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乳化炸药制备综述

来源:用户上传      作者: 贾海东

  摘 要 本文系统地总结出乳化炸药中氧化溶液和乳胶基质的配制程序。相信随着我国经济建设步伐不断加快,乳化炸药必将有更大的发展。
  关键词 乳化炸药 氧化溶液 乳胶基质 配制程序
  中图分类号:TQ560 文献标识码:A
  1乳化炸药的发展历史
  1.1世界主要国家乳化炸药的发展历史简介
  工业炸药在世界各个国家的工业生产中,特别是第二次工业革命之后,起到了不可或缺的作用。
  美国是世界上工业炸药消耗量最大的国家。美国工业炸药的产量是逐年增长并持续上升的,尤其是1950年以后消耗量迅速增长。从20世纪70年代至今的30多年里,美国的工业炸药发展经历了三个高峰:70年代末到80年代初,由于采矿业的发展为美国的工业炸药带来了第一个高峰;第二个高峰期是80年代末到90年代初,此间产量的变化主要依赖于硝酸铵和铵油炸药产量的变化;到1998年,美国工业炸药消耗量达到289万吨,再创历史新高。
  虽然日本的工业炸药起步较西方国家晚,但是发展很快。日本从50年代中后期开始,炸药的需求量由以煤矿许用型为主转向金属矿山、土木工程及石灰石开采等。1959年~1962年,炸药的制造及流通中生产的机械化、自动化及远距离控制操作等制造技术的实施,从而开发出更安全、更经济的铵油炸药,并于1964年开始应用,因其经济、实用,市场需求迅速扩大。但是由于日本地理条件的先天局限性,近几十年来日本工业炸药的产量呈下滑趋势。可以预见到的是,今后日本工业炸药的主要发展方向还是稳定铵油炸药使其比率占到工业炸药总量的75%~80%左右。
  1.2我国乳化炸药发展历史简介
  中国仅仅在新中国诞生之后才有了自己的工业炸药。八十年代末,北京矿冶研究总院率先在国内开始关注乳化炸药的发展动向,1979年着手乳化炸药的研究工作,并于同年试验获得成功,1980年完成了生产和使用的工业试验,推出了我国第一代乳化炸药――EL系列乳化炸药,并通过了冶金部的技术鉴定,迅速投入了工业生产。
  随后,多家科研机构纷纷投入到乳化炸药的研究和生产之中,陆续推出了数十个系列的上百个产品。
  乳化炸药发展的二十多年以来,我国乳化炸药在配方、生产工艺、煤矿许用炸药的研制和应用等方面己经走到了世界前列,在我国工业炸药产品体系中,乳化炸药现己发展成为主流品种,并处于发展上升时期,正逐步取代粉状钱梯炸药而成为更新换代的主导品种。
  2乳化炸药的定义及性能
  乳化炸药指借乳化剂的乳化作用,利用乳化技术在乳化设备中形成油包水型乳状液并加以敏化的爆炸性混合物。它以硝酸铵等氧化剂盐的水溶液为分散相,非水溶性或油容性的可燃组分(包括乳化剂)为连续相而构成的乳化体系,氧化剂水溶液呈微细液滴与可燃组分充分混合而接触紧密,通过油包水型乳化剂在内外相界面形成的膜来获得良好的抗水性能,防止油水组分的分层、破乳,使得乳化炸药爆轰的激发、传递易于进行。
  乳化炸药的原材料主要有油相原材料和水相原材料两种,油相原材料是将复合油相和乳化剂按比例加入。水相原材料是将硝酸铵、水按比例加入。
  乳化炸药的特点是密度高、爆速大、猛度高、抗水性能好、临界直径小、起爆感度好。它通常不采用火炸药为敏化剂,生产安全,污染少。目前,乳化炸药在国内外得到广泛的应用。
  3氧化溶液配制程序
  3.1设备
  起重机、硝酸铵破碎机、不锈钢料斗、螺旋送料机、除尘系统、15吨溶液溶解罐及搅拌两套、氧化溶液循环泵、醋酸储存及添加系统一套、叉车。
  3.2原材料
  经检验合格的多孔硝酸铵或化学纯硝酸铵,硫脲,碳酸钠,醋酸,水。
  3.3溶液配制过程
  (1)运送硝酸铵至加料区。
  (2)向硝酸铵溶解罐加入所需要的足够量的水。
  (3)启动搅拌器,启动螺旋送料器,将一定量的硝酸铵通过螺旋送料器加入硝铵溶解罐。
  注意:硝酸铵添加的过程中要经常观察溶解罐的温度,当溶解罐的温度降至50℃后一定要停止加料,否则会损坏搅拌系统。待温度升到70℃以上后再继续加料。
  (4)加料结束后,停止破碎机,停止螺旋送料器。硝酸铵添加结束后,要清理现场,确保现场无残留的硝酸铵。
  (5)结晶点测试,待溶液罐内的温度升到70℃以上时,停止搅拌,拿出取样杯从罐内取溶液样品,测试溶液的结晶点,结晶点范围59~61(℃)。当测试的结晶点温度高于标准时要加入适量的水,当测试的结晶点温度低于标准时要加入适量的硝酸铵调整,直到溶液的结晶点在标准要求的范围内。
  注意:每次加入水或硝酸铵后,要打开搅拌十五分钟,搅拌至罐内溶液均匀后再取样测试。
  (6)加入硫脲,硫脲加入后要打开搅拌,十分钟后关闭。
  (7)加入碳酸钠,碳酸钠加入后也要打开搅拌约十分钟。
  (8)加入醋酸,醋酸加入的同时要打开搅拌,醋酸加完后十分钟停止搅拌。
  各种材料的加入数量详见下表。
  每次配制的溶液数量不能超过下表所指示数值,如配制数量少于15吨,可按各种原材料的比例计算准确后加入。
  Fudge Point (℃)析晶点59 ~61 pH4.00 ~ 4.20
  (9)PH值测定,停止搅拌,使用取样杯从罐内取溶液样品,样品取出后,要冲洗并预热测试容器两到三次,最后再取样加入到测试容器内。加入100毫升蒸馏水到干净的测试量杯内,在加入100毫升待测试溶液,当混合溶液温度在30℃~40℃时,使用PH测试仪按程序要求测试混合溶液的PH值,直至溶液PH 值在标准的范围内。
  (10)每一次原料添加工作及测试工作结束后,要认真、及时、准确地填写生产记录并签名。清理所有的测试溶液,清洗所有的测试器具,所有回收的溶液或清洗水要倒回溶液罐。盖上氧化溶液罐盖板,工作结束。   4乳胶基质的配制程序
  4.1设备
  搅拌罐、溶液泵、油相泵、油相热交换器、屏幕控制系统两套。
  4.2原材料
  制备好的氧化剂溶液存放在容积为55吨的溶液罐内,乳胶体配制前要对溶液进行结晶点、PH值、温度等指标的测试,确认以上指标都在标准的范围内。
  混合油相是采购的成品混合油, 储存在油相罐内,使用时由搅拌罐控制的泵直接泵入搅拌罐系统。
  4.3工艺过程
  (1)选择搅拌罐。
  (2)检查待用的溶液及油相参数都在标准控制的范围内。
  (3)将氧化溶液及油相按照工艺要求比例添加到搅拌罐中。
  (4)当需要的时间达到后,按下循环键,使油相和溶液处于循环状态。
  (5)继续搅拌,直到乳胶基质形成。在这期间调整搅拌速度,以确保乳胶体的粘度不要太大,否则会影响到乳化的效果。
  (6)停止搅拌罐,打开制乳器上的各个阀门,再次启动搅拌,待搅拌的速度稳定后,按生产键后立即按乳胶体泵开始键,按下液面自动控制键,在持续生产期间搅拌罐内的液位也为应保持在70%-80%。
  (7)有规律的检查乳胶体质量以确保参数稳定。
  (8)有规律的取样检查粘度,乳胶体的黏度范围是25~35。
  (9)当需要的乳胶体生产完成时,按下循环键。停止乳胶体泵,停止搅拌
  (10)将搅拌罐内的乳胶体排空。
  (11)关闭各个阀门,清理工作现场。填写工作记录,并签名。
  5混合油相添加程序
  5.1设备
  油相储备罐、气动隔膜泵、点动油泵。
  5.2油相添加过程
  (1)用叉车从混合油相储存库运输袋装混合油相到储罐区,放到添加平台上。
  (2)打开放料口,安装放料阀到放料口上,安装结束后使用快速接头连接放料管到放料阀上。
  (3)拧松油相包装袋顶部的透气孔螺帽,打开油相输送管路上的阀门,启动隔膜泵,隔膜泵就开始工作从包装袋内将油相转移到油相储存罐内。转移的过程中要时刻注意观察安装在罐上的油相液位计,防止罐满溢流。
  (4)当包装袋内的油相转移结束后,关闭管路上的阀门,停止隔膜泵运转,分离快速接头,拆下包装袋上的阀门,移走空的油相包装袋。
  (5)重复以上步骤直到油相储罐被加满。
  (6)油相添加结束后要立即清理现场,清理现场撒落的油, 以防止滑倒等伤害。
  (7)打开安装在罐上的压缩空气阀门,压缩空气会混合罐内的油直到均匀,十分钟后关闭压缩空气阀门。 工作结束。
  6小结
  目前,乳化炸药以其良好的抗水性能在工程爆破中得到了广泛应用,已成为工业炸药的主要品种之一。由于乳化炸药是一个新兴品种,还存在许多技术难点和安全问题有待解决。相信随着我国经济建设步伐加快,乳化炸药必将有更大的发展。
  参考文献
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