Спосіб виготовлення вибухової суміші та вибухова суміш

1. Спосіб виготовлення вибухової суміші, що включає проведення хімічної реакції між вихідними речовинами з утворенням продуктів реакції у воді, які включають не менше одного нітрату алкіл- і/або оксіалкіламіну, введення в продукти реакції однієї або кількох неорганічних солей-окислювачів, об'єднання і перемішування згаданих компонентів вибухової суміші, причому як вихідні речовини використовують, наприклад, водний розчин одного або кількох алкіл- і/або оксіалкіламінів, азотної кислоти і нітратних неорганічних окислювачів із pH менше 7,0. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що у продукти реакції додатково вводять по одному або декілька вибухових сенсибілізаторів, рідкі і/або тверді горючі речовини, набухаючі і/або гелеутворюючі речовини, каталізатори і наповнювачі. 3. Спосіб за пп.1 або 2, який відрізняється тим, що додатково перед проведенням хімічної реакції одну або декілька неорганічних солей-окислювачів об'єднують і перемішують з азотною кислотою і/або нітратним неорганічним окислювачем із pH менше 7,0. 4. Спосіб за пп.1 або 2, або 3, який відрізняється тим, що як алкіламін використовують один або більше поліетиленполіамідів. 5. Спосіб за пп.1 або 2, або 3, який відрізняється тим, що як оксіалкіламіни використовують моноабо ди- або триетаноламіни або їх суміш у будьяких сполученнях і будь-яких кількісних співвідношеннях. 6. Спосіб за пп.1 або2, або 3, який відрізняється тим, що як нітратні неорганічні окислювачі використовують нітрат заліза або нітрат алюмінію, або нітрат цинку, або нітрат марганцю, або їх суміш у 2 (19) 1 3 61001 4 нітрат моно- або ди-, або триесид заліза і воду при такому співвідношенні компотаноламінів або їх суміш, що нентів, % за масою: містить будь-які два або більше нітрат моно- або ди-, або триетаз них 30,0-80,0 ноламіну або їхня суміш, що місвода решта. тить будь-які два або більше з них 25,0-65,0 15. Вибухова суміш за пп.11 або 12, яка відрізнягідроксид заліза 5,0-22,0 ється тим, що як продукт реакції у воді між алкілвода решта. 16. Вибухова суміш за пп.11 або 12, яка відрізняі/або оксіалкіламінами і нітратним неорганічним ється тим, що як неорганічні солі-окислювачі місокислювачем - нітратом заліза містить нітрат моно- або ди-, або триетаноламіну або їхню суміш, тить, наприклад, нітрат амонію або нітрат натрію, що містить будь-які два або більше з них, гідрокабо нітрат кальцію, або їх суміш, що містить будьякі два або більше з них. Винахід відноситься до підривних робіт, а саме до виготовлення і використання водовмісних вибухових речовин і призначений для використання в гірничій промисловості. Відомий спосіб виготовлення вибухових сумішей, що включає виготовлення на спеціалізованому підприємстві вибухових речовин типу нітратів алкіл- або оксіалкіламінів, наприклад нітрату метиламіну або нітрату етаноламіну, по спеціально для цього створеному процесу, використання зазначених речовин в якості окремих компонентів при виробництві вибухових сумішей шляхом їх перемішування з іншими компонентами вибухової суміші [1, 2, 3, 4]. Відомий також спосіб виготовлення вибухових речовин типу нітратів алкіл- або оксіалкіламінів на спеціалізованих хімічних підприємствах шляхом проведення хімічної реакції нейтралізації водних розчинів відповідних амінів азотною кислотою [5] (прототип). Як правило, після здійснення реакції спеціальними технологічними прийомами виділяють із продуктів реакції нітрати алкіл- або оксіалкіламінів, які використовуються, в тому числі, і при виробництві вибухових речовин (ВР) уже на іншому виробництві і в рамках іншого технологічного циклу. Відомі також вибухові суміші, що містять в якості компонентів нітрат метиламіну або нітрат етаноламіну, неорганічні солі, окислювачі та інші компоненти [6] (прототип). Недоліком відомого способу виготовлення зазначених вибухових сумішей є їх висока вартість, складність виготовлення і підвищена небезпека при виготовленні та використанні. Це обумовлено необхідністю відділення від продуктів реакції нітратів алкіл- або оксіалкіламінів, їх перевезення, зберігання. При цьому в зазначеному способі процес виробництва вибухової суміші вимагає додаткових витрат тепла при готуванні окремих розчинів або суміші в цілому. Технічною задачею винаходу є підвищення ефективності технологічного процесу виготовлення вибухової суміші, а саме, його спрощення і зниження вартості, а також підвищення безпеки. Задача розв'язується тим, що в способі виготовлення вибухової суміші, який полягає в проведенні хімічної реакції між вихідними речовинами з утворенням продуктів реакції у воді, які включають не менше одного нітрату алкіл і/або оксіалкіламіну і побічні продукти, введенні в продукти реакції по одній або більше неорганічній солі-окислювачу, об'єднанні і перемішуванні згаданих компонентів вибухової суміші, в якості вихідних речовин використовують, наприклад, водні розчини не менше одного алкіл і/або оксіалкіламіну, а також азотної кислоти і/або одного або більше нітратних неорганічних окислювачів із рН менше 7,0. При цьому в якості алкіламінів використовують не менше одного з поліетиленполіамінів. При цьому в якості оксіалкіламінів використовують моно- або ді- або триетаноламіни або їх суміш у будь-яких сполученнях і будь-яких кількісних співвідношеннях. При цьому в якості нітратних неорганічних окислювачів використовують нітрат заліза, або нітрат алюмінію, або нітрат цинку, або нітрат марганцю, або їх суміш у будь-яких сполученнях і будь-яких кількісних співвідношеннях. При цьому перед проведенням хімічної реакції не менше ніж одну неорганічну сіль-окислювач об'єднують і перемішують з азотною кислотою і/або нітратним неорганічним окислювачем із рН менше 7,0, при цьому використовують частину згаданих солей-окислювачів. При цьому перед об'єднанням і перемішуванням в азотну кислоту і/або неорганічну сільокислювач додають воду. При цьому перед об'єднанням і перемішуванням не менше ніж одну неорганічну сільокислювач об'єднують із продуктами реакції, причому використовують частину згаданих солейокислювачів. При цьому перед об'єднанням і перемішуванням не менше ніж одну неорганічну сільокислювач додатково об'єднують з водою, а потім із продуктами реакції. При цьому процес виготовлення вибухової суміші здійснюють неперервно. При цьому процес виготовлення вибухової суміші здійснюють з однією або більше перервами. Задача розв'язується також тим, що в способі виготовлення вибухової суміші, який полягає в проведенні хімічної реакції між вихідними речовинами з утворенням продуктів реакції у воді, що включають не менше одного нітрату алкіл і/або оксіалкіламіну і побічні продукти, введенні в продукти реакції по одній або більше неорганічній солі-окислювачу, а також додаткових компонентів, 5 61001 6 об'єднанні і перемішуванні згаданих складових ношенні компонентів, % по масі: вибухової суміші, в якості додаткових компонентів нітрат моно- або ді- або триетановикористовують, наприклад, по одному або більше ламінів, або їх суміш, що містить вибухові сенсибілізатори, рідкі і/або тверді горючі будь-які два або більше з них 30,0-85,0 речовини, набухаючи і/або гелеутворюючі речовидомішки 0,05-10,0 ни, каталізатори і наповнювачі, а в якості вихідних вода решта речовин використовують, наприклад, водні розчиПри цьому вибухова суміш як продукт реакції у ни не менше ніж одного алкілі/або оксіалкіламіну а воді між алкіл- і/або оксіалкіламінами і нітратним також азотної кислоти і/або одного або більше неорганічним окислювачем нітратом заліза містить нітратних неорганічних окислювачів із рН менше нітрат моно- або ді- або триетаноламіну або їх 7,0. суміш, що містить будь-які два або більше з них, При цьому в якості алкіламінів використовують гідроксид заліза, домішки і воду при такому співне менше одного з поліетиленполіамінів. відношенні компонентів, % по масі: При цьому в якості оксіалкіламінів використонітрат моно- або ді- або триетанолавують моно- або ді- або триетаноламіни або їх мінів, або їх суміш, що містить будьсуміш у будь-яких сполученнях і будь-яких кількісякі два або більше з них 25,0-65,0 них співвідношеннях. гідроксид заліза 5,0-22,0 При цьому в якості нітратних неорганічних домішки 0,05-10,0 окислювачів використовують нітрат заліза, або вода решта нітрат алюмінію, або нітрат цинку, або нітрат марПри цьому вибухова суміш містить в якості неганцю, або їх суміш у будь-яких сполученнях і органічних солей-окислювачів, наприклад, нітрат будь-яких кількісних співвідношеннях. амонію, або нітрат натрію, або нітрат кальцію, або При цьому перед проведенням хімічної реакції їх суміш, що містить будь-які дві або більше з них. не менше ніж одну неорганічну сіль-окислювач Задача розв'язується також тим, що вибухова об'єднують і перемішують з азотною кислотою суміш включає не менше одного нітрату алкілі/або нітратним неорганічним окислювачем із рН і/або оксіалкіламіну і побічного продукту як продукменше 7,0, при цьому використовують частину тів реакції у воді між алкіл- або оксіалкіламіном і згаданих солей-окислювачів. азотною кислотою або одним або більше нітратПри цьому перед об'єднанням і перемішуванним неорганічним окислювачем із рН менше 7,0, ням в азотну кислоту і/або неорганічну сільне менше однієї неорганічної солі-окислювача і окислювач додають воду. додаткові компоненти. При цьому перед об'єднанням і перемішуванПри цьому у вибуховій суміші в якості додатням не менше ніж одну неорганічну сількових компонентів використовують по одному або окислювач об'єднують із продуктами реакції, а більше вибухові сенсибілізатори, рідкі і/або тверді потім з іншими компонентами, причому використогорючі речовини, каталізатори і наповнювачі при вують частину згаданих солей-окислювачів. такому співвідношенні, % по масі: При цьому перед об'єднанням і перемішуванпродукти реакції у воді - нітрат алкілням не менше ніж одну неорганічну сільі/або оксіалкіламіну і побічні продукти 10,0-80,0 окислювач додатково об'єднують з водою, а потім додаткові компоненти 0,2-30,0 із продуктами реакції та іншими компонентами. неорганічна сіль-окислювач решта При цьому процес виготовлення вибухової суПри цьому водні розчини продуктів хімічної міші здійснюють неперервно. реакції між оксіалкіламінами та азотною кислотою При цьому процес виготовлення вибухової сумістять, % по масі: міші здійснюють з однією або більше перервами. нітрат моно- або ді- або триетанолаЗадача розв'язується також тим, що вибухова мінів, або їх суміш, що містить будьсуміш включає не менше одного нітрату алкілякі два або більше з них 30,0-85,0 і/або оксіалкіламіну і побічного продукту як продукдомішки 0,05-10,0 тів реакції у воді між алкіл- або оксіалкіламіном і вода решта азотною кислотою або одним або більше нітратПри цьому водні розчини продуктів хімічної ним неорганічним окислювачем із рН менше 7,0, і реакції між оксіалкіламінами і нітратом заліза місне менше однієї неорганічної солі-окислювача при тять, % по масі: такому співвідношенні компонентів, % по масі: нітрат моно- або ді- або триетанолапродукти реакції у воді - нітрат алкілмінів, або їх суміш, що містить будьі/або оксіалкіламіну і побічні продукти 10,0-80,0 які два або більше з них 25,0-65,0 неорганічна сіль-окислювач решта гідроксид заліза 5,0-22,0 При цьому у вибуховій суміші в якості нітратдомішки 0,05-10,0 них неорганічних окислювачів використовують вода решта нітрат заліза, або нітрат алюмінію, або нітрат цинПри цьому в якості солей-окислювачів викорику, або нітрат марганцю, або їх суміш у будь-яких стовуються неорганічні солі, наприклад нітрат сполученнях і будь-яких кількісних співвідношенамонію, або нітрат натрію, або нітрат кальцію, або нях. їх суміш, що містить будь-які два або більше з них. При цьому вибухова суміш як продукт реакції у Практичний варіант реалізації способу полягає воді між алкіл- і/або оксіалкіламінами і азотною в наступному. Виготовляють водний розчин азоткислотою містить нітрат моно- або ді- або триетаної кислоти, або суміші азотної кислоти і тринітраноламіну або їх суміш, що містить будь-які два або ту заліза, або азотної кислоти, тринітрату заліза і більше з них, воду і домішки при такому співвіднітрату амонію і заправляють ним одну ємність 7 61001 8 зарядної машини. В іншу ємність зарядної машини Щільність 1,40 1,39 1,41 1,40 1,40 1,39 заливають моноетаноламін, або суміш моно-, ді- і Повнота детонації затриетаноламінів у концентрованому вигляді або у ряду в азбоцементній + + + + + + вигляді водного розчину. У додаткових ємностях трубі D 100 мм, з товзарядної машини розміщають додаткові компоненщиною стінки 18 мм ти-домішки, наприклад феросиліцій як металеве пальне і гуаргам як набухаючу речовину. Крім того, Вартість виготовлення вибухової суміші зменв окрему ємність може бути завантажений сипучий шується, насамперед, за рахунок спрощення пронітратний неорганічний окислювач, наприклад нітцесу виготовлення, а саме, за рахунок зниження рат амонію, або нітрат натрію, або їх суміш. У прообсягу виконуваних операцій: цілком виключаютьцесі заряджання свердловини всі компоненти пося операції виділення нітратів алкіл-або оксіалкідаються в потоковий або циклічний змішувач з ламінів із продуктів реакції, утилізації відходів реапослідовним їх об'єднанням. Спочатку перемішукції, їх перевезення, зберігання. Крім того, ють рідкі і тверді (сипучі) окислювачі, далі до них знижується витрата тепла за рахунок використанприєднують і перемішують додаткові компоненти, ня тепла хімічної реакції на розчинення окислюваа наприкінці процесу до результуючої суміші дочів при об'єднанні і перемішуванні їх з азотною дають зазначені оксіалкіламіни. кислотою або нітратними неорганічними окислювачами перед проведенням реакції. № варіанта Безпека процесу виготовлення вибухової суСклад 1 1а 2 2а 3 За міші підвищується за рахунок істотного зменшення Продукт реакції між мокількості або виключення операцій поводження з ноетаноламіном і азотВР, якими є виділювані в чистому вигляді нітрати ною кислотою, що місалкіл- і оксіалкіламінів. Продукти реакції у водному тить, мас. %: середовищі з цими речовинами в кілька разів нітрат моноетаноламіну менш чутливі до різних несанкціонованих впливів. - 74,5 Крім того, при неперервному процесі виготовлення вода - 25,3 34,2 34,2 вибухової суміші цей процес можна проводити домішки (оксіди азоту) безпосередньо на місці заряджання і кінцева вибу0,2 хова суміш може утворюватися безпосередньо при розміщенні її в заряджуваний простір. Продукт реакції між Виготовлені за пропонованим способом вибутриетаноламіном і азохові суміші мають добрі енергетичні і детонаційні тною кислотою, що місвластивості. При присутності в продуктах реакції тить, мас. %: гідроксидів металів, зокрема гідроксиду заліза, нітрат триетаноламіну детонаційні властивості сумішей та їх водостій83,4 кість підвищуються. вода - 16,3 - 19,0 19,0 Джерела інформації домішки (оксіди азоту) 1. Барон В.Л., Кантор В.Х. Техника и техноло0,3 гия взрывных работ в США. - М.: Недра, 1989. Продукт реакції між мо376 с. ноетаноламіном і трині2. Технология приготовления и применения тратом заліза, що міспростейших В В / Г.И. Тамбиев., A.M. Бейсебаев, тить, мас. %: В.Ю. Фадеев и др. / Под ред. Г.И. Тамбиева. - М.: нітрат моноетаноламіну ИПКОН РАН, 1996. - 166 с. - 55,6 3. Крысин Р.С., Домничев В.Н. Современные гідроксид заліза -16,0 - 41,0 41,0 взрывчатые вещества местного приготовления. вода - 28,0 Днепропетровск: Наука и образование, 1998. - 140 домішки (оксіди азоту) с. 0,4 4. Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современНабухаючий гуаргам - 0,8 - 0,8 - 0,8 ной химии. - М.: Высшая школа, 1999. - 767 с. Нітрат амонію 65,8 65,0 81,0 80,2 59,0 58,2 5. Пат. ЕР № 0011383 А1, МПК С06В23/00. Показники 6. А. с. СССР 978551, МПК С06В31/44. Комп’ютерна верстка M. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601