利用破乳变质乳化炸药制备岩石膨化硝铵炸药的研究

2016-08-09罗子勇孙斌龙厚基杨曲波

大科技 2016年6期

关键词：硝铵硝酸铵油相

罗子勇孙斌龙厚基杨曲波

（贵阳久联化工有限责任公司贵州贵阳 550028）

利用破乳变质乳化炸药制备岩石膨化硝铵炸药的研究

罗子勇孙斌龙厚基杨曲波

（贵阳久联化工有限责任公司贵州贵阳 550028）

本文采用机械搅拌和破乳剂的作用，使破乳变质岩石乳化炸药的水、油相分离，将分离后的水相硝酸铵溶液用作岩石膨化硝铵炸药原材料进行使用的新工艺。

机械搅拌；破乳剂；破乳变质；乳化炸药；膨化硝铵炸药

引言

乳化炸药是目前运用最为广泛的工业炸药，但乳化炸药是一种热力学不稳定体系[1]，因内在因素和外部环境的影响，导致油包水界面膜遭到破坏而使乳化炸药发生破乳变质，从而使乳化炸药的储存期性能下降，达不到相关标准要求和使用要求。

破乳变质乳化炸药不仅占领库存，更重要的是有安全隐患，因此必须对变质乳化炸药进行处理。本文从破乳变质的化学敏化类岩石乳化炸药的内在成分和破乳原理出发，在保证安全生产、确保产品质量的前提下，探索一种安全高效地利用破乳变质乳化炸药制备岩石膨化硝铵炸药的新工艺。

1 方案设计及安全性分析

1.1 理论依据

在机械作业和温度变化的条件下，乳化炸药这个不稳定体系会变得更不稳定，会加速乳胶体的破坏，使水、油相分离[2]，而破乳变质乳化炸药热力学稳定性更差，同时再加入一定量的破乳剂会加速水、油相的分离速度。虽然破乳变质乳化炸药的乳胶体系遭到破坏，但其原料中硝酸铵的物化特性未发生改变。分离出的水相溶液中含有一定量的硝酸钠，但它氧系数较硝酸铵要高，对提高工业炸药的爆轰性能有促进作用。

由于我公司膨化硝铵炸药生产线所使用的是南理工第二代膨化技术，且公司乳化炸药生产线和膨化硝铵炸药生产线所使用的硝酸铵是通用的，因此可以将分离出的破乳变质乳化炸药水相溶液作为岩石膨化硝铵炸药的原材料进行使用，为了规避质量风险，在生产过程中向膨化水相溶液中加入一定量的扩散剂，同时适当提高膨化油相的比例，以提高膨化硝铵炸药的储存期稳定性。

这些都为变质乳化炸药的水、油相分离及对水相溶液的回收利用提供了理论支撑。

1.2 工艺方案设计

1.2.1 变质乳化炸药的水、油相分离方案

在破乳变质乳化炸药水、油相分离罐（如图1所示）内加入水和与水同量的破乳变质乳化炸药，以及加入一定量的破乳剂，同时对分离系统升温并保持在一定温度，且一直开启机械搅拌，直至变质乳化炸药完全破乳为止。

图1 破乳变质乳化炸药水、油相分离罐示意图

1.2.2 硝酸铵水溶液的回收利用方案

将分离出的水、油相溶液经冷却后，利用分液原理使水、油相自然分离，过滤掉杂质和块状油相，测出分离出的硝酸铵溶液中硝酸铵的浓度，根据膨化硝铵炸药生产线相应的生产工艺以及分离出的硝酸铵溶液中硝酸铵浓度的高低，将其按比例输送至膨化硝铵炸药生产线水相配制罐内，再向膨化硝铵炸药生产线水相配置罐内按比例加入硝酸铵，然后进行正常的后续生产工艺操作。

2 方案试验

2.1 对破乳变质乳化炸药的分离试验

称取500kg水投入到破乳变质乳化炸药水、油相分离罐中，向分离罐盘管内通入蒸汽，在水温加热到（50～70）℃时，开启分离罐搅拌桨，向分离罐中缓慢加入250kg破乳变质的乳化炸药，同时加入HLB值大于10的破乳剂，加入量为总量的1‰，继续加热整个系统，在分离系统温度再次达（50～70）℃时，再向分离罐内加入250kg的破乳变质的乳化炸药，同时升温使温度达到并控制在（95±5）℃，在此分离过程中须持续搅拌，待破乳变质乳化炸药水、油相完全分离后，将其排放至冷却槽进行冷却，直至分离出的油相完全凝固，捞出凝固的油相，再将硝酸铵水溶液用100目的过滤网过滤掉较小的块状固态油相和杂质后，放入临时储罐内备用。

2.2 将分离的硝酸铵水溶液回收利用于膨化炸药的试验

将临时储罐内的硝酸铵水溶液经再次过滤杂质和小块状固态油相后，直接用于膨化硝铵炸药的原材料，用于膨化硝铵炸药的生产。但要进行浓度测试，根据所测浓度的高低来计算向膨化硝铵炸药生产线水相配制罐内添加硝酸铵的量，由于回收的硝酸铵溶液中可能含有乳化炸药油相的阴离子成分，而膨化硝铵炸药的油相体系呈阳性，因此在使用回收硝酸铵溶液的工艺配方中油相的比例要适当提高，即相应提高膨化复合油相中阳离子成分，同时为了保证生产出的膨化硝胺炸药的产品质量及储存期稳定性，在生产过程中向膨化水相溶液中加入一定量的扩散剂，加入量为整个膨化硝铵炸药系统的（0.2～0.4）%。在利用分离出的硝酸铵溶液作为膨化硝铵炸药原材料时的工艺配方见表1。