工业炸药第四五组.ppt

第三组第四组; 铵梯炸药存在： （1）安全性不高。高感度TNT的球磨粉碎和铵梯炸药高温轮碾混制过程都存在较高的爆炸危险性； （2）环境污染严重。TNT对人体有毒、对生物有害，严重伤害人体健康和自然环境 （3）产品成本高； （4）物理性能不良，易吸湿结块；高温轮碾工艺的生产技术落后、劳动强度大、生产效率不高、产品质量不稳定。 ; 人们总是设法寻求解决的办法和途径，先后在新型敏化剂、硝酸铵改性、新技术和新工艺等方面作过不断的研究和探索，也得到了一定程度的应用。但是，这些技术都没有从本质上得到彻底解决。优性能、低成本、无毒性、高效率的粉状工业炸药是人们长期的盼望。 ; 南京理工大学对国内外粉状工业炸药技术、乳化炸药等含水炸药采用化学发泡敏化、膨胀珍珠岩、玻璃微球等含截留气体的物理敏化方式的分析基础之上，进行了多种方案探索后，提出了膨化硝酸铵的总体设计思想是硝酸铵“自敏化”，是实现粉状工业炸药无梯化的根本途径。 根据炸药起爆的“热点”机理，通过增大物质表面积、颗粒“歧形化”和表面活化等途径使爆炸物在受到起爆冲击作用时强化物质界面间的相对运动，强化粒子间的碰撞、摩擦，结果使能量在局部集中形成高温高压“热点”的可能性增加。于是物质对外界能量作用的敏感程度提高，达到“自敏化”目的。 ; 实现硝酸铵自敏化的方法是使硝酸铵颗粒内含微气孔和形成歧形颗粒，实现的途径是在膨化结晶机内采用借助于表面活性剂和控制状态下强制析晶工艺，制造具有自敏化效果的膨化硝酸铵。 根据炸药配方设计的氧平衡原理、最大放热原理、最大安全原则，将膨化硝酸铵与可燃剂木粉和复合燃料油相以及消焰剂、铝粉等其它添加剂，在专门设计的混合设备内进行机械混合，制备了具有创新性的、可满足不同用途的膨化硝铵炸药系列产品。 ; （1）硝酸铵自敏化技术方案 ◥以 “热点”理论为基础，应用表面与界面活性理论，深入研究硝酸铵饱和溶液相平衡，优化组合化工单元过程，提出了本项目实施的技术方案是：在表面活性剂——膨化剂作用下，借助于减压的外力作用，使得硝酸铵在呈“沸腾”状态的溶液中快速析晶，控制形成歧形、片状、充满“微气泡”的改性硝酸铵，这就是自敏化的膨化硝酸铵。 ; ◥硝酸铵膨化的工艺： 硝酸铵破碎、溶解和析晶的工序组合，其实施步骤和基本流程是：将硝酸铵粉碎至一定粒度后与膨化剂、水分别定量投入溶解机内，在搅拌作用下溶解形成一定温度的硝酸铵饱和溶液，然后再负压作用下，经过保温从加热管道进入膨化结晶机内，在表面活性剂、压力和温度的综合作用下，硝酸铵溶液迅速“沸腾”、 “膨胀”，水分大量汽化、逸出，最终形成面包状的整块固体； 在水分充分挥发后膨化过程结束，这时再启动膨化结晶机内的搅拌出料装置，将整块硝酸铵切割、划分和打破，逐步排出结晶机，就制得了膨化硝酸铵，进入混药工序。 ; ◥ 影响膨化硝酸铵制备的主要因素是硝酸铵溶液的温度和浓度、膨化剂用量、膨化压力、膨化时间和形成压力的时间对膨化质量的影响，成为指导工业化生产膨化硝酸铵的主要工艺依据，是控制硝酸铵膨化质量的保证，更是安全生产的必需，见表1。 ; （2）实施效果 通过最佳膨化工艺获得轻质、疏松、多孔的膨化硝酸铵具有蜂窝状结构。正是这种特殊的结构使硝酸铵颗粒中含有微气泡，同时颗粒岐形化、粗糙化，当受到外界强烈的激发作用时，这些不均匀的局部就形成高温高压的热点，进而发展为爆炸，使硝酸铵达到自敏化目的，具有宏观的雷管感度。 ; ★ 硝酸铵膨化的实质是表面活性技术、结晶化学原理和炸药爆轰机理综合应用。 正是这种晶粒内部自敏化作用取代了TNT敏化剂，使得膨化硝酸铵及其炸药的起爆感度和冲击波感度发生了质的变化，而具有优良的起爆特性、可靠的传爆能力及良好的爆炸性能。 通过自敏化改性的硝酸铵与其他类型的硝酸铵相比，其主要性能发生了根本改变，见表2。 ; （3）膨化硝酸铵微气泡形成机理 在一定温度及真空度作用下，硝酸铵饱和溶液中的水分，生成气泡，在表面活性剂的作用下形成大量的相对稳定的泡沫。当温度、真空度达到特定值情况下，泡沫破裂，水蒸汽快速蒸发，水分快速逸出，在硝酸铵晶体内形成大量“孔、洞、隙”，快速晶析出的硝酸铵粒子间以及不规则的方式连接，形成轻质、多孔、疏松的膨化硝酸铵。 ; 对于膨化硝酸铵其微气泡敏化是至关重要的。微气泡“孔、洞、隙”比普通硝酸铵多得多，微孔体积和微孔数量是普通硝酸铵的2倍。 对孔径分布、孔面积等和孔容等微孔结构参数的测试表明，膨化硝酸铵的有效孔径95%以上在介孔范围内，这对有效起爆及完全爆轰是十分有利的。;5.4 自敏化理论