for kjemisk skumming av et emulsjonssprengstoff. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for fremstilling av vann-i-olje-emulsjonssprengstoffer som er følsomme for fenghetteinitiering. Ved uttrykket "følsom for fenghetteinitiering" menes at sprengstoffet kan detoneres ved hjelp av en konvensjonell nr. 8-detonator.

Vann-i-olje-emulsjonssprengstoffer er vel kjente på sprengstoff-fagområdet og er vist å være sikre, økonomiske og enkle å fremstille og å gi utmerkede sprengresultater. U.S. patent 3.447.978 beskriver den første praktiske emuljsonsspreng-stoffblandingen som omfattet en vandig, diskontinuerlig fase inneholdende oppløste, oksygen-avgivende salter, et karbonholdig brensel som kontinuerlig fase, en okkludert gass og et emulgeringsmiddel. Senere er det beskrevet forbedringer og variasjoner i vann-i-olje-emulsjonsblandinger. Disse typer av sprengstoffer fremstilles ved å emulgere et organisk, oksyderende salt som er oppløst i vann med et flytende, karbonholdig brensel i nærvær av et emulgeringsmiddel. Blandingene sensi-biliseres vanligvis ved innblanding av små gassbobler eller ved å innføre gassoppfangende materiale. Innblandingen av gassbobler ved in situ kjemisk generering av gass i emulsjonen som resultat av spaltningen av et kjemikalium deri, er beskrevet for eksempel i U.S. patenter 3.706.607, 3.711.345 og 3.790.415. Generelt tilsettes det skummende midlet til den emulgerte blandingen av de andre ingrediensene, idet blandingen er tilstrekkelig viskøs til å oppfange gassboblene når de genereres. U.S. patent 4.008.180 beskriver en fremgangsmåte for kjemisk skumming av et emulsjonssprengstoff ved kontinuerlig å injisere et gassgenererende materiale i en strøm av emulsjonen og deretter avgi strømmen til en eller flere innpakningsmottagere. Det gassgenererende materialet reagerer deretter for å utvikle gass slik at emulsjonen i pakningen skummes. Lik andre lignende metoder hvor det gassgenererende kjemikalium fordeles i sprengstoffemulsjonen ved blanding eller på lignende måte, er denne fremgangsmåten ikke uten ulemper. For å oppnå god fordeling av det gassdannende midlet er det essensielt at blandefremgangsmåten resulterer i en oppbryting av det kjemiske gassdannende midlet i små partikler og fordeling av disse partiklene i emulsjonssprengstoffmassen. Siden slike blande-fremgangsmåter resulterer i en i det vesentlige tilfeldig fordeling av det kjemisk gassdannende midlet i emulsjonen, kan det forekomme volumer i emulsjonen hvor det ikke har foregått noen gassdannelse. Uten adekvat fordeling av det gassgenererende materialet og de gassbobler som tilveiebringes av dette, kan sprengstoffet mangle fenghettefølsomhet. I et forsøk på å forbedre fordelingen av det kjemiske, gassdannende midlet er det i det publiserte, syd-afrikanske patentskrift nr. 85/3253, at det anvendes et to-komponent kjemisk, gassdannende system. I dette foreslåtte systemet blandes en reaktiv komponent med

den karbonholdige brenselfasen og en andre reaktiv komponent blandes med den vandige saltfasen. Den etterfølgende emulger-ingen av den karbonholdige brenselfasen og den vandige saltfasen dannet derved et vidt fordelt system av gassbobler i den emulgerte blandingen. Mens dette forslaget er fordelaktig, krever det omsorgsfull regulering av mengden av de to reaktive komponentene i hver av de to fasene av emulsjonen. For å oppnå egnet fordeling av meget fine gassbobler i emulsjonen er det dessuten nødvendig at meget fine partikler av de to reaktive komponentene kombineres på stedet som er fordelt i massen.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en forbedret fremgangsmåte for kjemisk skumming av et emulsjonssprengstoff bestående av uorganisk oksyderende salt, flytende karbonholdig brensel, vann og et emulgeringsmiddel for å danne et sprengstoff, idet fremgangsmåten omfatter å fremstille et gassdannende middel i form av en vann-i-olje-emulsjon hvori den aktive ingrediensen i det gassdannende midlet er i den diskontinuerlige fasen og tilsette nevnte emulsjonsgassdannende middel til et fremstilt vann-i-olje-emulsjonssprengstoff. Det gassdannende midlet som selv er en vann-i-olje-emulsjon, fordeles i emulsjons-sprengstof fene ved hjelp av konvensjonelle blande- eller omrøringsfremgangsmåter. Den aktive ingrediensen i det gassdannende midlet reagerer med det uorganiske, oksyderende saltet som inneholdes i den diskontinuerlige fasen i emulsjons-sprengstof fet for å generere små gasspartikler som fordeles i emulsj onssprengstof fet.

Det aktive, gassgenererende materialet som anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er natriumnitrit. Dette nitrit, som inneholdes i den diskontinuerlige fasen i det emulgerte gassdannende midlet, reagerer med den oksyderende saltbéstanddelen som inneholdes i den diskontinuerlige fasen i emulsjonssprengstoffblandingen. Den nøyaktige mengden av emulgert, gassdannende middel som anvendes i fremgangsmåten,

vil variere og den spesifiserte mengde som anvendes, vil avhenge av den ønskede sluttdensiteten i det resulterende produktet og av temperaturen i blandingen når det emulgerte, gassdannende midlet tilsettes til emulsjonssprengstoffet. Generelt innblandes mengder som varierer fra 0,5 til 30 vekt%, fortrinnsvis 1 til 12 vekt% i emulsjonssprengstoffblandingen. Det emulgerte, gassdannende midlet tilsettes til emulsjonsspreng-stof f et ved vanlige blandetemperaturer, vanligvis mellom 48 og 77°C, og fortrinnsvis, på en slik måte at blandingen vil være tilstrekkelig viskøs til å tilbakeholde små gassbobler når gassdannelsesreaksjonen produserer et skum.

Det emulgerte, gassdannende midlet fremstilles på samme måte som et standard emulsjonssprengstoff. En ønsket mengde natriumnitrit og eventuelt metallnitratsalter oppløses i vann for å gi en vandig væske. Denne vandige væsken tilsettes langsomt til en blanding av olje og overflateaktivt middel og blandes deretter ved middels til høy skjærkraft i flere minutter inntil det dannes en emulsjon. Den aktive natrium-nitritingrediensen er inert som et gassgenererende middel inntil den tilsettes til emulsjonssprengstoffene, hvorpå den reagerer med ammoniumnitrat som foreligger i den diskontinuerlige fasen i emulsjonssprengstoffet for å generere gassbobler. Hastigheten for gassdannelsesreaksjonen avhenger av blandegraden, temperaturen i blandingen, pH i mediet, nærværet av katalysatorer o.s.v. Det emulgerte, gassdannende midlet ifølge oppfinnelsen omfatter fra 0,5 til 30 vekt% natriumnitrit, fra 5 til 90 vekt% vann, fra 1 til 50 vekt% karbonholdig væske og fra 1 til 25 vekt% emulgeringsmiddel. I tillegg til dets natriumnitritinnhold kan det emulgerte, gassdannende midlet også inneholde andre eventuelle ingredienser. Disse omfatter for eksempel natrium-nitrat, kalsiumnitrat, findelt aluminium, farvestoffer, fortykningsmidler og boblestabiliseringsmidler. Mengden av ingredienser velges fortrinnsvis slik at en total oksygenbalanse tilnærmes, d.v.s. brenslene og oksyderingsmidlene i det emulgerte, gassdannende midlet og emulsjonssprengstoffet foreligger i akkurat tilstrekkelige mengder til å reagere fullstendig. Det emulgerte, gassdannende midlet kan eventuelt selv sammensettes med eller nær ved oksygenbalanse, slik at nivået av gassdannende middel kan justeres under behandlingen for å regulere mengden av gassproduksjon uten å påvirke den totale oksygenbalansen.

Ved sammenblandingen av emulsjonssprengstoffet og det emulgerte, gassdannende midlet ifølge oppfinnelsen utnyttes fordelen ved det faktum at væskeblandinger med lignende viskositet kan kombineres lettere og mer fullstendig enn de som har forskjellige viskositeter. I fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse hvor to separate vann-i-olje-emulsjoner med lignende viskositet kombineres oppnåes dette fullstendig og effektivt med lavt energiforbruk.

Følgende eksempler og tabeller skal illustrere nytten av foreliggende oppfinnelse.

Eksempel I

Et antall emulgerte, gassdannende midler ble fremstilt inneholdende varierende mengder av natriumnitrit og andre ingredienser. Disse emulgerte, gassdannende midlene ble blandet med emulsjonssprengstoffblandinger og deretter patronert i pakninger med 25 mm diam. Densiteten, minimum tennladning og detonasjonshastighet (VOD) for hver blanding ble målt. Sammensetningen av det emulgerte, gassdannende midlet fremgår av tabell I nedenfor.

Sammensetningene av de emulsjonssprengstoffblandinger som anvendes i testene fremgår av tabell II nedenfor.

Resultatene av testingen fremgår av tabell III nedenfor.

En undersøkelse av tabell III vil vise at den emulgerte, gassdannende blandingen ifølge oppfinnelsen, når den anvendes med mange forskjellige sprengstoffblandinger, gir utmerkede sprengegenskaper i sluttproduktet.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for kjemisk skumming av et emulsjonsspreng-stof f bestående av oksyderende salt, karbonholdig brensel, vann og emulgeringsmiddel hvor et gassgenererende materiale blandes med nevnte emulsjonssprengstoff for å reagere deri med utvikling av gass for å skumme emulsjonssprengstoffet, karakterisert ved at det gassgenererende materialet omfatter en vann-i-olje-emulsjon av en vandig løsning av natriumnitrit, en karbonholdig væske og et emulgeringsmiddel .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den gassgenererende emulsjonen omfatter fra 0,5 til 30 vekt% natriumnitrit, fra 5 til 90 vekt% vann, fra 1 til 50 vekt% karbonholdig væske og fra 1 til 25 vekt% emulgeringsmiddel.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at mengden av gassgenererende emulsjon som anvendes, er fra 1 til 30 vekt% av totalblandingen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at mengden gassgenererende emulsjon som anvendes, er fra 1 til 12 vekt% av totalblandingen.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at den gassgenererende emulsjonen også inneholder additiver valgt fra oksyderende salter, findelt aluminium, farvestoffer, fortykningsmidler og boblestabiliseringsmidler.