利用破乳變質(zhì)乳化炸藥制備巖石膨化硝銨炸藥的研究

羅子勇 孫斌 龍厚基 楊曲波

（貴陽久聯(lián)化工有限責(zé)任公司 貴州貴陽 550028）

利用破乳變質(zhì)乳化炸藥制備巖石膨化硝銨炸藥的研究

羅子勇 孫斌 龍厚基 楊曲波

（貴陽久聯(lián)化工有限責(zé)任公司 貴州貴陽 550028）

本文采用機(jī)械攪拌和破乳劑的作用，使破乳變質(zhì)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(jìn)行使用的新工藝。

機(jī)械攪拌；破乳劑；破乳變質(zhì)；乳化炸藥；膨化硝銨炸藥

引言

乳化炸藥是目前運(yùn)用最為廣泛的工業(yè)炸藥，但乳化炸藥是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系[1]，因內(nèi)在因素和外部環(huán)境的影響，導(dǎo)致油包水界面膜遭到破壞而使乳化炸藥發(fā)生破乳變質(zhì)，從而使乳化炸藥的儲(chǔ)存期性能下降，達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和使用要求。

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

1 方案設(shè)計(jì)及安全性分析

1.1 理論依據(jù)

在機(jī)械作業(yè)和溫度變化的條件下，乳化炸藥這個(gè)不穩(wěn)定體系會(huì)變得更不穩(wěn)定，會(huì)加速乳膠體的破壞，使水、油相分離[2]，而破乳變質(zhì)乳化炸藥熱力學(xué)穩(wěn)定性更差，同時(shí)再加入一定量的破乳劑會(huì)加速水、油相的分離速度。雖然破乳變質(zhì)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(fā)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(shù)較硝酸銨要高，對提高工業(yè)炸藥的爆轟性能有促進(jìn)作用。

由于我公司膨化硝銨炸藥生產(chǎn)線所使用的是南理工第二代膨化技術(shù)，且公司乳化炸藥生產(chǎn)線和膨化硝銨炸藥生產(chǎn)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(zhì)乳化炸藥水相溶液作為巖石膨化硝銨炸藥的原材料進(jìn)行使用，為了規(guī)避質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，在生產(chǎn)過程中向膨化水相溶液中加入一定量的擴(kuò)散劑，同時(shí)適當(dāng)提高膨化油相的比例，以提高膨化硝銨炸藥的儲(chǔ)存期穩(wěn)定性。

這些都為變質(zhì)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(shè)計(jì)

1.2.1 變質(zhì)乳化炸藥的水、油相分離方案

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

圖1 破乳變質(zhì)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(jīng)冷卻后，利用分液原理使水、油相自然分離，過濾掉雜質(zhì)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(jù)膨化硝銨炸藥生產(chǎn)線相應(yīng)的生產(chǎn)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(chǎn)線水相配制罐內(nèi)，再向膨化硝銨炸藥生產(chǎn)線水相配置罐內(nèi)按比例加入硝酸銨，然后進(jìn)行正常的后續(xù)生產(chǎn)工藝操作。

2 方案試驗(yàn)

2.1 對破乳變質(zhì)乳化炸藥的分離試驗(yàn)

稱取500kg水投入到破乳變質(zhì)乳化炸藥水、油相分離罐中，向分離罐盤管內(nèi)通入蒸汽，在水溫加熱到（50～70）℃時(shí)，開啟分離罐攪拌槳，向分離罐中緩慢加入250kg破乳變質(zhì)的乳化炸藥，同時(shí)加入HLB值大于10的破乳劑，加入量為總量的1‰，繼續(xù)加熱整個(gè)系統(tǒng)，在分離系統(tǒng)溫度再次達(dá)（50～70）℃時(shí)，再向分離罐內(nèi)加入250kg的破乳變質(zhì)的乳化炸藥，同時(shí)升溫使溫度達(dá)到并控制在（95±5）℃，在此分離過程中須持續(xù)攪拌，待破乳變質(zhì)乳化炸藥水、油相完全分離后，將其排放至冷卻槽進(jìn)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(wǎng)過濾掉較小的塊狀固態(tài)油相和雜質(zhì)后，放入臨時(shí)儲(chǔ)罐內(nèi)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(yàn)

將臨時(shí)儲(chǔ)罐內(nèi)的硝酸銨水溶液經(jīng)再次過濾雜質(zhì)和小塊狀固態(tài)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(chǎn)。但要進(jìn)行濃度測試，根據(jù)所測濃度的高低來計(jì)算向膨化硝銨炸藥生產(chǎn)線水相配制罐內(nèi)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(dāng)提高，即相應(yīng)提高膨化復(fù)合油相中陽離子成分，同時(shí)為了保證生產(chǎn)出的膨化硝胺炸藥的產(chǎn)品質(zhì)量及儲(chǔ)存期穩(wěn)定性，在生產(chǎn)過程中向膨化水相溶液中加入一定量的擴(kuò)散劑，加入量為整個(gè)膨化硝銨炸藥系統(tǒng)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(shí)的工藝配方見表1。

表1 膨化硝銨炸藥工藝配方

3 試驗(yàn)結(jié)果

在試驗(yàn)過程中各工序的工藝參數(shù)與正常生產(chǎn)時(shí)相同，經(jīng)生產(chǎn)出的產(chǎn)品性能指標(biāo)滿足《膨化硝銨炸藥》（WJ9025-2004）的要求?；厥障跛徜@水溶液用于膨化硝胺炸藥的試驗(yàn)品初始性能指標(biāo)見表2，在儲(chǔ)存6個(gè)月內(nèi)的性能指標(biāo)情況見表3。

表2 試驗(yàn)品初始性能指標(biāo)

表3 儲(chǔ)存6個(gè)月內(nèi)試驗(yàn)品性能指標(biāo)

4 結(jié)論

（1）該技術(shù)對破乳變質(zhì)乳化炸藥水、油相分離過程以及利用分離出的硝酸銨溶液制備膨化硝銨炸藥生產(chǎn)過程安全可靠。

（2）該技術(shù)試驗(yàn)出的膨化硝銨炸藥性能指標(biāo)滿足使用要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）該技術(shù)對于處理大批量破乳變質(zhì)的乳化炸藥有較好的效果。

（4）該技術(shù)不僅保護(hù)環(huán)境，還能為企業(yè)最大限度地降低資源浪費(fèi)和生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]宋錦泉，熊代余，汪旭光．不合格乳化炸藥的回收處理[J]．金屬礦山，2015，6：20～22．

[2]王勝利，楊福軍．乳化銨油炸藥不合格品處理方法的探索[J]．爆破器材，1999，28（3）：15～16．

[3]朱兆華，郭振龍．關(guān)于硝酸銨爆炸事前評論的探討[J]．中國安全科學(xué)報(bào)，2000，10：70～74．

TD235

A

1004-7344（2016）06-0325-02

2016-2-10

羅子勇，男，主要從事工業(yè)炸藥工藝技術(shù)管理工作。