DE2263761A1 - Wettersprengstoffe mit hoher energie und sicherheit - Google Patents
Wettersprengstoffe mit hoher energie und sicherheitInfo
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Description
Troisdorf, den 27. Dezember 1972 72 132 (2129) Dr.Sk/Ko
DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln
"Wettersprengstoffe mit hoher Energie und Sicherheit"
Die Erfindung betrifft sichere und energiereiche Wettersprengstoffe
auf der Basis von sensibilisierenden Komponenten und einem umgekehrten Salzpaar mit dem Zusatz eines Gemisches aus einem
unverhältnismäßig hohen Anteil an nicht salzartigen, verbrennlichen Stoffen und aus Metallcarbonaten.
Es ist bekannt, daß die Energie in Sprengstoffsystemen, die
Sprengöl und das Salzpaar Alkalinitrat/Ammoniumchlorid enthalten, nicht vollständig ausgeschöpft wird. Es sind verschiedene
Wege vorgeschlagen worden, die Energie des Gesamtsystems anzuheben. Ein wesentlicher Faktor ist hierbei die Bindung des überschüssigen
Sauerstoffes, der aus der Salzpaarreaktion entsteht, durch Zusatz von verbrennlichen Verbindungen. Die Erfahrung hat
jedoch gezeigt, daß es nicht leicht ist, die Forderung nach einer hohen Schlagwettersicherheit zu erfüllen, wenn der Sauerstoff
aus der Salzpaarreaktion zu Verbreruiungsreaktionen von
kohlenstoff- oder wasserstoffenthaltenden Substanzen genützt
wird. Als solche Substanzen kommen hauptsächlich organische Sub-
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stanzen mit relativ hoher negativer Sauerstoffbilanz, z.B. Holzmehl, Guarmehl, Pflanzenmehl, infrage. Da deren Wirkung auf die
Schlagwettersicherheit jedoch beträchtlich ist, sind ihrer Verwendung in schlagwettersicheren Vettersprengstoffen enge Grenzen
gesetzt. Wenn diese Stoffe dennoch bisher in Sprengstoffgemischen eingesetzt wurden, und zwar in Mengen bis zu maximal
2 % des Sprengstoffgemisches, so in erster Linie nicht aus Energiegründen,
sondern zur Aufrechterhaltung wichtiger sprengtechnischer Eigenschaften, wie z.B. lagerbeständigkeit, Wasserfestigkeit,
Detonationsübertragungsfähigkeit.
Es bestand nun die Aufgabe, die Energie von Wettersprengstoffen zu erhöhen und gleichzeitig eine hohe Schlagwettersicherheit der
erhaltenen Sprengstoffe zu gewährleisten.
Es wurde nun gefunden, daß ohne Verlust der Schlagwettersicherheit
organische, nicht salzartige Substanzen in weit größerer Menge als bisher bekannt, zur Energieerhöhung in Sprengstoffmischungen
eingesetzt werden können, wenn die organischen, nicht salzartigen Substanzen nicht fur sich allein, sondern stets in
Verbindung mit Metallcarbonaten eingesetzt v/erden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind also Wetter.sprengstoffe
mit hoher Energie auf der Basis von sensibilisierenden Komponenten, umgekehrten Salzpaaren und verbrennlichen organischen
Substanzen, die durch einen Zusatz von mehr als 2 Gew.% an organischen nicht salzartigen Substanzen mit einer Sauerstoffbilanz
von -80 bis -200 %, vorzugsweise -100 bis -150 %, und von
Metallcarbonaten gekennzeichnet sind.
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Überraschenderweise zeigte sich, daß die Schlagwettersicherheit bei Anwesenheit von Metallcarbonaten trotz eines erhöhten Zusatzes
an organischen, nicht salzartigen Verbindungen nicht verlorengeht. Das Gewichtsverhältnis von organischer Substanz zu
Metallcarbonat liegt im Bereich von 5 : 1 bis 1 : 5, vorzugsweise
2 :1 bis 1 : 2. Die organischen, nicht salzartigen Verbindungen
sollen eine Sauerstoffbilanz im Bereich von -80 bis -200 %t
vorzugsweise -100 bis -150 %, besitzen. Im Gegensatz zu den bekannten
Sprengstoffen enthalten die erfindungsgemäßen Sprengstoffe mehr als 2 % der organischen, nicht salzartigen Substanzen.
Ihr Anteil in dem gesamten Sprengstoffgemisch sollte möglichst 8 Gew.% nicht überschreiten; vorzugsweise liegt er im
Bereich von 3 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Sprengstoffgemisch.
Als organische, nicht salzartige Verbindungen können z.B. verwendet
werden (in den Klammern sind die Sauerstoffbilanzen aufgeführt):
Galactomannan, wie Guarmehl (-114 %), Holzmehl (-138
%), Torf (-141 %), Cellulose (-119 %) oder Cellulosederivate,
wie Methylcellulose (-130 %) oder Carboxymethylcellulose (-110
%), Korkmehl (-190 %), Pflanzenmehle, wie Weirenmehl (-132 %),
Kartoffelstärke (-119 %) sowie feinverteilte Polymere, wie Polyvinylchlorid
(-142 %) und Harnstoff-Formaldehydharze (-111 %),
Als Metallcarbonate können z.B. verwendet werden: Alkali- und
Erdalkalicarbonate, wie Natriumhydrogencarbonat, Magnesiuracarbonat,
Calciumcarbonat, Dolomit, Bariumcarbonat sowie Schwermetallcarbonate,
wie Zinkcarbonat oder Eisencarbonat.
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Sensibilisierende Komponenten im Sinne der Erfindung sind die Salpetersäureester des Glycerins, Glycols und Pentaerythrits
oder Gemische dieser. Im flüssigen Zustand können die Salpetersäureester in bekannter Weise angedickt werden. Die Menge der
sensibilisierenden Komponente liegt zwischen 6,5 und 15 Gew.%,
vorzugsweise zwischen 8 und 12 Gew.%.
Die umgekehrten Salzpaare bestehen in bekannter Weise aus den Nitraten des Kaliums oder des Natriums oder Gemischen dieser
und aus Ammoniumchlorid. Das Ammoniumchlorid braucht nicht im äquimolaren Verhältnis zu den Nitraten vorzuliegen. Das molare
Verhältnis Ammoniumchlorid/Alkalinitrat beträgt 0,6 bis 1,6, vorzugsweise 0,9 bis 1,3.
Neben den Alkalinitraten können auch in bekannter Weise andere sauerstoffabgebende Salze, wie Ammoniumnitrat, zugesetzt werden.
Das Ammoniumnitrat liegt hierbei vorzugsweise in Form von Granulaten oder Prills vor. Sein Gehalt im Sprengstoff kann bis
zu 40 Gew.%, vorzugsweise 4 bis 20 Gew.%, betragen.
Die Wettersprengstoffe können neben den organischen, nicht salzartigen
Substanzen auch in bekannter Weise andere verbrennliche Verbindungen enthalten, z.B. Ammoniumsalze organischer Säuren,
wie Aminoniumoxalat (Sauerstoffbilanz -45 %) oder geringe Mengen
an Metallseifen, wie Calciumstearat (Sauerstoffbilanz -274 %).
Weiterhin können den Wettersprengstoffen neben den Metallcarbonaten auch in bekannter Welse weitere anorganische Substanzen,
v/ie Tonerde, Kieselsäure oder Magnesiumoxid, zugesetzt werden.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Wettersprengstoffe besteht darin, daß der Zusatz der beschriebenen organischen, nicht
salzartigen Verbindungen von mehr als 2 Gev.% Energiesteigerungen
bis zu AO % ermöglicht, und zwar unter Beibehaltung der
gleichen Schlagwettersicherheit. Bestehen die erwähnten organischen,
nicht salzartigen Verbindungen aus Quellmitteln, wie z.B. Carboxymethylcellulose oder Guarmehl, so wird außerdem eine erhöhte
Wasserfestigkeit erhalten. Werden als organische, nicht salzartige Verbindungen solche Stoffe verwendet, die auflockernd
und/oder wasserbindend in dem pulverförmigen Sprengstoff wirken,
wie z.B. feinverteilte Kieselsäure oder Tonerde, so wird eine verbesserte Lagerbeständigkeit erzielt.
Die erfindungsgemäßen Wettersprengstoffe werden in bekannter Weise hergestellt. Die anorganischen Bestandteile mit Ausnahme
der Animoniumnitratkörner werden auf eine Kornfeinheit gebracht,
bei der 30 bis 100 % ein Sieb mit 0,1 mm Maschenweite passieren. Dann werden die festen Bestandteile mit den flüssigen sensibilisierenden
Komponenten gemischt.
Zur Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Beispiele aufgeführt.
Der erfindungsgemäße Gedanke soll durch diese Beispiele nicht eingeschränkt werden.
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Die Sprengstoffgemische wurden in der üblichen bekannten Weise hergestellt. Die Zusammensetzungen sind in den Tabellen aufgeführt.
Die Tabellen enthalten außerdem die berechneten Werte für die Sauerstoffbilanz und die spezifische Energie (Produkt
aus Molzahl der gasförmigen Schwadenbestandteile, Explosionstemperatur und Gaskonstante) sowie die Bleiblockausbauchungen
nach der Methode der Bundesanstalt für Materialforschung und die Ergebnisse der Prüfung auf Schlagwettersicherheit nach den
deutschen Prüfbedingungen für Wettersprengstoffe der Klasse III
(vergleiche H. Ahrens, Nobel Hefte, Mai 1959). Weiterhin ist das Gewichtsverhältnis von organischer, nicht salzartiger Substanz
zu Calciumöarbonat angegeben.
Die Zusammensetzung des Sprengstoffes 1 entspricht bekannten schlagwettersicheren Sprengstoffmischungen der deutschen Klasse
III. Wird der Anteil an organischer, nicht salzartiger Substanz (hier Guarmehl) erhöht, so geht die Schlagwettersicherheit
verloren (Sprengstoff 2). Es ist auf diese Art nicht möglich, den Sauerstoffüberschuß des umgekehrten Salzpaares zur
Steigerung der Energie auszunutzen.
Erst die erfindungsgemäße Verwendung von Metallcarbonaten zusammen
mit dem relativ großen Anteil an organischer, nicht salzartiger Substanz führt zu der gewünschten Erhöhung der spezifischen
Energie unter Beibehaltung der Schlagwettersicherheit (Sprengstoffe 3 und 4). Der Energievorteil der erfindungsgemäßen
Sprengstoffe 3 und 4 gegenüber dem herkömmlichen Spreng-
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stoff 1 drückt sich auch entsprechend in den experimentell ermittelten Bleiblockausbauchungen aus. Während mit dem Sprengstoff
2 eine schwere Schlagwetterzündung in der Versuchsstrecke erhalten wurde, genügte schon ein geringer Zusatz an Metallcarbonat
im Sprengstoff 3 (Verhältnis organische, nicht salzartige Substanz-Calciumcarbonat =2:1) zur Verhinderung der Schlagwetterzündung
.
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Zusammensetzung
Sprengstoff
3 4
3 4
| Glycerintrinitrat | 5,4 | 5,4 | 5,4 | 5,4 |
| Glycoldinitrat | 3,6 | 3,6 | 3,6 | 3,6 |
| Tonerde | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Kaliumnitrat | 58,8 | 56,7 | 54,0 | 50,0 |
| Ammoniurnehlοrid | 30,9 | 30,0 | 30,7 | 31,7 |
| Guarmehl | 1,0 | 4,0 | 4,0 | 4,0 |
| Calciumcarbonat | _ | 2,0 | 5,0 |
Sauerstoffbilanz %
spezifische Energie mto/kg
Bleiblockausbauchung
cm"
Schlagwettersicherheit
Verhältnis organische Substanz/ Calciumcarbonat +8,3
33,6
+4,6
+3,2
40,5
110
: 1
+1,1
40,8
112
keine Zündung keine keine Zündung Zündung Zündung
1 : 1,25
409827/0499
In der Tabelle 2 sind weitere erfindungsgemäße Sprengstoffe mit hoher Schlagwettersicherheit und Energie aufgeführt. Anstelle
des Caliumnitrates in den Sprengstoffen der Tabelle 1 enthalten die Sprengstoffe 5 und 6 Natriumnitrat. Im Sprengstoff 6 kommt
neben dem Guarmehl noch eine weitere organische, nicht salzartige Substanz, Weizenmehl, zum Einsatz. Dem Sprengstoff 7 wurde
Ammoniumnitrat in Form von Prills (Durchmesser = 0,5 bis 1,5 mm) zugesetzt.
-10-409827/0499
- ίο -
Zusammensetzung
Verhältnis organische Substanz/ Calciumcarbonat
Sprengstoff 5 6 7
| Glycerintrinitrat | 5,4 | 5,4 | 5.4 |
| Glycoldinitrat | 3,6 | 3,6 | 3,6 |
| Tonerde | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Kaliumnitrat | - | - | 44,7 |
| Natriumnitrat | 47,2 | 47,5 | — |
| Ammoniumchlorid | 35,0 | 35,2 | 28,9 |
| Ammoniumnitrat | - | - | 10,0 |
| Guarmehl | 3,5 | 2,0 | 2,1 |
| Weizenmehl | - | 1,0 | - |
| Calciumcarbonat | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| Sauerstoffbilanz % | +2,7 | +3,3 | +4,5 |
| spezifische Energie mto/kg |
41,8 | 41,1 | 40,7 |
| Bleiblockaus- -, bauchung cnr |
118 | 109 | 120 |
| Schlagwettersicher heit |
keine Zündung |
keine Zündung |
keine Zündung |
1 : 1,43 1 : 1,67
1 : 2,38
409827/0499
Claims (7)
1. Wettersprengstoff auf der Basis von sensibilisierenden Komponenten,
umgekehrten Salzpaaren und verbrennlichen organischen Substanzen, gekennzeichnet durch einen Zusatz von mehr
als 2 Gev.% an organischen, nicht salzartigen Substanzen mit
einer Sauerstoffbilanz von -80 bis -200 %, vorzugsweise -100
bis -150 %, und von Metallcarbonaten.
2. Wettersprengstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
\
daß die organischen, nicht salzartigen Substanzen und die Metallcarbonate in Gewichtsverhältnissen von 5 : 1 bis 1 ; 5, vorzugsweise 2 : 1 bis 1 : 2, stehen.
daß die organischen, nicht salzartigen Substanzen und die Metallcarbonate in Gewichtsverhältnissen von 5 : 1 bis 1 ; 5, vorzugsweise 2 : 1 bis 1 : 2, stehen.
3. Wettersprengstoff nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Metallcarbonate die Carbonate bzw. Hydrogencarbonate der Alkali- und Erdalkalimetalle oder Gemische
dieser, sowie Schwermetallcarbcnate, wie Zink- oder Eisencarbonat, verwendet werden.
4. Wettersprengstoffe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als organische, nicht salzartige Substanzen Pflanzenniehle, wie Guarmehl, Weizenmehl oder Kartoffelstärke,
Cellulose oder Cellulosederivate, wie Methylcellulose oder Carboxymethylcellulose, Holzmehl, Korkmehl, sowie
feinverteilte Polymere, v/ie Polyvinylchlorid oder Harnstoff-Formaldehydkondensate,
verwendet werden.
-12-409827/0£99
5. Wettersprengstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß sie bis zu 40 Gew.%, vorzugsweise 4 bis 20 Gew.%, Ammoniumnitrat, vorzugsweise in Form von Prills
oder Granulaten, enthalten.
6. Wettersprengstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß sie neben den organischen, nicht salzartigen Substanzen noch andere verbrennliche Verbindungen enthalten,
wie Ammoniumoxalat und/oder Metallseifen.
7. Wettersprengstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß sie Inertstoffe enthalten, wie Tonerde, Kieselsäure oder Magnesiumoxid.
Dr.Sk/Ko
409827/CK99
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| DE19722263761 DE2263761C3 (de) | 1972-12-28 | 1972-12-28 | Verwendung von Metallcarbonaten zur Gewährung der Schlagwettersicherheit von Sprengstoffen |
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| FR7346131A FR2212307B1 (de) | 1972-12-28 | 1973-12-21 | |
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| BE139276A BE809115A (fr) | 1972-12-28 | 1973-12-27 | Explosifs antigrisouteux a haute energie et de grande securite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722263761 DE2263761C3 (de) | 1972-12-28 | 1972-12-28 | Verwendung von Metallcarbonaten zur Gewährung der Schlagwettersicherheit von Sprengstoffen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| DE2263761C3 DE2263761C3 (de) | 1980-07-03 |
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- 1973-12-27 BE BE139276A patent/BE809115A/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-12-27 GB GB5989173A patent/GB1448138A/en not_active Expired
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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