利用破乳變質乳化炸藥制備巖石膨化硝銨炸藥的研究

2016-08-09 00:50:14羅子勇孫斌龍厚基楊曲波

大科技 2016年6期

羅子勇孫斌龍厚基楊曲波

（貴陽久聯化工有限責任公司貴州貴陽 550028）

羅子勇孫斌龍厚基楊曲波

（貴陽久聯化工有限責任公司貴州貴陽 550028）

本文采用機械攪拌和破乳劑的作用，使破乳變質巖石乳化炸藥的水、油相分離，將分離后的水相硝酸銨溶液用作巖石膨化硝銨炸藥原材料進行使用的新工藝。

機械攪拌；破乳劑；破乳變質；乳化炸藥；膨化硝銨炸藥

引言

乳化炸藥是目前運用最為廣泛的工業炸藥，但乳化炸藥是一種熱力學不穩定體系[1]，因內在因素和外部環境的影響，導致油包水界面膜遭到破壞而使乳化炸藥發生破乳變質，從而使乳化炸藥的儲存期性能下降，達不到相關標準要求和使用要求。

破乳變質乳化炸藥不僅占領庫存，更重要的是有安全隱患，因此必須對變質乳化炸藥進行處理。本文從破乳變質的化學敏化類巖石乳化炸藥的內在成分和破乳原理出發，在保證安全生產、確保產品質量的前提下，探索一種安全高效地利用破乳變質乳化炸藥制備巖石膨化硝銨炸藥的新工藝。

1 方案設計及安全性分析

1.1 理論依據

在機械作業和溫度變化的條件下，乳化炸藥這個不穩定體系會變得更不穩定，會加速乳膠體的破壞，使水、油相分離[2]，而破乳變質乳化炸藥熱力學穩定性更差，同時再加入一定量的破乳劑會加速水、油相的分離速度。雖然破乳變質乳化炸藥的乳膠體系遭到破壞，但其原料中硝酸銨的物化特性未發生改變。分離出的水相溶液中含有一定量的硝酸鈉，但它氧系數較硝酸銨要高，對提高工業炸藥的爆轟性能有促進作用。

由于我公司膨化硝銨炸藥生產線所使用的是南理工第二代膨化技術，且公司乳化炸藥生產線和膨化硝銨炸藥生產線所使用的硝酸銨是通用的，因此可以將分離出的破乳變質乳化炸藥水相溶液作為巖石膨化硝銨炸藥的原材料進行使用，為了規避質量風險，在生產過程中向膨化水相溶液中加入一定量的擴散劑，同時適當提高膨化油相的比例，以提高膨化硝銨炸藥的儲存期穩定性。

這些都為變質乳化炸藥的水、油相分離及對水相溶液的回收利用提供了理論支撐。

1.2 工藝方案設計

1.2.1 變質乳化炸藥的水、油相分離方案

在破乳變質乳化炸藥水、油相分離罐（如圖1所示）內加入水和與水同量的破乳變質乳化炸藥，以及加入一定量的破乳劑，同時對分離系統升溫并保持在一定溫度，且一直開啟機械攪拌，直至變質乳化炸藥完全破乳為止。

圖1 破乳變質乳化炸藥水、油相分離罐示意圖

1.2.2 硝酸銨水溶液的回收利用方案

將分離出的水、油相溶液經冷卻后，利用分液原理使水、油相自然分離，過濾掉雜質和塊狀油相，測出分離出的硝酸銨溶液中硝酸銨的濃度，根據膨化硝銨炸藥生產線相應的生產工藝以及分離出的硝酸銨溶液中硝酸銨濃度的高低，將其按比例輸送至膨化硝銨炸藥生產線水相配制罐內，再向膨化硝銨炸藥生產線水相配置罐內按比例加入硝酸銨，然后進行正常的后續生產工藝操作。

2 方案試驗

2.1 對破乳變質乳化炸藥的分離試驗

稱取500kg水投入到破乳變質乳化炸藥水、油相分離罐中，向分離罐盤管內通入蒸汽，在水溫加熱到（50～70）℃時，開啟分離罐攪拌槳，向分離罐中緩慢加入250kg破乳變質的乳化炸藥，同時加入HLB值大于10的破乳劑，加入量為總量的1‰，繼續加熱整個系統，在分離系統溫度再次達（50～70）℃時，再向分離罐內加入250kg的破乳變質的乳化炸藥，同時升溫使溫度達到并控制在（95±5）℃，在此分離過程中須持續攪拌，待破乳變質乳化炸藥水、油相完全分離后，將其排放至冷卻槽進行冷卻，直至分離出的油相完全凝固，撈出凝固的油相，再將硝酸銨水溶液用100目的過濾網過濾掉較小的塊狀固態油相和雜質后，放入臨時儲罐內備用。

2.2 將分離的硝酸銨水溶液回收利用于膨化炸藥的試驗

將臨時儲罐內的硝酸銨水溶液經再次過濾雜質和小塊狀固態油相后，直接用于膨化硝銨炸藥的原材料，用于膨化硝銨炸藥的生產。但要進行濃度測試，根據所測濃度的高低來計算向膨化硝銨炸藥生產線水相配制罐內添加硝酸銨的量，由于回收的硝酸銨溶液中可能含有乳化炸藥油相的陰離子成分，而膨化硝銨炸藥的油相體系呈陽性，因此在使用回收硝酸銨溶液的工藝配方中油相的比例要適當提高，即相應提高膨化復合油相中陽離子成分，同時為了保證生產出的膨化硝胺炸藥的產品質量及儲存期穩定性，在生產過程中向膨化水相溶液中加入一定量的擴散劑，加入量為整個膨化硝銨炸藥系統的（0.2～0.4）%。在利用分離出的硝酸銨溶液作為膨化硝銨炸藥原材料時的工藝配方見表1。