способ получения водоустойчивого аммонита

Формула изобретения

Способ получения водоустойчивого аммонита путем смешения нитрата аммония с гидрофобизаторами и тротилом, отличающийся тем, что в качестве гидрофобной добавки используют производные стеариновой кислоты не менее 0,1% от массы продукта и соединения железа (III) не менее 0,03% от массы продукта в пересчете на железо.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству водоустойчивого аммонита, используемого для открытых и подземных работ, за исключением шахт и рудников, опасных по газу и пыли.

Известно, что аммониты трудно поддаются совершенствованию, т.к. имеют сбалансированный кислородный баланс и хорошие взрывчатые характеристики и отличаются в основном добавками [Ю.М.Михайлов, Е.В.Колганов, В.А.Соснин. Безопасность аммиачной селитры и ее применение в промышленных взрывчатых веществах]. Применяющиеся в настоящее время аммониты обычно состоят из 61-97% аммиачной селитры (нитрата аммония), 3-21% тринитротолуола (ТНТ, тротила); предохранительные сорта содержат до 20% пламегасителя - NaCl. Для увеличения восприимчивости к детонации аммониты также могут содержать до 15% ТЭНа, гексогена, нитроэфиров. В качестве веществ, повышающих водоустойчивость, используют стеараты железа, кальция, цинка, мел, крахмал и др. Наиболее распространенным аммонитом для ведения взрывных работ в горном деле является аммонит № 6ЖВ следующего состава (допущенного Ростехнадзором РФ к постоянному применению): 79% аммиачной селитры (АС) и 21% ТНТ. Для взрывной обработки металлов используют порошкообразные аммониты серии AT, состоящие из АС и 3-7% тротила.

Как видно, основным компонентом аммонитов является водоустойчивая аммиачная селитра по ГОСТ 14702-79, полученная при введении гидрофобного компонента в ВВ с одним из гидрофобизируемых компонентов, т.е. с АС.

Практически все сорта аммонитов в России в настоящее время выпускаются на водоустойчивой АС марок ЖВГ и ЖВК.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ получения водоустойчивого аммонита № 6ЖВ по ГОСТ 21984-76 путем смешения 79% нитрата аммония водоустойчивого кристаллического по ГОСТ 14702-79 и 21% тротила по ГОСТ 4117-78.

Тротил на стадии подготовки подвергают только просеиванию через сито для удаления инородных предметов или конгломератов продукта с размером более 10 мм. Для удаления случайно оказавшихся металлических предметов тротил пропускают через зону действия магнитных сепараторов. Гранулированную аммиачную селитру дробят до порошкообразного состояния и сушат от избыточной влаги в сушильных барабанах. Затем компоненты смешивают и измельчают. Технологические параметры процесса измельчения указываются в регламенте технологического процесса и зависят от аппаратурного оформления [Ю.М.Михайлов, Е.В.Колганов, В.А.Соснин. Безопасность аммиачной селитры и ее применение в промышленных взрывчатых веществах. C.129].

Задачей настоящего изобретения является получение водоустойчивого аммонита путем смешения нитрата аммония по ГОСТ 2-85 с гидрофобизирующими добавками и тротилом. В качестве гидрофобных добавок используют соли стеариновой кислоты не менее 0,1% от массы продукта и соединения железа (III) не менее 0,03% от массы продукта (в пересчете на железо). Гидрофобные добавки и тротил вводят в АС при механохимическом перемешивании.

Использование механохимического перемешивания способствует взаимодействию частиц нитрата аммония и гидрофобизаторов на молекулярном уровне. Измельчение компонентов этим путем переводит их в мелкодисперсное состояние, а одновременное перемешивание приводит к равномерному распределению гидрофобизаторов в массе нитрата аммония за счет возникновения между ними Вандер-ваальсовых сил. Это приводит к тесному взаимодействию частиц и удержанию молекул гидрофобизаторов на поверхности нитрата аммония.

В качестве солей стеариновой кислоты используют или стеарат натрия, или стеарат аммония, или стеарат цинка, или стеарат кальция, или их смесь.

В качестве соединений железа (III) применяют железоаммонийные квасцы (ЖАК) или хлорид железа, или сульфат железа, или оксид железа или любые другие соединения железа.

Процесс получения водоустойчивого нитрата аммония осуществляют следующим образом. Гранулированный нитрат аммония (по ГОСТ 2-85) измельчают вместе с солями стеариновой кислоты (или стеаратом натрия, или стеаратом аммония, или стеаратом цинка, или стеаратом кальция, или их смесью) и соединениями железа (III) в мельнице до невысокой степени измельчения и однородности помола; сушат в сушильном шкафу до постоянного веса и охлаждают в эксикаторе. Обработанный таким образом нитрат аммония выдерживает испытания на водоустойчивость не менее 24 см в.ст.

В приготовленную таким образом водоустойчивую аммиачную селитру путем смешения добавляют чешуированный тротил в соотношении 79% АС и 21% ТНТ. Далее полученную аммиачно-тротиловую смесь измельчают в мельнице до получения однородной массы желтого цвета. Полученный аммонит отправляют на испытания.

Предлагаемая технология позволит снизить энергоемкость процесса и его длительность, увеличив при этом показатели водоустойчивости получаемого продукта.

В таблице представлены результаты испытаний аммонита.

Результаты испытаний аммонита на водоустойчивость и бризантность
№ п/п	Образец	Содержание водоустойчивой АС, %	Содержание тротила, %	Водоустойчивость, см в.ст.	Бризантность, мм
1	2	3	4	5	6
1	Аммонит № 6ЖВ	79	21	Не менее 40	Не менее 14
2	Аммонит, полученный из водоустойчивого нитрата аммония, обработанного гидрофобизаторами: 1% стеарата натрия и 0,3% Fe2O3	78	21,7	75-85	16,5-18,5

Из таблицы следует, что опыты, проведенные по разработанному способу, позволяют получить аммонит, способный выдерживать испытание на водоустойчивость до 75-85 см в.ст. и бризантность в пределах 16,5-18,5 мм (опыт 2). Полученные данные хорошо согласуются с результатами испытаний аммонита № 6ЖВ: не менее 40 см в.ст. и 14 мм соответственно (опыт 1).

Таким образом, предлагаемый способ получения водоустойчивого аммонита путем смешения гидрофобизированной аммиачной селитры (солями стеариновой кислоты не менее 0,1% от массы продукта и соединениями железа (III) не менее 0,03% от массы продукта (в пересчете на железо)) с тротилом позволяет получить водоустойчивый аммонит в соответствии с требованиями ГОСТ 21984-76 «Вещества взрывчатые промышленные. Аммониты водоустойчивые. Технические условия»