CN1307551A - 硝酸胺/燃料油组合物 - Google Patents
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Abstract
一种炸药组合物,它含有硝酸铵颗粒、燃料油和抛掷剂,其中所述抛掷剂选自无机铵化合物、有机铵化合物、酰胺、碳酸盐和硝酸盐,条件是抛掷剂不是硝酸铵,且其中所述抛掷剂的含量大于5%重量。
Description
本发明涉及一种炸药组合物,具体涉及适用于爆破软介质如覆盖层和煤层的硝酸铵/燃料油(ANFO)组合物。
炸药组合物的爆炸以各种形式释放能量。在控制爆破以确保爆破层的大小分布和分散如希望的那样时,这些能量释放类型中有两类特别重要,它们是破裂能和抛掷能(heave energy)。破裂能(通常称为冲击能)确定了炸药组合物粉碎周围介质的能力。爆破硬的介质(如岩石)需要具有高破裂能的炸药组合物。抛掷能(通常称为起泡能)确定了炸药组合物移动其周围物质的能力。在爆破软介质如覆盖层或煤层时,用低破裂能和较高抛掷能的炸药组合物是较佳的。
ANFO和ANFO为基的炸药组合物广泛用于民用,如采矿作业。ANFO是基本上氧平衡的涂覆有燃料油的硝酸铵颗粒混合物。通常,ANFO含有94%(重量)硝酸铵和6%(重量)燃料油。ANFO广泛用于民用爆破操作主要是因为其成本低,易生产,易操作和装料、以及具有作为散装体系的方便和性能。尽管缺少防水性,ANFO和ANFO为基的炸药组合物仍适用于干的爆炸物。ANFO和ANFO为基的炸药组合物在用于爆破软介质时通常提供了过高的破裂能,因此已经采用诸如空气间隔等技术来减少爆炸时释放的破裂能。减少或控制爆炸能的其它技术包括用惰性材料稀释炸药组合物,用低密度材料(惰性物质或燃料)使炸药组合物松散,以及用微球对炸药组合物充气或吹气等。用空气分段装药法和其它减少破裂能的技术也具有减少抛掷能的作用。而抛掷能的减少通常是不希望的,因为希望在减少破裂能的同时维持或至少尽可能地减少抛掷能的丧失,以使炸药组合物能对覆盖层起移动作用。
在明挖矿或采石场的爆破方式中,炮眼通常是沿梯段均匀间隔的,间隔距离呈一致的梯段,并由爆破所需的ANFO量来决定。然而,每个梯段通常会有较硬和较软材料的区域。尽管对较软区域可用空气分段装药法等来减少破裂能,但是伴随的抛掷能的局部减少导致覆盖层的分散增加,并增加了其收集的难度和成本。希望有一种改变ANFO或ANFO为基的炸药组合物的破裂能的方法,该方法维持抛掷能或至少能尽可能地避免抛掷能的减少。
现在,我们已经发现一种ANFO炸药组合物,它具有减小的破裂能,但仍保留了所需水平的抛掷能。有利的是,可修改本发明的炸药组合物来提供所需的破裂能和抛掷能的平衡,且易在炮眼内和炮眼之间变化,以提供最优的爆破性能。
本发明提供了一种炸药组合物,它含有硝酸铵颗粒、燃料油和抛掷剂(heaveagent),其中所述抛掷剂选自无机铵化合物、有机铵化合物、酰胺、碳酸盐和硝酸盐,条件是抛掷剂不是硝酸铵,其中所述抛掷剂的含量大于5%(重量)。
本发明的炸药组合物含有硝酸铵和燃料油,它们的混合物在本领域中通常称为“ANFO”。用于本发明的炸药组合物宜含有足量的燃料油,从而使炸药组合物是基本上氧平衡的(从炸药中存在的氧化盐、燃料油、敏化剂和其它添加剂来考虑)。“基本上氧平衡的”指混合物所具有的氧平衡大于约-25%,较佳的是在-10%至+10%的范围内。如果炸药组合物单独使用,则组合物应基本上是氧平衡的。然而,如果将乳剂或其它炸药与ANFO共混,则最终混合获得的炸药组合物应是氧平衡的。
较佳的是,燃料油的含量约为硝酸铵与燃料油总重量的2%-10%(重量)。更佳的,燃料油的含量大约为3%-6%(重量)。有利的是,使用了抛掷剂可以减少炸药组合物的燃料油需求量。硝酸铵与燃料油的较佳的重量比在97∶3至96∶4的范围内。
适用于ANFO爆炸性炸药的硝酸铵颗粒是本领域中已知的。合适的硝酸铵颗粒可以是分开离散的颗粒,如球状颗粒、颗粒、团粒和细粒。美国专利No.4,736,683中提出了适合用于本发明炸药中的低孔隙率的硝酸铵颗粒。
有一小部分的硝酸铵组分可被本领域中已知的其它无机氧化剂盐替代,包括碱金属硝酸盐(如硝酸钠和硝酸钾)和高氯酸盐或碱土金属硝酸盐(例如硝酸钙、硝酸镁和硝酸钡)和高氯酸盐。这些附加组分的加入量,以硝酸铵重量计,通常最高达到大约20%(重量),更通常最高达到大约15%(重量)。
硝酸铵宜用防结块剂涂覆。硝酸铵涂层是本领域中已知的。硝酸铵可用例如粘土(如皂土)、滑石或6至24个碳原子的脂族单羧酸的金属盐来涂覆。盐的金属组分可以是碱金属或碱土金属,如钠、锌、铜、镁、钾、钙、钡和锶。脂肪酸可以是己酸、庚酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸或塔利酸(tallic acid)等。较佳的,涂层是硬脂酸镁或硬脂酸镁和氧化镁的混合物。
可采用的防结块剂用量宜为待涂布的无机氧化剂盐重量的0.1至1%(重量),更佳的约为0.1%至0.2%(重量)。当涂层是脂肪酸的金属盐(如硬脂酸镁)时,可采用较少量的防结块剂。
用于本发明炸药组合物的燃料油是本领域中已知适合于ANFO的燃料油。燃料油,尤其是第2号燃料油以及第2号柴油机燃料,是用来与硝酸铵配制而形成本发明炸药组合物的典型(且较佳的)燃料。第2号燃料油的性能规格是众所周知的:闪点在38℃以上,90%蒸馏点228最小,-338℃最大,最大Saybolt通用粘度在38℃为38秒(3.6cSt)(ASTM D396-84燃料油标准规格)。第2号柴油机燃料的规格也是众所周知的(闪点高于52℃),在ASTM D975的柴油机燃料油标准规格中有所描述。石油馏分(有时指粗制或部分精制的油)也是合适的燃料组分。可采用其它各种市售的液态烃。实际上,任何能以液态形式混合的液态烃均适合用来配制该炸药。燃料油可部分或全部被一种或多种其它可氧化的材料(如衍生自石油的其它烃馏分以及衍生自其它矿物燃料的类似馏分)代替。这些包括民用燃料油、柴油机燃料、喷气式发动机燃料(特别是“A”型喷气式燃料)、油、煤油、润滑油、煤馏油、油母岩质提取物(来自页岩油)等。还可用衍生自植物和动物来源的油以及合成产品如醇(例如有8至16个碳原子或更多的链)、乙二醇、胺、酯、酮和精制矿物油(在室温下为液体,最好有38℃以上的闪点)代替燃料油。适用于含碳燃料组分的饱和脂肪酸型辅助燃料包括辛酸、癸酸、月桂酸、棕榈酸、山嵛酸和硬脂酸。适用于含碳燃料组分中的高级醇型辅助燃料包括己醇、壬醇、月桂醇、鲸蜡醇和硬脂醇。用作含碳燃料组分中的辅助燃料的其它易混溶的含碳材料包括植物油,如玉米油、棉籽油和大豆油。如果需要的话,可加入碳水化合物材料作为辅助燃料,其典型例子是甘露糖、葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖和糖蜜。
还可用少量高熔点的蜡(熔点至少38℃、通常小于燃料的1%(重量))作为含碳燃料组分。可用于含碳燃料组分的蜡包括衍生自石油的蜡,如矿脂蜡、微晶蜡和石蜡;矿物蜡,如地蜡和褐煤蜡;动物蜡,如鲸蜡;以及昆虫蜡,如蜂蜡和中国蜡。
具有任何所需运动粘度的石油油料可用作含碳燃料的一个组分,它可包括这样的油,该油具有从稀液体到稠得在常温下不能流动的那些液体(少量)的运动粘度。典型的石油油料在25℃下的运动粘度在大约5至4000cSt的范围内。
最佳的是,燃料油(含有任何此类石油油料)具有小于约200cSt的运动粘度,还要佳的运动粘度为约2至100cSt(在25℃下测定)。
本发明的炸药组合物基本上是干的。较佳的是,该炸药组合物含有小于1%(重量)的水,更佳的是含有小于约0.5%(重量)的水,最佳的是含有大约0.2%(重量)的水。
本领域常规采用的各种改性剂、增浓剂和敏化剂可掺入本发明的炸药组合物。例如,可加入能量增加剂,如铝、镁、铝镁合金、磷铁、高硅铸铁、铅及其盐和三硝基甲苯。
本发明的ANFO组合物可用诸如本领域技术人员已知的那些敏化剂来敏化。合适的敏化剂包括聚苯乙烯粒。美国专利No.4,889,570指出,可施加诸如瓜尔胶的防水剂作为硝酸铵的涂层。
本发明的炸药组合物可用现在用来制备ANFO炸药组合物的任何连续、半连续或分批方法来制备。当燃料来源是一种或多种油的混合物时,则宜在这些油加入硝酸铵之前先进行混合。
抛掷剂可选自无机铵化合物,有机铵化合物,酰胺,碳酸盐和硝酸盐,条件是抛掷剂不是硝酸铵,其中抛掷剂的含量大于5%(重量)。
无机铵化合物包括铵盐,铵复盐及其混合物。较佳的无机铵化合物包括硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、硫代硫酸铵、硫氰酸铵、磺酸铵和磷酸铵。较佳的复盐包括硫酸硝酸铵、磷酸硝酸铵和硝酸钙铵。含有复盐的较佳的无机铵是硫酸硝酸铵。我们已经发现,肥料级硫酸硝酸铵特别适用于本发明。
适用于本发明的有机铵化合物包括乙酸铵、草酸铵、酒石酸铵和柠檬酸铵。
适用于本发明的碳酸盐包括碳酸钙和碳酸钠。适用于本发明的硝酸盐包括硝酸钙。适用于本发明的酰胺包括脲和双氰胺。特别佳的是在本发明中采用20-30%的脲。采用这种用量的脲可特别有效地降低炸药组合物的引爆速度,同时产生显著体积的气体。脲作为一种适用的抛掷剂也是因为其成本很低。
用于本发明炸药组合物的抛掷剂的含量大于5%(重量)。抛掷剂容易采用高达约60%(重量)。较佳的是,抛掷剂在炸药组合物中的含量为20至40%(重量)。
我们已经发现,将抛掷剂加入ANFO或ANFO为基的炸药组合物大大降低了组合物的氧平衡。结果,减少了达到氧平衡的炸药组合物所需的燃料油用量。燃料油的减少,以及用抛掷剂替代ANFO有关的减少导致炸药组合物的燃料油需求显著减少,同时基本维持了抛掷能量。
抛掷剂的较佳粒径在直径为1至10毫米的范围内。最优粒径取决于装料大小(直径)。在直径大的炮眼(如用来爆破覆盖层或煤层的炮眼(150至320毫米的炮眼))内,宜采用直径较大的抛掷剂。较佳的粒径约为1至2毫米。硫酸硝酸铵(肥料级)是一种较佳的抛掷剂,易以85%粒径在2至5毫米范围内、平均粒径为2.8至3.5毫米的形式购得。
本发明的组合物可通过将抛掷剂与预先混合的硝酸铵/燃料油组合物进行混合来制得。另外,可使多孔性硝酸铵颗粒与抛掷剂混合,随后将该混合物与燃料油混合,制得本发明的组合物。
尽管不拘泥于理论的束缚,申请人已经进行了许多理论性计算,来评价本发明炸药组合物的可能有的性能。在下表1和2中,再现了用“理想炸药代码(Ideal ExplosivesCode”(“IDEX”)计算理想的炸药性能所得的理论性计算结果。
表1
| ASN/ANFO(98/2) | ||||||
| 0/100 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | |
| O2平衡 | 12.89 | 7.87 | 5.35 | 2.84 | 0.33 | -2.18 |
| 密度(g/cc) | 0.82 | 0.86 | 0.89 | 0.91 | 0.94 | 0.96 |
| 反应热(兆焦/千克) | 2.37 | 2.1 | 1.97 | 1.84 | 1.7 | 1.57 |
| 理想的VoD(m/s) | 4476 | 4481 | 4490 | 4506 | 4529 | 4550 |
| CJ温度(K) | 2307 | 2147 | 2068 | 1988 | 1905 | 1822 |
| 气体体积(升/千克) | 1080 | 1050 | 1040 | 1020 | 1010 | 994 |
| REE,至100MPa(标准) | 68 | 62 | 59 | 56 | 53 | 49 |
| RBS,至100MPa(标准) | 70 | 67 | 65 | 64 | 62 | 59 |
表2
| ASN/ANFO(94/6) | ||||||
| 0/100 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | |
| O2平衡 | -1.32 | -3.5 | -4.59 | -5.68 | -6.77 | -7.86 |
| 密度(g/cc) | 0.82 | 0.86 | 0.89 | 0.91 | 0.94 | 0.96 |
| 反应热(兆焦/千克) | 3.82 | 3.13 | 2.8 | 2047 | 2.14 | 1.8 |
| 理想的VoD(m/s) | 1288 | 1227 | 1197 | 1166 | 1133 | 1096 |
| CJ温度(K) | 3041 | 2676 | 2499 | 2318 | 2131 | 1937 |
| 气体体积(升/千克) | 1070 | 1050 | 1040 | 1020 | 1010 | 1000 |
| REE,至100MPa(标准) | 102 | 87 | 79 | 71 | 64 | 56 |
| RBS,至100MPa(标准) | 105 | 94 | 87 | 81 | 75 | 68 |
虽然不拘泥于理论的束缚,可以认为抛掷剂在引爆反应过程中起重要作用。其主要影响是对于能量释放的速度、燃烧程度和气体产生的影响。
能量释放的速度受引爆速度和反应区长度控制。据认为,抛掷剂的加入对引爆有延迟作用。VOD的降低可以使有更多的能量用作岩石破裂过程的抛掷能。
据认为,VOD的降低是通过化学相互作用时发生硝酸铵的分解反应,然后吸收竞争反应分解时释放的热量来实现的。在本发明的组合物中,引爆温度也有所降低。
可以认为,在加入抛掷剂时装药区临界直径与反应区长度呈函数关系。对于快速引爆炸药来说,反应区长度非常短(2-10毫米),对于较慢引爆的炸药来说,反应区长度非常长(35-37毫米)。我们已经发现,爆炸波阵面内反应的显著减慢会使得更多的能量用于C-J平面后面残余气体的膨胀。
在炸药组合物中加入所谓的惰性物质如氯化钠,结果会使VOD下降,VOD的这个下降通常与该物质的加入量成正比。然而,惰性物质和抛掷剂的主要差别在于惰性物质在引爆时不会产生气体。与本发明相反的是,惰性物质的加入会导致每千克炸药组合物的总气体体积减少。
我们认为,本发明中指定的材料在硝酸铵炸药的分解过程中起重要作用。
可以认为,硝酸铵燃烧的速率决定步骤是分解为氨气和硝酸的分解反应;
<
我们认为,抛掷剂通过以下因素会抑制或延迟上述反应过程:
(i)分解产生过量氨气,使上述分解平衡明显向左移动,例如
草酸铵>氨气+草酸
(ii)脲、双氰胺或其它还原性物质与反应(1)中硝酸铵分解期间产生的硝酸或氧化氮混合。可以认为,未氧化的氨气会在反应区内积累,反应(1)中的燃烧过程将被抑制或延迟。
硝酸+脲>硝酸脲
因此,可以认为,抛掷剂在硝酸铵分解反应中起延迟剂的作用。反应(2)和(3)使反应(1)的平衡向左移动,因此可以认为,是控制了能量释放的速度。
抛掷剂与硝酸铵爆破剂的相互作用使下列反应完全进行:
可以认为推动反应(4)向放热方向移动可能是由于过量氧气通过和反应(2)中延迟剂分解产生的氨气反应而被除去的缘故。
即使是少量可燃烧的物质也会影响释放显著热量的放热性分解进行。
可以认为,利用弱酸的铵盐(即具有较低分解温度的铵盐(通过反应2))可以促进分解成气体组分。
硝酸铵是一个含氧多的分子,每个分子含有一个氧,这个氧量超过了其氢进行完全燃烧所需的氧量(通过反应4)。
当热量存在时,则这个过量的氧可用于加入的铵盐中的氨基团的氢原子进行氧化(通过反应5)。(在铵盐中的)氨的氧化会产生热量,而该热量是(在铵盐中的)酸根转变成气体产物所需要的。
除了上述以外,硝酸铵分解成氨气和硝酸同时也需要热量。
根据本发明将抛掷剂加入ANFO为基的爆破剂中,看来对炸药分解过程具有延迟和稍稍去敏化的作用。另外,抛掷剂看来提供了热能余量,这是由于氨基团的氧化(见上文反应(5))和由于酸根分解反应引起的热能短缺。
认为抛掷剂对化学反应和热化学有显著影响。化学能量释放速度在炸药破坏岩石的性能中极其重要。破裂能和抛掷能的能量分配决定了炸药移动其周围物质的能力。
本发明制剂通过减慢爆炸波阵面内的化学反应(由VOD数值的降低以及反应区长度(临界直径)的延伸可见)有效地控制了抛掷能的传递。另外,组合物提供了大量气体,因此在软的覆盖层和煤层应用中的有效爆破上是有利的。
认为抛掷剂通过与硝酸铵球状颗粒反应在引爆过程中产生大量气体分子。
燃料油被硝酸铵球状颗粒直接氧化产生了大量非常热,因而往往能量非常高的气体。
有利的是,本发明提供了一种容易调节的炸药组合物,该组合物能控制能量释放的速度,并且同时能维持大量体积气体的产生。采用本发明的组合物,可以在预先钻孔的炮眼中装入针对每一炮眼甚至是每个炮眼中的不同区域而具体选择能量释放速度的炸药组合物。利用本发明能量可调节的炸药,能更好地控制覆盖层破碎的定位,并可能减少或消除爆破孔的背面裂断。
有利的是,可通过在生产时改变掺入炸药组合物中的抛掷剂的比例,并对炸药组合物装入炮眼中的情况进行预先估计,可使本发明组合物具有不同的能量和能量释放速度。ANFO为基的炸药组合物通常是用散装卡车当场混合硝酸铵颗粒和燃料油来进行生产。ANFO为基的炸药组合物的当场生产方法容易作调整来生产本发明的炸药组合物的。硝酸铵颗粒物质和抛掷剂可以预先混合,本发明的炸药组合物可以用通常的方式来生产。
有利的是,移动的炸药生产设备中还可包括一个贮存设备,从而可通过控制抛掷剂计量加入炸药生产过程中的速度来方便地控制抛掷剂的用量。这样就容易使炮眼与炮眼之间的炸药组成不同,也容易使任何特定炮眼内的炸药组分不同。通过提供适当的能量释放(甚至是在一个炮眼内),爆破区域地质学上的局部差异也可考虑在内。
抛掷剂可以这样的方式掺入ANFO-为基的炸药组合物中:在掺入燃料油之前将抛掷剂与硝酸铵颗粒混合,也可将抛掷剂掺入已经混合好的ANFO组合物中。
有利的是,本发明的组合物能减少煤炭微粒的产生,减少超爆现象,改进岩石覆盖层的形成和安置,从而提供提高的拖痕和挖土效率,并可能消除地面的扩底孔。
我们还发现,掺入抛掷剂可减少炸药组合物中燃料油的含量。通常,硝酸铵燃料油组合物是氧平衡的,具有94%(重量)的多孔性硝酸铵球状颗粒和6%(重量)的燃料油。燃料油是最昂贵的组分,因此根据本发明,通过掺入气体产生剂,可以减少所需的燃料油用量。例如,认为用97∶3 ANFO组合物与抛掷剂的组合可获得有效爆破。实际上,我们发现,选择抛掷剂如脲和其它还原剂可使爆破剂中完全不需要燃料油。
尽管本发明的ANFO炸药组合物可单独使用,但是这些炸药也可以和本领域已知的乳剂炸药或水凝胶炸药混合使用。
在本申请说明书全文以及随后的权利要求中,除非内容另有需要,词语“包含”应理解为表示包括所述的一个或多个完整事物或步骤,但也不排除其它任何一个或多个完整事物或步骤。
现在将参照下列非限制性实施例进一步描述本发明。
实施例1至3
对比例CE1和CE2
将从硝酸铵球状颗粒以及燃料油按照表3所示比例制得的ANFO爆破剂与硫酸硝酸铵(如果有的化)与混合。所得爆破剂的密度示于表3中。实施例1至3以及对比例CE2具有的AN∶FO比例为96∶4。
表3
| 实施例编号 | CE1 | CE2 | 1 | 2 | 3 |
| 硝酸铵球状颗粒1 | 94 | 96 | 67.2(96) | 57.6(96) | 48.0(96) |
| 燃料油2 | 6 | 4 | 2.8(4) | 2.4(4) | 2.0(4) |
| 硫酸硝酸铵 | - | - | 30.0 | 40.0 | 50.0 |
| 密度(g/cc) | 0.80 | 0.82 | 0.86 | 0.88 | 0.89 |
1.硝酸铵球状颗粒:
NITROPRILTM炸药级硝酸铵颗粒,Orica Australia Pty Ltd提供
2.燃料油:第2号燃料油
3.硫酸硝酸铵:
BASF提供
60%硫酸铵
40%硝酸铵
然后,测试干的爆破剂,测出引爆的速度。将具有干净的切割末端的两段光学纤维插入受试验硬纸管内的炸药中,相隔一个已知距离(通常为100毫米)。将这两段纤维的另一端与电子计时器的两个接头相连,该计时器能对从起始到记号终止信号的光脉冲进行计时。位于所装药料靠近引爆剂的药包内的光纤是为计时器提供的起始信号,应与接头0相连。另一个光纤使计时器停止,应与接头1相连。
计时器对爆炸波阵面通过起始光纤和终止光纤时的光脉冲计时,用毫秒表示该时间。根据爆炸波阵面从第一段纤维到第二段纤维所需的时间来计算引爆速度。
在不同直径的硬纸管内引爆所装的炸药药料。用达到药包100%引爆的最小药包直径来确定临界直径。
计算可获得的相对有效能量,可获得的相对体积能量(bulk energy),以及气体体积。
这些测试的结果显示在表4中。
表4
| 实施例编号 | CE1 | CE2 | 1 | 2 | 3 |
| VOD(千米/秒) | |||||
| 无约束的药包直径 | |||||
| 120毫米 | 3.3 | 2.7 | 1.9 | 失败 | 失败 |
| 152毫米 | 3.6 | 3.0 | 2.4 | 1.6 | 1.3 |
| 185毫米 | 3.9 | 3.2 | 2.6 | 2.2 | 1.5 |
| 200毫米 | 4.3 | 3.3 | 2.8 | 2.4 | 2.1 |
| 250毫米 | 4.5 | / | 3.1 | / | 2.4 |
| 临界直径(毫米) | >100 | >100 | >120 | >150 | >150 |
| 可获得的能量: | |||||
| 相对有效(ANFO) | 100 | 87 | 71 | 66 | 60 |
| 相对体积(ANFO) | 100 | 89 | 76 | 73 | 67 |
| 气体体积(升/千克) | 1080 | 1070 | 1040 | 1020 | 1010 |
实施例4至8
对比例CE3
按照实施例1所述的步骤,从表5列出的组分制得干的ANFO爆破剂。
表5
| 实施例编号 | CE3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 硝酸铵球状颗粒1 | 94 | 67.2(96) | 79.2(97) | 57.6(96) | 73.6(97) | 82.2(97) |
| 燃料油2 | 6 | 2.8(4) | 2.8(3) | 2.4(4) | 2.4(3) | 2.8(3) |
| 硫酸硝酸铵 | / | 30.0 | / | 40.0 | / | / |
| 硫酸铵4 | / | / | 18.0 | / | 24.0 | / |
| 碳酸氢铵5 | / | / | / | / | / | 15.0 |
| 密度(g/cc) | 0.80 | 0.87 | 0.88 | 0.88 | 0.89 | 0.88 |
1.硝酸铵球状颗粒:
NITROPRILTM炸药级硝酸铵颗粒,Orica Australia Pty Ltd提供
2.燃料油:第2号燃料油
3.硫酸硝酸铵:
BASF提供
60%硫酸铵
40%硝酸铵
4.硫酸铵:Incitec Industrial Chemicals提供
5.碳酸氢铵:Spectrum Distributors提供
干的爆破剂基本上是氧平衡的,按照实施例1所述步骤对其进行测试,结果显示在表6中。
表6
| 实施例编号 | CE3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| VOD(千米/秒) | ||||||
| 无约束的药包直径 | ||||||
| 120毫米 | 3.3 | F | F | / | / | 2.8 |
| 150毫米 | 3.6 | 2.1 | 1.6 | F | F | 3.2 |
| 185毫米 | 3.9 | 2.6 | 2.3 | 1.6 | 1.5 | 3.1 |
| 临界直径(毫米) | >100 | >120 | >120 | >150 | >150 | >200 |
| 可获得的能量: | ||||||
| 相对有效(ANFO) | 100 | 71 | 72 | 66 | 67 | / |
| 相对体积(ANFO) | 100 | 76 | 77 | 73 | 74 | / |
| 气体体积(升/千克) | 1080 | 1040 | 1040 | 1020 | 1040 | 960 |
实施例9至11
对比例CE4和CE5
按照实施例1所述的步骤,从表7列出的组分制得干的ANFO爆破剂。
表7
| 实施例编号 | CE4 | CE5 | 9 | 10 | 11 |
| 硝酸铵球状颗粒1 | 94.0 | 96.0 | 67.2(96) | 48.0(96) | 80.0 |
| 燃料油2 | 6.0 | 4.0 | 2.8(4) | 2.0(4) | / |
| 硝酸铵6 | / | / | 24.0* | 40.0* | / |
| 脲7 | / | / | 6.0* | 10.0* | 20.0 |
| 密度(g/cc) | 0.80 | 0.82 | 0.80 | 0.78 | 0.79 |
1.硝酸铵球状颗粒:
NITROPRILTM炸药级硝酸铵颗粒,Orica Australia Pty Ltd提供
2.燃料油:第2号燃料油
3.硫酸硝酸铵:
BASF提供
60%硫酸铵
40%硝酸铵
6.硝酸铵:Incitec Industrial Chemicals提供
7.脲:Incitec Industrial Chemicals提供
按照实施例1所述步骤对干的爆破剂进行测试,结果显示在表8中。
表8
| 实施例编号 | CE4 | CE5 | 9 | 10 | 11 |
| VOD(g/cc) | |||||
| 无约束的药包直径 | |||||
| 90毫米 | F | F | 2.3 | 1.8 | |
| 100毫米 | / | / | 2.5 | / | |
| 120毫米 | 3.3 | 2.7 | 2.9 | 2.6 | |
| 152毫米 | 3.6 | 3.0 | 3.2 | 2.9 | |
| 185毫米 | 3.9 | 3.2 | 3.3 | 2.9 | F |
| 200毫米 | 4.3 | 3.3 | 3.2 | / | 2.1 |
| 250毫米 | 4.5 | / | 3.5 | 3.3 | 2.8 |
| 临界直径(毫米) | >100 | >100 | >60 | >80 | >200 |
| 气体体积(升/千克) | 1080 | 1070 | 1070 | 1070 | 1070 |
Claims (16)
1.一种炸药组合物,它含有硝酸铵颗粒、燃料油和抛掷剂,其中所述抛掷剂选自无机铵化合物、有机铵化合物、酰胺、碳酸盐和硝酸盐,条件是抛掷剂不是硝酸铵,其中所述抛掷剂的含量大于5%重量。
2.根据权利要求1所述的炸药组合物,其中抛掷剂是选自硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、硫代硫酸铵、硫氰酸铵、磺酸铵和磷酸铵的无机铵化合物。
3.根据权利要求1或2所述的炸药组合物,其中抛掷剂是选自硫酸硝酸铵、磷酸硝酸铵和硝酸钙铵的无机铵化合物。
4.根据权利要求1至3任一所述的炸药组合物,其中抛掷剂是硫酸硝酸铵。
5.根据权利要求1所述的炸药组合物,其中抛掷剂是选自乙酸铵、草酸铵、酒石酸铵和柠檬酸铵的有机铵化合物。
6.根据权利要求1所述的炸药组合物,其中抛掷剂是选自碳酸钙和碳酸钠的碳酸盐。
7.根据权利要求1所述的炸药组合物,其中抛掷剂是硝酸钙,其含量超过炸药组合物重量的20%。
8.根据权利要求1所述的炸药组合物,其中抛掷剂是选自脲和双氰胺的酰胺。
9.根据权利要求8所述的炸药组合物,其中抛掷剂是脲。
10.根据权利要求1至9任一所述的炸药组合物,其中抛掷剂在炸药组合物中的含量为20至40重量。
11.根据权利要求1至10任一所述的炸药组合物,其中抛掷剂粒径在直径1至10毫米的范围内。
12.根据权利要求11所述的炸药组合物,其中粒径在1至2毫米的范围内。
13.根据权利要求1至12任一所述的炸药组合物,其中根据的是硝酸铵和燃料油的重量,更佳的是,燃料油的含量为3%至6%重量。
14.根据权利要求1至12任一所述的炸药组合物,其中硝酸铵与燃料油的重量比在97∶3至96∶4的范围内。
15.根据权利要求1至14任一所述的炸药组合物,其中燃料油选自第2号柴油机燃料。
16.一种基本上参照附图和/或实施例在上文所述的炸药组合物。
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