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第33卷第5期
矿检工程
Vol33 No5
2013年10月
MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING
乳化炸药复合促进剂的研究
唐世灵,夏文龙,肖国,刘厚平
(长沙矿冶研究院有限责任公司,湖南长沙410000
摘要:介绍了高温敏化乳化炸药的敏化机理,结合生产线开发出复合促进剂,解决了高温敏化生产线产品质量波动问题,并且实
现爆炸性能可控生产。
关键词:乳化炸药;高温敏化;复合促进剂;表面活性剂
中图分类号:TQ560.4
文献标识码:A
doi:10.3969/j,issn.0253-6099.2013.05.009
文章编号:0253-6099(2013)05-0038-03
Use of Compound Promoters in Emulsion Explosive
TANG Shi-ling, XIA Wen-long, X1AO Guo, LIU Hou-ping
(Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Lid, Changsha 410000, Hunan, China
Abstract: The sensitization mechanism of emulsion explosives with high-temperature sensitization technology i
expounded. The problem of quality fluctuation in the production line of emulsion explosives with high-temperature
sensitization technology has been solved based on the compound promoter developed for the production line, therewith
the explosive properties can be controlled in the production
Key words: emulsion explosive; high-temperature sensitization; compound promoter; surfactants
乳化炸药是国外20世纪60年代发展起来的新后提供了NO2, NH NCっ3溶解后显酸性,提供了部分
型抗水工业炸药,因其具有优良的爆炸和抗水性能、原质子,使NO2转化为HNO2。
料来源广泛、使用安全、爆炸后有毒气体含量少等特
NHA
NH,+H
点,在工程爆破中得到广泛应用。
H2O、=0H+H
近几年深圳金奥博科技公司通过合作引进美国
H"+NO2、?HNO2
ZMW公司技术,在国内建成了多条连续化、自动化、大
2HNO2→N2O3+H2O
产能乳化生产线,该生产线采用高温敏化装药技术,具
23+2
N
N
2N2+3
有产能大、产品爆炸性能高、生产操作简单、工艺安全
由反应方程式可以看出,决定反应速率的因素有
可靠等优点,但是小直径药卷存在产品质量高位波动
偏大、不好使用的缺点。本文针对工业硝铵炸药敏化[H]、[NH4]、[NO2]、反应温度等,一般的乳胶基
机理2]进行了长期试验硏究,对乳化炸药小直径药
质中[NH4]、反应温度两个因数可调控有限,[NO2
卷存在的上述问题提出了良好解决方案
由加入的亚硝酸钠决定,不宜过多加人。如果要提高
反应速率,提高[H]是个有效办法。传统乳化炸药敏
1敏化机理
化促进液一般采用醋酸、磷酸、柠檬酸等增加[H]来
高温敏化乳化炸药生产线的敏化方式与传统提高反应速度,完成发泡反应需要数十分钟,甚至几百
发泡方法相似,采用化学发泡,利用亚硝酸钠与硝酸铵分钟,这种低发泡效率无法满足高温敏化生产线高效
在酸性溶液中反应生成氮气
装药。
NH.NO, + NANO NHA NO +NANO
现乳化炸药高温敏化工艺采用一种高效高温敏化
NHNO2→N2↑+2H2O
剂?发泡,完成发泡反应可以控制在几十秒甚至几秒
HNO2的产生是氮气生成的关键,NlNO2溶解以内。
①收稿日期:2013-04-15
作者简介:唐世灵(1981-),男,江西南丰人,工程师,主要从事炸药配方及生产工艺方面的研究。
通讯作者:夏文龙(1984-),男,安徽阜阳人,硕士,工程师,主要从事炸药配方及生产工艺方面的研究。
第5期
唐世灵等:乳化炸药复合促进剂的研究
H,O?OH+HI
品才能更好地满足需要,因此,很有必要进行乳化炸药
MF+xOH+xHtM(OH)↓+xH
新型敏化技术的研究。
由反应式可以看出,高温敏化促进剂实质上也呈
酸性,通过水解反应获得独立质子,当催化反应进行时3复合高效促进剂的研发
消耗部分质子,H“的减少促使反应向水解方向进行,
促进剂发泡时间极短,这就要求高温敏化乳化炸
被消耗在反应中的质子重新通过水解反应获得,所以药生产线的乳胶基质与促进剂分散效率高。然而,乳
催化反应过程中H'不减少,催化效率高
化炸药基质为油性,促进剂为水性,两种不同性质物质
不同组分的乳化炸药发泡效率对比见表1。从表混合即使使用高效混合设备,也难以得到非常好的分
1中可以看出,乳化炸药基质中都加入0.06%亚硝酸散效果,促进剂促进效率极高,发泡反应时间极短,没
钠作为发泡剂,分别用0.1%柠檬酸、醋酸、磷酸催化反有非常好的分散促进剂,形成的乳化炸药中容易产生
应,发泡完成时间都要数小时,当加入促进剂后,发泡不均匀和大气泡。因此认为目前生产中出现的质量高
完成时间缩短至几十秒。
位波动和产生大气泡的原因是促进剂分散不均匀。
在开发高分散度粉状铵油炸药的实验过程中发
表1促进剂发泡效率对比
现,利用湿法(加水、油)生产粉状铵油炸药时,加入表
组成/%
温度密度反应时间
面活性剂可叮以大大提高油相材料和硝酸铵水溶液的分
亚硝酸钠柠檬酸乙酸磷酸促进剂/C/(g?mL-1)/min
散度及混合均匀性。顺着这一思路,开发出了复合促
0.06
1.05
250.0
进剂A和B,其主要成分为无机盐类及其混合物,它具
0.1365
1.02
有较低的表面张力,可增强在乳胶基质中的分散度。
复合促进剂对气泡及乳化炸药性能的影响见表3~4。
0.1
50.0
0.06
0.10.1362
1.05
0.
0.06
0.1365
1.07
0.6
表3复合促进剂对气泡均匀度的影响
含量/%
密度
促进剂复合
复合。/℃(g:mM-)时间/、均匀度
2高温敏化乳化炸药的质量波动
促进剂A促进剂B
气泡较均匀
应该指出,高温敏化乳化炸药技术十分成熟。事
0.13
651.06
32气泡均匀
实上在美国,在大直径炮孔裝药爆破作业为主时,并不
0.13651.921气泡均匀
存在高温敏化乳化炸药的质量波动问题,这是因为小
直径药卷爆速波