способ получения эмульсионного взрывчатого состава

Формула изобретения

Способ получения эмульсионного взрывчатого состава, включающий получение матричной эмульсии из водного раствора аммиачной селитры в среде из смеси углеводородного горючего и поверхностно-активного вещества и смешение матричной эмульсии с гранулированной фазой и сенсибилизатором из водного раствора нитрита натрия, отличающийся тем, что матричную эмульсию и гранулированную фазу смешивают в соотношении 90-60/10-40, при этом гранулированная фаза представляет собой гранулированный сплав аммиачно-натриевой или аммиачно-калиевой селитры в соотношении от 95/5 до 80/20.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технологии промышленных взрывчатых веществ (ПВВ), применяемых в горных видах взрывных работ на открытой поверхности и в подземных выработках.

В рассматриваемой области ПВВ существует довольно большое число эмульсионных взрывчатых составов, применяемых при взрывных работах на карьерах в обводненных условиях. Взрывчатые характеристики эмульсионных составов во многом определяет применяемое поверхностно-активное вещество (эмульгатор) для изготовления качественных и стабильных эмульсий. Наиболее стабильные обратные эмульсии (матричные эмульсии промышленных взрывчатых веществ) образуются из водных растворов солей - окислителей (аммиачной, натриевой или кальциевой селитры) в углеводородной фазе, содержащей различные эмульгаторы (патенты RU № 2277965, № 2155094). Известен патент RU № 2123488, по которому состав содержит следующие компоненты: окислительная основа из водного раствора аммиачной селитры с добавками нитратов натрия или кальция, а углеводородная фаза состоит из смеси индустриального масла с добавками петролатума или парафина в смеси с эмульгатором, а в качестве сенсибилизатора применяются раствор нитрита натрия или микросферы из стекла.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения сенсибилизированного эмульсионного взрывчатого состава по патенту RU № 2278100 механическим смешением матричной эмульсии, полученной в виде дисперсии водного раствора нескольких солей-окислителей в среде из углеводородного горючего и эмульгатора с гранулами аммиачной селитры. Способ заключается в приготовлении эмульгирующего состава (А) в виде смеси индустриального масла (5%) с эмульгатором (2%) на базе полиизобутиленянтарного ангидрида и раствора окислителей (Б) на основе аммиачной селитры (67%), натриевой селитры (14%) и воды (12%), которые перемешиваются в обогреваемом аппарате при температуре 85±5°C до получения эмульсий. К полученной эмульсии примешивали 1% водного раствора нитрита натрия 10% концентрации и при перемешивании загружали порцию гранул аммиачной селитры в количестве 30%.

Одним из недостатков данного способа получения ЭВВ является усложнение технологического процесса при использовании нескольких окислителей в составе (многокомпонентность), которые поступают в кристаллическом состоянии и каждый дополнительно требует проведения подготовительных операций, таких как транспортирование, складирование и подача в технологию, измельчение, дозирование и контроль в растворе окислителя.

Задачей настоящего изобретения является получение смесевого эмульсионного взрывчатого состава за счет уменьшения количества вводимых компонентов и одновременно повышения качества матричной эмульсии, приготовляемой на одной аммиачной селитре.

Технический результат достигается тем, что состав получают путем смешения матричной эмульсии на основе одной аммиачной селитры с гранулированной фазой, которая представлена оплавом гранул аммиачно-натриевой или аммиачно-калиевой селитры. В настоящее время отработана промышленная технология изготовления данного сплава гранул на заводах по производству аммиачной селитры. Соотношение аммиачной селитры и натриевой или калиевой селитры регламентируется температурой кристаллизации сплава. Для обеспечения оптимальной температуры при грануляции и получения размера грансостава гранул соотношение аммиачно-натриевой или аммиачно-калиевой селитры должно быть в пределах от 95/5 до 80/20. Полученные гранулы смешивают с эмульсией в смесительно-зарядной машине при зарядке скважин или в смесителе при получении патронированных ППВ.

Применение данного способа по предлагаемому изобретению позволит получить следующие технические результаты:

- упрощение технологического процесса изготовления матричной эмульсии за счет исключения введения дополнительных окислителей на стадии получения раствора окислителя при их введении в виде гранул на конечной стадии приготовления состава;

- получение матричной эмульсии на одной аммиачной селитре более высокого качества;

- все стадии получения смесевого эмульсионного состава и необходимое оборудование (емкостное, дозирующее и смесительное) совмещены в одном устройстве шнекового типа.

В настоящее время установка по производству эмульсионных ПВВ содержит 55 наименований оборудования, а применение одного из окислителей в совместном сплаве в одном гранулированном продукте позволяет исключить из процесса от 10 до 13 единиц оборудования. Это также позволяет снизить потребляемую мощность установки на 25-30 кВт. Применение натриевой или калиевой селитры в одном гранулированном продукте позволяет повысить содержание аммиачной селитры в матричной эмульсии и тем самым повысить ее качество по электрической емкости датчика измерительного прибора с 145-120 пФ до 90-70 пФ (чем ниже величина измеренной электрической емкости, тем выше качественные характеристики эмульсии).

Пример изготовления состава предполагаемым способом.

При интенсивном перемешивании и нагревании до 80÷90°С в аппарате непрерывного действия приготавливают матричную эмульсию из водного раствора окислителя на одной аммиачной селитре и углеводородной фазы в виде индустриального масла и эмульгатора и загружают ее в бункер зарядной машины. В другие бункеры машины загружают гранулированный окислитель в виде сплава аммиачно-натриевой или аммиачно-калиевой селитры и сенсибилизирующую добавку в виде водного раствора нитрита натрия. Получение смеси в машине производится следующим образом: настраивают дозаторы на соответствующие расходы компонентов смеси матричной эмульсии - 70÷90% и гранул окислителя - 30÷10%, раствора нитрита натрия - 0,3÷2,5% (сверх 100%). Дозаторы подают компоненты в смеситель, и из него состав насосом нагнетается в скважины.

При апробации способа качество матричной эмульсии оценивали экспресс-методом по величине электрической емкости датчика в пикофарадах, погруженного в эмульсию.

Результаты сравнительных испытаний составов по предлагаемому изобретению и прототипу обобщены в таблице.

Наименование компонентов и показателей смесей	Массовая доля компонентов в образцах, %
Прототип	4	5	6	7	8	9	10
1	2	3
А - эмульсионная матрица:				1,5
- на основе смеси селитры аммиачной с натриевой или калиевой селитрой	74,0	48,5	23,0
- на основе только аммиачной селитры					60,0	70,0	80,0	70,0	90,0	70,0
Б - гранулированная фаза:	25	50	75	-	-	-	-	-	-	-
- селитра аммиачная
- сплав селитры аммиачной с натриевой или калиевой в соотношении
95/5	-	-	-	40	-	-	-	-	-	30
90/10	-	-	-	-	30	20	-			-
80/20	-	-	-	-	-	-	30	20	10	-
С - водный раствор нитрита натрия	1,0	1,5	2,0	1,0	0,3	0,5	0,5	1,0	0,3	0,3
Показатели:
- электрическая емкость, пФ	120	92	145	76	86	90	68	74	78	88
- количество единиц оборудования	55	55	55	42	42	42	42	42	42	42
- потребляемая мощность, кВт	233	233	233	201	201	201	201	201	201	201

Из данных таблицы следует, что по предлагаемому изобретению, в сравнении с прототипом, уменьшено количество технологического оборудования и снижена потребляемая мощность процесса изготовления матричной эмульсии, которая имеет более высокое качество по величине электрической емкости.