Сенсибилизатор простейших промышленных взрывчатых веществ

 

Использование: в простейщих промышленных взрывчатых веществах (ПВВ). Сущность изобретения: губчатое железо с размером частиц менее 0,063 мм предлагается использовать в простейших ПВВ в качестве сенсибилизатора.

Изобретение относится к области простейших промышленных взрывчатых веществ.

Известны сенсибилизаторы ВВ, применяющиеся для увеличения энергетических и детонационных характеристик ВВ, в частности, приготавливаемых на местах применения (на предприятиях, ведущих взрывные работы по дроблению горных пород). К ним относится прежде всего алюминий и его модификации, в частности пористый алюминий.

Применение частиц алюминия в качестве сенсибилизаторов промышленных ВВ усиливает технологию приготовления взрывчатых составов, т.к. необходимо увеличение воздухонасыщенности частиц за счет увеличения площади внешней и поровой поверхности частиц, т.е. применяя вспененный алюминий. Но эти меры ведут к повышенной опасности окисления частиц алюминия, поэтому необходимо искать защиту от окисления в виде применения различного рода покрытий. Все это усложняет и удорожает процесс приготовления ВВ. Кроме того, алюминия довольно дорогой материал.

Еще более увеличивается дороговизна применения алюминия от многочисленных добавок, препятствующих его окислению, что усложняет технологию приготовления ВВ, когда его рецептура содержит до 10 различных компонентов. Компенсация стоимости за счет повышенной плотности создаваемых составов ВВ явно недостаточна, усредненная плотность составов составляет 1,2+1,29 г/см³.

Целью изобретения является повышение экономичности простейших промышленных веществ путем применения в качестве сенсибилизатора взрывчатых веществ порошкообразного губчатого железа.

Указанная цель достигается применением известного в металлургии продукта прямого восстановления железа - дисперсного губчатого железа, с размером частиц менее 0,063 мм, в качестве сенсибилизатора простейших промышленных ВВ.

Согласно изобретению, продукт прямого восстановления железа из-за магнетитовых руд - мелкодисперсное губчатое железо, полученное при восстановлении железорудного концентрата в кипящем слое в виде частиц с размерами менее 0,063 мм вводится в простейшие промышленные ВВ в такой продукции и в таком сочетании других компонентов; чтобы обеспечить наибольший эффект сенсибилизации данного типа ВВ.

Основной отличительной особенностью губчатого железа является очень большая площадь поверхности его частиц, не менее чем на порядок превышающая площадь поверхности алюминия, что обусловлено особенностями получения этого продукта (губчатого железа) в процессе металлизации прямым восстановлением железа из магнетитовых руд, спеченных в окатыши из продуктов самого тонкого помола при работе измельчительного оборудования. Выгорание кислорода из тончайших размолотых частиц окисленного железа в гранулах приводит к образованию глубокой пористости в губчатом железе. Если мелкие частицы алюминия в "алюминиевой краске" имеют площадь поверхности от 3 до 19 м² на один грамм, то губчатое железо в таком виде имеет площадь до 100 м² на один грамм.

В случае с губчатым железом использование его грубодисперсных фракций в качестве горючей добавки не позволяет получить эффект, сравнимый с алюминием, т. к. более высокая степень пористости губчатого железа по сравнению с алюминием не в состоянии компенсировать в несколько раз более низкую теплотворную его способность по сравнению с алюминием (теплота образования окисла Al₂O₃=1670 кДж/моль, а Fe₂O₃=820 кДж/моль). Поэтому применение грубодисперсных фракций губчатого железа возможно в простейших промышленных ВВ только в качестве инертной добавки.

Как показывают экспериментальные исследования, введение губчатого железа с определенным размером частиц в простейшее взрывчатое вещество позволяет снизить критический диаметр испытываемого заряда ВВ, что является фактическим подтверждением проявления им сенсибилизирующих свойств в составе испытанного образца простейшего ВВ.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Приготавливают известный состав простейшего промышленного ВВ (игданита), содержащего 94% аммиачной селитры NH₄NO₃ и 6% мазута (котельного топлива), в который после смешения названных компонентов (на температурные и временные параметры их смешения не акцентрируем внимание, считая их несущественными, поэтому обобщим их одним термином, например криогенная технология приготовления). Вводят 5% губчатого железа с размером частиц менее 0,063 мм. Механическим перемешиванием распределяют частицы губчатого железа равномерно по объему состава. Определение детонационных характеристик простейшего промышленного ВВ проводят известным образом.

Приведенный пример применения губчатого железа в качестве сенсибилизатора для простейших промышленных ВВ показывает, что в указанном ВВ губчатое железо выполняет роль сенсибилизатора, причем наличие замкнутых пузырьков воздуха (микросфер) позволяет ему успешно конкурировать с дорогостоящим алюминием. Это служит доказательством выполнения цели изобретения - повышения экономичности ВВ.

Технические преимущества заявленного применения губчатого железа в качестве сенсибилизатора простейших промышленных ВВ выражается в достижении повышенной чувствительности ВВ к восприятию и передаче детонации, достигаемой наличием большей удельной поверхности и пористой структуры частиц сенсибилизирующего вещества.

Экономические преимущества заявленного применения губчатого железа в качестве сенсибилизатора простейших промышленных ВВ выражаются в разнице в стоимости приготовления единицы массы (объема) металлизованного ВВ.

Формула изобретения

Применение губчатого железа с размером частиц менее 0,063 мм в качестве сенсибилизатора простейших промышленных взрывчатых веществ с целью повышения их экономичности.