一种性能稳定且安全的多孔粒状铵油炸药

技术领域：

本发明涉及一种性能稳定且安全的多孔粒状铵油炸药，属于炸药领域。

背景技术：

铵油炸药是指由硝酸铵和可燃剂组成的一种粉状或粒状的爆炸性混合物，主要适用于露天及无沼气和矿尘爆炸危险的爆破工程。多孔粒状铵油炸药由氧化剂多孔粒状硝酸铵94～95wt％和可燃剂柴油5～6wt％混合制得，具有原料来源广、流散性好、加工简单以及能在爆破现场实现机械化混装等优点，被广泛应用在工程爆破领域。

在生产过程中，柴油消耗量大，生产成本较高，且企业因为常年使用大量柴油被列入高耗能重点监管名单，节能行业主管部门要求每年完成降低一定量柴油的指标，易引发产品质量问题；柴油闪点低，易挥发产生刺激性气味，不利于储存及长途运输，容易引发安全生产事故和员工职业危害。

基于此，从业人员对如何避免使用柴油作为传统多孔粒状铵油炸药的可燃剂进行了大量研究，如申请号为CN201510513025.6的中国专利申请公开了一种多孔粒状铵油炸药及其制备方法，公开了使用脂肪族化合物硝基丙烷、芳香族化合物硝基甲苯、二硝基甲苯、二硝基苯酚、矿物油、植物油、动物油、石蜡和微晶蜡中的一种或两种以上作为可燃剂，上述可燃剂的理化性质见表1，

表1CN201510513025.6中可燃剂的理化性质

由表1可知，存在如下问题：

1、硝基甲苯、二硝基甲苯、二硝基苯酚、动物油、石蜡和微晶蜡，常温下为固体，熔点较高，采用上述物质作为可燃剂生产多孔粒状铵油炸药时需要高温对其熔化，设备投用多，生产工序相对复杂，而且硝基甲苯、二硝基甲苯、二硝基苯酚在高温熔化时易爆炸，存在较大的安全隐患；

2、硝基丙烷、硝基甲苯、二硝基甲苯、二硝基苯酚微溶于水，在使用过程中容易受到环境的影响，如在潮湿环境爆破或有水炮孔爆破时会造成多孔粒状铵油炸药性能的下降；

3、硝基丙烷、硝基甲苯、二硝基甲苯、二硝基苯酚有毒性，具有刺激性气味，采用上述物质作为可燃剂生产多孔粒状铵油炸药时严重影响工作人员的职业健康；

4、硝基丙烷、硝基甲苯、二硝基甲苯、二硝基苯酚的密度较大，不易起爆，且起爆后产生的氮氧化物等刺激性烟尘较大，对环境污染较严重(爆炸是指炸药在特定条件下发生的快速的化学反应过程，促使炸药产生爆炸的条件称为起爆条件，激发炸药形成爆炸的能量称为起爆能。合适的装药密度是起爆条件之一，而装药密度取决于炸药本身的密度，炸药密度越大，形成爆炸所需要的起爆能越高。就铵油炸药而言，多孔粒状硝酸铵固定，油相材料的密度与柴油接近或略低，取0.82-0.85g/cm

5、硝基丙烷和二硝基苯酚闪点低，储运过程中容易发生火灾，安全风险较高；

基于上述原因，亟需研发一种制作时无需加热熔化可燃剂、不易受环境影响、无刺激性气味、容易储运且容易起爆的、起爆后刺激性烟尘符合环保要求的多孔粒状铵油炸药。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种性能稳定且安全的多孔粒状铵油炸药，其所用可燃剂常温为液体，制作炸药时无需高温加热熔化；无刺激性气味，有利于工人职业健康；闪点高，方便储运；密度适宜，制作的铵油炸药起爆点低，且起爆后的刺激性烟尘复合环保要求。

本发明由如下技术方案实施：一种性能稳定且安全的多孔粒状铵油炸药，其包括如下重量份组分：多孔粒状硝酸铵94-95份，液体石蜡5-6份。

优选的，所述多孔粒状硝酸铵为94份，所述液体石蜡为6份。

优选的，所述液体石蜡为工业液体石蜡。

液体石蜡又称石蜡油，无色无味无臭，无荧光的油状液体，由重油经减压蒸馏而获得，其成分为熔点在40℃以下的从C10到C18的各种正构烷烃组成的混合物。

本发明的优点：

1、本发明只以多孔粒状硝酸铵和液体石蜡作为原料生产得到的多孔粒状铵油炸药，爆速高，猛度强，作功能力大，爆炸后基本没有有毒气体，是一种性能稳定的炸药产品。

2、本发明采用液体石蜡熔点较低，常温即为液态，常温环境即可与多孔硝酸铵有效混合，省去了高温熔化环节，便于操作，也减少了安全隐患；而且设备投资少，降低了生产成本；

3、本发明采用液体石蜡作为可燃剂，与多孔粒状硝酸铵结合紧密，并在多孔粒状硝酸铵外层包覆一层石蜡，与水隔开，可以较长时间保持稳定，悬浮或漂浮在水中不分解，因此制备得到的多孔粒状铵油炸药抗水性良好，适用于有水炮孔等环境的使用；此外由于液体石蜡与多孔粒状硝酸铵结合紧密，且能够与水隔开，故省去了常规多孔粒状铵油炸药为了提高抗水性而额外增加热固性树脂等抗水剂的步骤，工序简单，成本较低。

4、本发明采用液体石蜡作为可燃剂，无刺激性气味、无腐蚀，有助于改善工作环境，保证工作人员的职业健康；且液体石蜡是煤制油企业的产品，质稳价低，经济成本低。

5、本发明采用液体石蜡作为可燃剂，液体石蜡密度较低，仅为0.83-0.89g/cm

6、本发明所用的液体石蜡容易储运，安全风险低，降低了储运过程的安全管理投入，更有利于推广使用。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1制备的多孔粒状铵油炸药实物图；

图2为实施例2制备的多孔粒状铵油炸药实物图；

图3为实施例3制备的多孔粒状铵油炸药实物图；

图4为实施例4制备的多孔粒状铵油炸药实物图；

图5为实施例5制备的多孔粒状铵油炸药实物图；

图6为实施例1制备的多孔粒状铵油炸药抗水性实验图(0.5h)；

图7为实施例2制备的多孔粒状铵油炸药抗水性实验图(0.5h)；

图8为实施例3制备的多孔粒状铵油炸药抗水性实验图(0.5h)；

图9为实施例4制备的多孔粒状铵油炸药抗水性实验图(0.5h)；

图10为实施例5制备的多孔粒状铵油炸药抗水性实验图(0.5h)；

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例提供一种性能稳定且安全的多孔粒状铵油炸药，包括多孔粒状硝酸铵940g，液体石蜡60g，液体石蜡为内蒙古伊泰煤制油有限责任公司生产的F-T合成液体石蜡1#。

制备方式为：室温下在多孔粒状硝酸铵中加入工业级液体石蜡，搅拌2min即可。

实施例2：

本实施例提供一种常规的多孔粒状铵油炸药，包括多孔粒状硝酸铵940g，0#柴油60g。

制备方式为：室温下在多孔粒状硝酸铵中加入0#柴油，搅拌2min即可。

实施例3：

本实施例按照CN105111033A中的方式制备，多孔粒状硝酸铵850g，脂肪族化合物硝基丙烷70g，环氧树脂50g，竹炭粉10g。

该实施例炸药制备方式为：在多孔粒状硝酸铵中加入脂肪族化合物硝基丙烷，在90℃条件下混合搅拌25s，然后加入环氧树脂和竹炭粉，搅拌均匀。

实施例4：

本实施例按照CN105111033A中的方式制备，多孔粒状硝酸铵900g，微晶蜡100g，环氧树脂100g，竹炭粉20g。

该实施例炸药制备方式为：在多孔粒状硝酸铵中加入微晶蜡，在110℃条件下混合搅拌30s，然后加入环氧树脂，待完全融化后加入竹炭粉，搅拌均匀。

实施例5：

本实施例按照CN105111033A中的方式制备，多孔粒状硝酸铵900g，微晶蜡100g，环氧树脂100g，竹炭粉20g。

该实施例炸药制备方式为：在多孔粒状硝酸铵中加入微晶蜡，在90℃条件下混合搅拌25s，然后加入环氧树脂，待完全融化后加入竹炭粉，搅拌均匀。

流散性试验

取5支规格相同的培养皿(浅盘状)，取实施例1-5所得炸药各50g，分别装入对应的培养皿中，观察有无结块、粘连的情况，判断流散性优劣，炸药见图1-5，结果见表2。

表2实施例流散性试验对比表

从图1-5以及表2可知，实施例制备得到的多孔粒状铵油炸药均无结块和粘连现象，流散性能良好，适合露天及无沼气和矿尘爆炸危险的钻孔爆破工程。

抗水性试验

取5支规格相同的500mL量筒，并分别倒入300mL水备用，取实施例1-5所得炸药各100g，分别倒入上述量筒内，通过观察炸药在水中及水面溶解和漂浮的情况，溶解颗粒占总颗粒的百分比(％)表示抗水性试验结果，所得数值反应抗水性能优劣，结果见表3，各实施例制备的多孔铵油炸药抗水性实验图见图6-10，图中显示的是各实施例制备的多孔粒状铵油炸药在水中0.5h后的溶解和漂浮情况。

表3实施例抗水性试验对比表

从图6和图8-10可知，实施例1、3-5制备得到的多孔粒状铵油炸药在水中0.5h后，基本很少溶解；从图7可知，实施例2制备得到的多孔粒状铵油炸药在水中0.5h后，大量溶解，在表面漂浮有大量的柴油；

从表3可知，实施例1制备得到的多孔粒状铵油炸药在0.5h后的浮游百分比分别只有4％，其抗水性能良好；实施例2制备得到的多孔粒状铵油炸药在水中0.5h后其浮游物达到25％，可见抗水性较差；实施例3-5制备得到的多孔粒状铵油炸药在水中0.5h后浮游物分别只有8％、6％和6％，其抗水性良好。

分析原因：实施例1采用液体石蜡作为可燃剂，与多孔粒状硝酸铵结合紧密，并在多孔粒状硝酸铵外层包覆一层石蜡，与水隔开，可以较长时间保持稳定，悬浮或漂浮在水中不分解；实施例2采用柴油作为可燃剂，由于柴油密度小，且与多孔粒状铵油结合不紧密，容易漂浮于水面；实施例3-5制备得到的多孔粒状铵油炸药由于添加了热固性树脂，热固性树脂在多孔粒状硝酸铵表面形成了抗水性覆膜，故抗水性较好。

炸药性能指标、成本、及制备时间对比

取实施例1-5所得炸药各100g，进行性能试验，爆速按照GB/T13228测试，猛度按照GB/T12440测试，作功能力按照WJ/T9061测试，有毒气体含量的测试按照GB18098测试，结果见表4。

表4炸药性能指标、成本、及制备时间对比

从表4可知，实施例1制备的炸药爆速、猛度和作功能力分别达到3200m/s、19mm和300ml，高于实施例2-5制备的炸药，即本发明制备的多孔铵油炸药爆速、猛度和作功能力等爆炸性能均高于传统多孔粒状铵油炸药；此外，实施例1制备的炸药无刺激性气味，爆炸后不产生有毒气体，实施例3-5制备的炸药爆炸后均产生棕黄色或淡黄色烟雾，其主要成分为一氧化氮和二氧化氮的混合物，有刺激性味道，对人的皮肤、呼吸道及消化道均有损坏，即爆炸后会产生有毒气体；

从时间成本上分析，实施例1制备炸药的时间成本仅需2min，因实施例1和2制备时均不需要加热，故制备时间上与实施例1和实施例2相当；实施例3-5均需要加热，制备时间远高于实施例1和2；

从经济成本上分析，目前制备实施例1-5中多孔粒状铵油炸药的原料价格为：多孔硝酸铵2500元/吨，柴油7500元/吨，液体石蜡4000元/吨，硝基丙烷10000元/吨，微晶蜡6000元/吨，环氧树脂3200元/吨，竹炭粉76000元/吨。因此实施例1制备炸药的经济成本2690元/吨，实施例2-5制备炸药的经济成本分别为2800、3745、4690、4690元/吨，即本发明制备的多孔粒状铵油炸药成本低，速度快，能够更好的满足爆破要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。