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石英砂在乳化炸药中的应用

发表作者:admin 发表日期:2017-10-21

    石英砂在乳化炸药中的应用

    为了提高乳化炸药的性能,采用化学发泡技术,对乳化炸药进行敏化,在保证生产安全的前提下,将微细粒末石英砂作为炸药的添加剂对乳化胶体进行敏化,提高率爆轰感度、缩短了保温发泡的时间,降低了散化剂的使用量,为完善乳化炸药在矿山现场的生产和应用提供了实际经验。

    1.化学发泡

    为了提高乳化炸药的爆轰感度,黄沙坪矿乳化炸药厂采用化学发泡技术对其进行敏化反应,而化学发泡技术的难度表现在两个方面:一是当时发不起来,后来又继续发泡,即存在后效;二是当时发得很好,经包装后,气泡损失,密度升高,难于起爆。为了得到合适的乳化炸药,在运行化学发泡技术时,一般采用以下几种方法:

    (1)65℃左右发泡,50℃包装,但暂不封口,并对其保温,待密度合格后,再封口打包。

    (2)65℃发泡,并在室温下密闭保温,待炸药冷却至40℃左右变稠后,固泡能力增加时,再采用合适的包装机包装。此时气泡因在高稠乳胶中固定,可以保持适合的密度。

    以上两种方法,实践证明是有效的,但前者一般厂家保温时间至少需要4-5h;后者需要采用无吸入和抽空过程的包装,方可得到合格的产品。两者均存在保温时间长的问题,对生产工艺不利。

    在上述工艺的基础上扬长避短,在乳化炸药中加入添加剂—微细粉末状的石英砂,在保证不恶化炸药生产安全性的前提下,既可提高乳化炸药的性能,又缩短了保温发泡时间。

    2.用石英砂做添加剂的理论依据

    早在19世末,法国化学家别尔特罗首先提出了炸药起爆假说,他认为在机械作用下的起爆是由于机械能转变为热能,使炸药受到起爆温度所致。这种热起爆机理着重指出,当炸药受到撞击或摩擦时,机械能首先转变为热能,这些热能并不是均匀分布的,而是聚集在炸药许多局部的地方形成“热点”,由于热点的温度高,在其附近的炸药开始分解反应,同时也放出热量,促使反应加速,结果热点处所形成的强烈反应引起炸药的部分或全部爆炸。热点的形成和扩展的过程为:首先由机械作用产生热点,以热点为中心,反应向周围的炸药扩展,此时,大多以爆燃的形式进行,然后燃烧转变为低速爆炸,再成长为稳定的爆轰。

    乳化炸药加入少量添加剂石英砂,使炸药与固体微粒石英之间产生摩擦,相当于加入了微小气泡,形成局部热点,从而可以提高乳化炸药的爆轰感度。

    另外有人提出,石英砂在高温高压下发生晶体形态变化,使体积膨胀,因而有助于炸药做功。同时还有人认为,在1300℃时,硅与氨化合生成氮化硅,并放出气体,因此可以提高炸药的威力。

    3.生产实践及实验结果

    所加入的石英砂,是经过加工后的极微小的粉状砂粒,一般超过100目,其细度是相当小的。黄沙坪矿乳化炸药厂自1984年引进长沙矿山研究院的乳化炸药生产技术后,经过了10多年的生产实践,生产质量稳定。但曾有段时间,由于操作不当,敏感度达不到要求,Φ32mm药卷经常发生拒爆,尤其是1989年,一次性报废炸药数10t。后来在热起爆机理的启迪下,在原炸药配方中加入适量的石英砂进行试验,结果,再也未发生过拒爆事故,其它各项技术参数均有所提高。

    (1)加入石英砂以后,发泡技术易于实现,夏天不需要保温,即可达到要求的爆轰感度,冬天,以前需保温5-6h,加入石英砂后只需保温0.5h即可达到要求的感度。其试验结果如表1。

石英砂在乳化炸药中的应用

    由表1可知,加石英砂,保温0.5h就可达到1.22g/ml的密度,而此时炸药也可达到殉爆60m的性能;不加石英砂,必须保温5h,才能使密度达到1.18g/ml。由此可见加入石英砂以后,因微粒的存在,炸药中相当于加入了可形成热点的物质,从而提高了爆轰感度。

    (2)实验表明,加入石英砂后,炸药的一些性能指标大致不变,而威力有所提高。

    (3)人们最担心的问题是加入高硬度的石英砂后,会增加炸药的机械感度,从而发生爆炸事故。经多次采样检测,结果表明,加入和不加入石英砂的炸药,其撞击感度,抗击感度均为零,这说明炸药不会因加石英砂而使其安全性能恶化。

    4.结论

    (1)通过上述理论分析和生产实践表明,采用石英砂作为乳化炸药的添加剂是可行的,它可以提高炸药的爆轰感度,缩短保温发泡时间,使炸药的各项技术性能指标达到或超过国家标准。

    (2)加入石英砂的乳化炸药,经检测证明其生产和贮存的安全性并不会改变。

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