DE2241343C3 - Sprengstoffaufschlämmung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Sprengstoffaufscblämmungen auf der Basis eines oder mehrerer Salze aus der Gruppe Ammoniumnitrat, Kaliumnitrat, Natriumnitrat. Calciumnitrat und/oder Ammoniumperchlorat, Wasser, einem Sensibilisierungs- und Gelierungsmittel, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als Gelierungsmittel ein Gemisch aus etwa 15 bis 85 Gew.-°/o Carubin und etwa 15 bis 85Gew.-% Xanthomonasgummi, jeweils bezogen auf das Gemisch, enthalten.

Der hier verwendete Ausdruck »Xanthomonasgummi» bezieht sich auf die allgemeine Klasse von Hetcropolysacchariden, die durch Einwirkung von Bakterien der Gattung Xanthomonas auf eine Vielzahl von Kohlehydratsubstanzen, einschließlich einfachen Zuckern, wie Glucose und Fructose, Saccharase und Stärke, erzeugt werden. Beispiel für diese Bakterien sind Xanthomonos Campestris, Xanthomonas Phaseoli. Xanthomonas Mulvacearam, Xanthomonas Carotae, Xanthomonas Translucens, Xanthomonas Hederae und Xanthomonas Papavericola. Der durch die Bakterien Xadthomonas Campestris erzeugte Gummi wird für die erfindungsgemäßen Zwecke bevorzugt.

Sprengstoffaufschlämrnungen werden je nach den Erfordernissen des Sprengverfahrens in flüssiger, plastischer oder gelierter Form verwendet. Die vorliegende Erfindung betrifft gelierte Sprengstoffaufschlämmungen. Sie werden bei der Auffindung und Gewinnung von öl, im Bergbau und im Straßenbau angewandt. In weitem Umfang werden sie zum Sprengen von offenen Gruben verwendet, da sie sich auf sehr hartes Gestein und als »ßodenladungen« für alle Gesteinsarten anwenden lassen. Wie leicht ersichtlich ist, sollte die Sprengstoffaufschlämmung gegenüber Veränderungen durch Säure, Alkali oder Feuchtigkeit der Umgebung, in der sie eingesetzt wird, möglichst beständig sein.

Unter dem Begriff Sprengsioffaufseblämmung wird ein Lösungsmittel verstanden, das einen suspendierten und gelösten Sprengstoff enthält Das am häufigsten in Sprengstoffaufschlämmungen verwendete Lösungsmittel ist Wasser. Der Wassergehalt einer Sprengstoffaufschlämmung beträgt in der Regel etwa 15Gew.-%, manchmal jedoch auch etwa 20 Gew.-%. Obgleich eine Lösung mit einer geringen Konzentration als der Sättigungskonzentration des gelösten Stoffes explosionsfähig sein kann, liegt der gelöste Stoff in der Praxis in der Regel in übersättigten Konzentrationen vor. Übliche Sprengstoffe sind Ammoniumnitrat, Kaliumnitrat, Natriumnitrat, Calciumnitrat und Ammoniumperchlorat. Gemische aus zwei oder mehreren dieser Sprengstoffe können in Mengen bis 90 Gew.-% der Aufschlämmung verwendet werden, in der Regel werden etwa 50 bis 70 Gew.-% Sprengstoff «erwendet. Ein übliches Gemisch enthält etwa 40 bis 45 Gew-% Ammoniumnitrat und etwa 15 bis 20 Gew.-% Natriumnitrat. Die Sprengstoffe werden im allgemeinen durch den Zusatz von solchen Bestandteilen, wie Aluminium, Trinitrotoluol, Cyclonit und Nitratester der Cellulose, wie Nitroglycerin sensibilisiert. Aluminium wird· gewöhnlich in Mengen von etwa 10 bis 20 Gew.-% der Aufschlämmung verwendet. Das Sensibilisierungsmittel erhöht die Detonationsfähigkeit und die seismische Kraft der Sprengstoffe. Es wurde festgestellt, daß die Teilchengröße der festen Bestandteile, wie Aluminium, die seismische Kraft einer Aufschlämmung beeinflußt. )e kleiner die Teilchengröße, desto wirksamer ist der Sprengstoff. Vorzugsweise passieren die festen Bestandteile ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,23 mm. Sprengstoffaufschlämmungen enthalten im allgemeinen neben den vorstehend genannten Bestandteilen ein Verdickungs- bzw. Gelierungsmittel. Diese Verdickungs- bzw. Gelierungsmittel sind im allgemeinen hydrophile Kolloide, wie Guargummi und Xanthomonasgummi. Die Konsistenz der Aufschlämmung wird weitgehend durch das Verdickungs- bzw. Gelierungsmittel bestimmt. Die Konsistenz der Aufschlämmung kann so beschaffen sein, daß die Aufschlämmung fast vollkommen erstarrt ist, wie in gelierten Sprengstoffaufschlämmungen; andererseits kann die Konsistenz fast der von Wasser entsprechen. Wenn gelierte Aufschlämmungen erwünscht sind, wurde das hydrophile Kolloid bisher durch den Zusatz von Metallionen und entsprechende Einstellung des pH-Wertes der Aufschlämmung vernetzt.

Zum Verdicken oder Gelieren der Sprengstoffaufschlämmungen wurde gewöhnlich Guargummi in Mengen von etwa 0,4 bis 1,0 Gew.-% der Aufschlämmung verwendet. Wenn Sole von Guargummi als Verdickungsmittel verwendet werden, ist die Aufschlämmung normalerweise eine weiche, gießbare, in Wasser dispergierbare dicke Flüssigkeit. Guargummi kann mit Metallionen unter Bildung von Gelen vernetzt werden. Mit einem Boration vernetzter Guargummi war das erste erfolgreich verwendete Gel für die Sprengstoffaufschlämmungen. Zur Zeit werden für Guargummi eine Reihe von vernetzenden Metallionen verwendet. Die besondere Vernetzungswirkung hängt vom spezifischen Vernetzungsmittel und dem pH-Wert der Aufschlämmung ab. Antimonoxid oder Kaliumantimontartrat wurden in die Aufschlämmung eingearbeitet und der pH-Wert der Aufschlämmung wurde durch den Zusatz eines alkalischen Bestandteils, wie Ammoniumhydroxid auf über etwa 5,5 eingestellt, worauf eine gelierte Aufschlämmung gebildet wurde. Die gelierte

Aufschlämmung hat die Konsistenz eines zähen, zusammenhängenden, sich langsam bewegenden, wasserunlöslichen, halbfesten Stoffes, Die Gelierungsreaktion ist bei Verringerung des pH-Wertes der Aufschlämmung reversibel. Fällt der pH-Wert der Aufschlämmung aufgrund saurer Bestandteile im fossilen Wasser, mit dem sie jn Berührung kommen kann, oder aufgrund von Reaktionen anderer Bestandteile der Aufschlämmung unter etwa 5,5, so zersetzt sich das Gel und die Konsistenz der Aufschlämmung wird wieder die einer weichen, gießbaren, In Wasser dispergierbaren dicken Flüssigkeit. Mit Guargummi verdickte Aufschlämmungen können bei pH-Werten unter etwa 5.5 durch Vernetzung mit Kaliumpyroantimonat geliert werden. Auch hier ist die Reaktion bei Änderungen des pH-Wertes reversibel, und wenn die Aufschlämmung alkalisch wird, zersetzt sich das Gel. Auch Xanthomonasgummi wurde zum Verdicken und Gelieren von Sprengstoffaufschlämmungen verwendet Wenn gelierte Sprengstoffaufschlämmungen erwünscht sind, wird ein lösliches Borai zum Vernetzen des Xanthomonasgummis unter Bildung eines Gels verwendet. Der Xanthomonasgummi wird in Mengen von etwa 0,5 bis etwa 3 Gew.-% der Aufschlämmung und das Borat in Mengen von etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% des Gummis eingesetzt.

Wie leicht ersichtlich ist, bestimmt die Art der Vernetzung die Empfindlichkeit der gelierten Sprengstoffaufschlämmung gegenüber Veränderungen des pH-Werts durch die Zusammensetzung der Aufschlämmung oder durch die; Umgebung. Der pH-Wertsbereich, dem die gelierten Sprengstoffe in der Regel durch ihre Umgebung ausgesetzt sind, umfaßt pi r-Werte von etwa 5 bis 7 in Sumpfgewässern bis etwa 8 bis 12 in Gesteinsformationen.

Das Verdickungs- bzw. Gelieriingsmittel reguliert auch weitgehend die Wasserfestigkeil der Sprengstoffaufschlämmung. Eine der wichtigen Funktionen des Verdickungs- bzw.Gelicrungstnittels ist diese Wasserfestigkeit. Beispielsweise ist bekannt, daß die seismische Kraft von Ammoniumnitrat- und Natriumnitrataufschlämmungen, die etwa IOGew.-% Aluminium enthalten, rasch abnimmt, wenn der Wassergehalt etwa 20 Gew.-% übersteigt. Daher ist es erwünscht und häufig wesentlich, daß das Verdickungs- bzw. Gelierungsmittel für eine Aufschlämmung diese gegenüber der Absorption von Wasser aus der Umgebung im wesentlichen wasserfest macht. Die Umgebung einer Aufschlämmung kann Wasser sein, in das sie eingetaucht wird. Aufschlämmungen, die Guargummi oder Xanthomonasgummi als Gelierungsmittel enthalten, sind nur bei pH-Werteri wasserfest, bei denen das Gel seine Integrität behält.

Es wurde nun gefunden, daß erfindungsgemäß gelierte Sprengstoffaufschlämmungcn, die unter Verwendung von Gemischen aus etwa 15 bis 85 Gew.-°/o Carubin und etwa 15 bis 85 Gew.-% Xanlhomonasgummi, jeweils bezogen auf das Gemisch, hergestellt wurden, gegenüber Veränderungen des pH-Wertes, bemerkenswert wasserfest und unempfindlich sind. Sie können wochenlang ohne merkliche Beeinträchtigung durch Wasserabsorption in Wasser eingetaucht werden. Zur Bildung des Gels sind keine Metallionen-Vernetzungsmittel oder pH-Wcrteinstellungen erforderlich. Daher ist das Gel im wesentlichen unempfindlich gegenüber der Azidität oder Alkalität, die durch die Zusammensetzung der Gesteinsschichten, des Sumpf· wassers oder des Einflusses der anderen Bestandteile· der gelierten Aufschlämmung verursacht werden. Sollte die Aufschlämmung entweder extrem alkalisch oder extrem sauer werden, so kann sich das Gel zersetzen. Diese Extreme treten jedoch gewöhnlich bei der -, Verwendung der Sprengstoffaufschlämmungen nicht auf oder werden auf der pH-Wertskala gemessen. Erfindungsgemäß wird das Gummigemisch gewöhnlich in Mengen von etwa 0,5 bis 3 Gew.-% der Sprengstoffaufschlämmung verwendet,

in Die gelierten Sprengstoffaufschlämmungen, in die das Gummigemisch eingearbeitet ist, werden hergestellt, indem man einen Sprengstoff, ein Sensibilisierungsmittel, ein Lösungsmittel und das Carubin-Xanihomonasgummi Gemisch vereinigt,die Mischung aufTemperatu-

li re» zwischen etwa 56 und 80⁰C erhitzt und das erhaltene Gemisch abkühlen läßt. Nach dem Abkühlen bildet die Zusammensetzung ein Gel. Obgleich Wasser das bevorzugte Lösungsmittel ist, kann jedes Lösungsmittel verwendet werden, in dem die Guinmigemische

_>n gelöst werden können. Die üblichen Sprengstoffe sind die Salze mit einwertigen Kationen, Nitrat- und Perchloatanionen. Die am häufigsten verwendeten Kationen sind Kalium-, Natrium- und Ammoniumionen. Die Sprengstoffe sind jedoch nicht auf Salze mit

_>i einwertigen Kationen beschränkt. Es können auch Salze, wie Calciumnitrat verwendet werden. Es kann jeder Sprengstoff verwendet werden, der ohne zu explodieren auf etwa 56 bis 80⁰C erhitzt werden kann.

Beispielsweise enthält eine eriindungsgemiiße

«ι Sprengstoffaufschlämmung, bezogen auf die Aufschlämmung, etwa 1 Gew.-% eines Gemischs aus etwa 50 Gew.-% Xanthomonasgummi und 50 Gew.-% Carubin. wobei der Xanthomonasgummi neutralisierte Glucoronsäurereste aufweist, von denen etwa '/ι mit

i> Kaliumionen und etwa Vi mit Natriumionen neutralisiert sind, und als Sprengstoff ein mit Aluminium sensibilisiertes Gemisch aus Ammoniumnitrat und Natriumnitrat.

Die nachstehenden Beispiele erläutern die wirksamen

to Gelierungseigenschaften der erfindungsgomäßen Gummigemische.

Der in den Beispielen verwendete Xanthomonasgummi wurde durch Fermentation von sterilen wäßrigen Saccharoselösungen mit Xanthomonas Campestris

4> Bakterien hergestellt. Das Verfahren umfaßt 5 Stufen. In der ersten Stufe werden die Bakterien auf einem Agrarschrägnährboden gezüchtet. In der zweiten Stufe werden die Bakterien aus dem Schrägnährboden /um Beimpfen von 2-Lite?-Proben einer Fcrmcntationsbrühe verwendet, die pro Liter 20 g Saccharose. 8g Na₂HPO₄ · 12H₂O, Ig NaH-PC)₄. 0.25 g MgSO₄ ■ 7 H₂O und 90 g gekochte Sojamchldispersion enthalt. Die gekochte Sojamehldispersion wurde hergestellt, indem man 90 g Sojamehl 30 Minuten bei einer Temperatur von 90⁰C mit 180UpM in 600 ml Wasser verrührte, anschließend zentrifugierte und den Rückstand verwarf. Die vorstehend beschriebene Brühe NcU man 31 Stunden bei einer Temperatur von etwa 28 bis 30⁰C gären. In der dritten Stufe wurde die Brühe /um

w) Beimpfen von 15 Liter Brühe der gleichen Zusammensetzung verwendet. Die Brühe der driltcn Stufe ließ man 29 Stunden bei einer Temperatur von etwa 28 bis WC gären. Sie wurde dan ι zum Beimpfen von HOO Liter Brühe verwendet, die pro Liter folgende Zusammenset-

h", zung hatte: 20 g Saccharose, 6 g gekochte Sojamehldispersion, 0,65 g Rapsöl, 0,53 g Schwefelsäure, 0,25 g MgSO₄ ■ 7 H₂O, 15 g Na₂HPO₄ ■ 12 H.O und Leitungswasser. Den letzten Ansatz ließ man etwa 72 Stunden

bej einer Temperatur von etwa 28 bis 30⁰C gären. Nach der letzten Gärung wurde die Brühe mit Dampf sterilisiert, um alle lebensfähigen Mikroorganismen abzutöten. Der pH-Wert der Brühe wurde anschließend mit Kaliumhydroxid auf 7,9 eingestellt und der Gummi s durch Zusatz von Isopropylalkohol aus der Brühe gewonnen.

Xanthomonasgummi enthält Mannose, Glucose und neutralisierte Glucoronsäuregruppen, Der nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellte Xan- κι thomonasgummi enthält Glucoronsäuregruppen, von denen etwa die Hälfte bis ³A bis '/2 mit Kaliumionen neutralisiert sind. Vorzugsweise sind etwa '/3 der Glucoronsäuregruppen mit Kaliumionen und etwa Vi mit Natriumionen neutralisiert Xanthomonasgummi π mil dem vorstehenden Kaliumionen- und Natriumionenverhältnis wird für die erfindungsgemäßen Zwecke bevorzugt. Xanthomonasgummi, bei dem mehr Glucoronsäuregruppen mit Kaliumionen als mit Natriumionen neutralisiert sind, können verwendet werden, jn jedoch wird die Gelstabilität gegenüber den anderen Bestandteilen der Aufschlämmung eiwas beeinträchtigt. Wie leicht ersichtlich ist, können bei der herstellung des bevorzugten Xanthomonasgummis Modifizierungen vorgenommen werden, die das Natriumionen- und r, Kaliumionenverhältnis nicht beeinflussen.

Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt die Gelierung einer Sprengstoffaufschlämmung durch ein Gemisch aus Carubin und jn Xanthomonasgummi. und zum Vergleich die Beschaf-

Tabclle I

Beurteilung der Aufschlämmung

fenlieii der Aufschlämmung, wenn Carubin und Xanthomonasgummi einzeln ohne Vernetzung in der Aufschlämmung verwendet wurden. Das Beispiel zeigt auch die in jedem Fall erzielte Wasserfestigkeit.

Aufschlämmungen, die die nachstehend aufgeführten Bestandteile und die in Tabelle I aufgeführten Gummi enthielten, wurden hergestellt, indem man die Bestandteile in der angegebenen Reihenfolge vereinigte und das Gemisch auf eine Temperatur von 8O⁰C erhitzte, wobei das Gemisch mit einem mechanischen Röhrer gerührt wurde. Nachdem eine Temperatur von 8O⁰C erreicht war, wurde das Rühren unterbrochen und die Aufschlämmungen wurden auf Raumtemperatur abgekühlt. Nach 24 Stunden wurden ihre Geleigenschaften festgestellt. Die gelierten Aufschlämmungen wurden aus ihren Behältern entfernt und 96 Stunden in Wasser getaucht. Nach dem Eintauchen wurden ihre Geleigenschaften wieder ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.

Bestandteile

Gew.-vi der
Aufschlämmung

Ammoniumnitrat

Natriumnitrat

Wasser

Aluminiumflocken

Gummigemisch

44 20 20 15

100

Carubin (Gew.-%)	0	25	50	/5	100
Xanthomonasgummi (Gew.-%)	100	75	50	25	0
Geleigenschaft nach 24StUnC1IgCm Altern vor dem Eintauchen	breiig, keine Gelstruktur	sehr fest, gute Gelstruktur	fest, gute Gelstruktur	fest, gute Gelstruktur	kei.-te Gelstruktur
Geleigenschaft nach 96slündigem Eintauchen	schwimmend, breiig	zähes Gel	halbzähes Gel	weiches Gel	zerfallen

Die ein Gemisch aus Carubin und Xanthomomasgummi enthaltenden AufschlämmuTigen wurden durch das Eintauchen in Wasser im wesentlichen nicht beeinträchtigt. Sie behielten ihre Struktur und Wasserfestigkeit.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt die Wirkung von sauren und alkalischen Umgebungen auf gelierte Sprengstoffaufschlämmungen. In den nachstehenden Versuchen wird die Überlgenheit des Carubin-Xanthomonasgummi Gelsystems gegenüber Standardverdickungssystemen für Sprengstoffaufschlämmungen gezeigt. Es sind drei Aufschlämmungen aufgeführt. Eine enthält ein Gemisch aus Carubin und Xanthomonasgummi. Die beiden anderen enthalten mit verschiedenen Vernetzungsmittel vernetzten Guargummi.

Die Aufschlämmungen wurden gemäß den nachstehend aufgeführten Formulierungen hergestellt.

Bestandteile der Aufschlämmungen

	Aufschlämmung Nr.	Ii	III
	I
Bestandteile		60 Teile	60TeMe
I. Ammoniumnitrat	60 Teile	20 Teile	20TeMe
2. Natriumnitrat	20Teile	19TeMe	19Teile
3. Wasser	19Teile	1 Teil	ITeM
4. Gi^rgummi	-

ttrliel/lllll!

■\ii(-.Lhl.imniimi; Nr. I

ill

Beslandi.eile

5. ('umhin

ft. Xanlhomnnasgumnii

7. Antimonovid
X. An(imonp\ roanlinional
¹I Ammoniaklösung' ι
10. Kl ige ll\().

pH-Wert del Aufschlämmung

0.5 Teile

0.05	I eile	Ί.05	I ei
.1.0 I	eile	■:i.5 ι	eile
		5.x
>u

NIl₁M'

.Ii MI₁OII
Λ Il O

Misch und lieiirkiluiiL'sMi !,ihren

Die AuK hlaminung \r I winde hergesielll, indem (.lic aiilgeliihrten BeMandleile '■:,'■■ der gezeigten Reihen lulge in ein Bei herglas gewogen winden Das (iemisch w linie ge: ι lh Π und in eun-m I). ι m ρ I ha 11 ,nil 70 ( erhitzt und 5 Minuten au! dic-er lempei.iiui gehalten. Das Gemisch bestand au* eir.ir wen hen lliellfähigen Aufschlämmung l'iinl 2 50 nil-Bei he; giäser wurden mn einem fell del heilten AiiKchl.iinmiil·;: gefüllt und /um Abkühlen beiseite giMilii. Nach dein Abkühlen bestanden die Aiilschl.innungcn au¹- einem festen Gel. Die fiinf Gele wurden ,ms den 250 m! Bechergiaseni erittemi. gewogen und <:■. 500-ml-Bei herglaser gebr.icht. die Wasser mit den pH Weilen 3.5. d.M. 7.0. M) bzw. M.5 enihiel'en Die \'er.inderungen in del I urin und im (iew η ht der eingetauchten (iele wurden festgestellt.

Die Aufschlämmung \'r. Il wurde hergestellt, indem die Bestandteile 1. 2. i. 4 und 7 in ein Becherglas

wurden die Bestandteile 15 Minuter vermischt und 1 Stunde gealtert. Nach dem Altern wurde eine Amm'inia'-sl'isung zugesetzt. Die Vernetzung erfolgte unter Bildung eines zäher. Gels. Das zähe Gel wurde in l'irf 250-mi-Bechergldser gebracht. Die tiinf Ciele wurden /uv Alterung 24 Stunden beiseite gesielh: in dieser /et: erfolgte die vollständige \'ernetzung. Nach dem Altern wurden die (iele aus den 2")()-ml -1 lei'li erg lasern entfernt, gewogen und in VlO-ml Kecherglascr gebracht, die Wasser mit den pi I-Werten SA h.K, 7.0. Mi b/w. 4.·) enthielten. Die \ ei änderungen im (iew ichi und in der I <irm der eingetauchten (iele w linien festgestellt.

Die Auischlammung Ni. Ill wurde hergestellt, indem die Bestandteile 1. 2. 3. 4. K und Hl in der ge/eigien Keihenlolge in ein liechcrghis gewogen wurden. Sie wurden '■> Minuten \eiinischt und ein Teil der erhaltenen Aufschlämmung wurde m f.inl _'50 inl-Bechergl.iser gebracht. l:tw a 45 Minuten spater hatten die Aufschlam miiiigen ein festes (iel gebildet. Naih 24stundigcm Altern wurden die Aiilschlammungen aus den 250-uil-Beeherglasern entfernt und in 500 ml-Becherglaset gebracht, die Wasser mit den pi I-Werten i.5. h.H. 7.0. M) b/w. Μ.5 enthielten. Die Veränderungen im Gewicht und in der Form des eingetauchten Gels wurden festgestellt.

Nach der Entfernung aus ilen 250-ml-Beeherglasern und vor dem [jntauclien in eic Wasserbäder mit den

„II Il / U „

Nr. I, Nr. Il und Nr. Ill eine /\lindrisehe I orm. Der pH-Wert der Wasserbäder wurde mit Essigsäure und Ammonium hydroxid cingesteüi

In der Tabelle 2 ist die X'eräiulerung des Gewichts und der Torrn jeder Aufschlämmung gezeigt, nachdem sie 5 Tage in 500 ml Wasser eingetaucht worden war. dessen pH-Wert 3.5 bis 9.5 betrug.

Tabelle J

Beurteilung der Aufschlämmungen

Aufschlämmung Nr. 1
Ursprung!. Gewicht

Gew.-% Wasser vor den·
Hintauchen

Gewicht nach 5-ägigem Eintauchen 246g

'.. Wasser in der Aufschlämmung 20%
nach 5Tg.

Struktur, cranderung keine

pil-vSen	des Wasserballs	7.0	8.(1	9.5
^ >	6.S	248 g	246 g	25Og
244 g	245 g	19%	19%	19%
19%	19%	250 g	248 g	252 g
246 g	247 g	20%	201Vn	20%
20%	20%

keine

keine

keine

keine

K)

	pll-Werl des W	asserbads	7.11	X.U	').>
	.1. s	<>.X
Aufschlämmung Nr. Il			24') g	25Ig	246 g
ί rsprüngl. Gewicht	24Sg	If*} g	18.4".,	IS.4".,	18.4%
Gew.-"/.ι Wasser vor dem	18.4 .,	18.4".,
I'inti.uchen			Ml g	.126 μ	HSg
(iewichl nach 5iägigeni I inl.iucli	en 27.1g	.'-2Og	.1X ,	.1X",,	.18"
(iew ■ . Wasser in der \ul	27.2"..
schlämmuiit! nach M.igigein
I mtauchen			Verlorene	Verlorene	Veilorenc
Struktur	Verloienc	\ erlorc'iie	I (mn	lorm	I orm
	l-'orm	I iirni	Anm. I	Anm. I	Anm. I
	Ami). I	■\nm. I
Aul'sclilämmung Nr. Ill			24Og	.12Ig
Ursprung!, (iewichl	26(Ig	248 g	IS.')1.,	IS.')",,	IX.')",
(lew,- Wasser vor dem	IS,')11,,	IS.')'.,
l'.inlaiicheii			265 g	24Og	2X4 g
(iewiclit nach 5 lagen	27.1g	272 g	2.1,S1,,	2.1.4",,	2X".„
'■< Wasser in der Auf	24.5",,	26.8",,
schlämmung nach 5iägigem
Tin tauchen			schwaiiiniig	schwammig	schvvamn
Strukturveränderung	Verlorene	schwammig	Anm. 2	Aum. 2	Anm. 2
	form	Ληηι. 2
	Λ um. 2

Anmerkung I

N.uhdem die 5 \crnct/tcn Xulsehl.immungcn tier Aulsclil.imiming Nr. Il 5 I.ige in Wasser mit pll-Werlen von .1.5 bis Ί.5 einueliiiiLht »orden ».iron, li.illen sie alle ihre form verloren und die lorm lies Hodens des Uechergl.ises angenommen, in das sie eingetaucht wurden. Die 5 UM'sehlamnHmgen der Aufschlämmung Nr. I blieben lest iniil behielten die I (irni eines Aliinlers. MIe Vilschlaminungcn Nr. Il halten an Volumen zugenommen.

Anmerkung 2

Nadulem ilie 5 vernet/leii AulM.lilammungen der Aufschlämmung Nr. Ill in Wasser mit pll-Werten von .1.5 his ^l).5 eingetaucht «orden waren, balle mir die Aufschlämmung im Wasser mit einem pH-Wert von i.5 ihre lorm verloren uiul die Kv ill des lietherylashiiilens anuenonimeii. Die .uideren AulsehKimnuingen hehiellen ihre /ylindrisehe I orm. Jedoch hatten die in vvassel Hill IHl-Vvciteil vitll n.S iniii '. ' Liiiuci.uii.iit(.ii Au! si. iiüin ιιΓιιμ*,5ι.ιΊ .ιΓι V. -! V, Γ·*. J Γ. ."Iger.:^¹.:"- " U!V.! '"!!T'-V? -:..^^,'>ι».ΐ|,

geworden.

Aiifschliimmungen mit einem Wassergehalt von mehr als ^Λ0",Ίι detonieren nicht oder nur mit großer Schwierigkeit. Daher ist die Aufschlämmung Nr. I den Aufschlammungeii Nr. Il und III nach dem Eintauchen in Wasser mit pH-Werten von 3,ϊ bis 9.5 überlegen. Die Aufschlamnning Nr. I wird von saurer oder alkalischer Umgebung weniger beeinträchtigt und behält ihre Struktur in fließenden Gewässern wie Flüssen aufgrund

ihrer festen Gelstrukiur.

Wenn eine Gclstruktur einer Aufschlämmung /u zerfallen beginnt, wird sie zunächst weich, absorbiert Wasser und tut dies so lange, bis die Masse eine dünne Flüssigkeit ist. In diesem Zustand kann eine Aufschlämiiiungdie wasserlöslichen .Sprengstoffbestandteile nicht zurückhalten und daher nicht detonieren.

Beispiel i

Mit Borax vernetzter Xanthomonasgummi wurde bisher verwendet, um SprengMoffaufschlämmungen zu _w, verdicken und um diesen Wasserfestigkeit zu verleihen. Auch Chromnitrat kann verwendet werden, um eine vernetzte Aufschlämmung zu erhalten, die gegenüber Zerfall durch Wasser widerstandsfähig ist. Es ist auch bekannt, daß Carubin zum Verdicken von Sprengstoff- _h-, aufschiämmungen verwendet werden kann. Nach der Vernetzung des hydratisierten Gummis mit Chromnitrat oder Borax wird ein homogenes, wasserfestes.

weiches plastikartiges Gemisch erhalten.

Dieses Beispiel zeigt die überlegene Wasserfestigkeit einer Sprengstoffaiifschlämmung, die mit einem 50 : 50 Gemisch aus Carubin und Xanihonionasgunimi verdickt wurde, gegenüber einer Sprengstoffaiifschlämmung der gleichen Zusammensetzung, die entweder mit Xanthomonasgummi oder mit Carubin verdickt und anschließend mit Borax oder Chromnitrat vernetzt wurde.

Fünf Sprengstoffaufschlämmungen wurden gemäß der nachstehenden Formulierung hergestellt:

Il

Hestandteile der Aul'schliimnumgen

llcstamlteile

1. Ammoniumnitrat

2. Natriumnitrat

3. Wasser

I. Aliiminiiimflncken

5. Xanthonionasgumnii

(> (ariibin

7. Itor.ix

X. (hiomnili.it

Aufschlämmung Nr.

IeMe

44	44
20	20
20	20
15	IS
1	0.S
	0 s

IV	V
I eile	le
44	41
20	20
20	20
IS	IS

O.I

O.OS

ons

Die Aufschlämmung Nr. I wurde hergestellt, indem zunächst 44 Teile NMiNO, und 20 feile NaNO, in 20 feilen MjO gelöst wurden und dieses Gemisch linier Rühren mit einem Teil Xanthomonasgummi versetzt wurde. Das Gemisch wurde I Minute gerührt und unter Rühren mit 11 feilen Aluniiniumflocken versetzt. Das Rühren wurde fortgesetzt, wobei das Gemisch auf einem Dampfbad auf 70 C erhitzt wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde 0.1 Ieil llorax (Na₂IJ₁C)₇ · 10 J 1..C)) zugesetzt und das Gemisch wurde noch zwei Minuten gerührt. Die heille Aufschlämmung wurde zum Abkühlen beiseile gestellt, und 24 Stunden später halle sich ein festes Gel gebildet.

Die Aufschlämmung Nr. Il wurde auf die gleiche Weise wie die Aufschlämmung Nr. I hergestellt, mit der Abweichung, daß 0.05 leile Chromnitrat anstelle des l!ora\ in der Vernetzungsstufe verwendet wurden. Wie bei der Aufschlämmung Nr. I wurde das Gemisch zum Abkühlen beiseite gestellt, und 24 Stunden später hatte sich ein weiches Gel gebildet.

Die Aufschlämmung Nr. Ill wurde hergestellt, indem zunächst 44 Teile NfUNO, und 20 Teile NaNO, in 20 Teilen MjO gelöst wurden und dieses Gemisch unter

mimen mn einem Teil einet )0 . IG Gcmi.-ieiie"» iiu.-> JtCTi CjCV, icht¹; .^'.t^"

C'ariibin und Xanthomonasgummi versetzt wurde. Das Tabelle i aufgeführt.

Gemisch wurde I Minute gerührt und linier Kiiiuvn mn I) feilen Miiminiumflocken versetzt. Das Kuhuii wurde forlgesetzt, wobei man das Gemisch auf einem Dampfbad auf 7()'C erhitzte. Nach 2 Minuten laiiücin Rühren und Ijhitzen des Getnischs wurde der Riihter aus dem Gemisch entfernt und das Geinisi.li /um Abkühlen beiseile gestellt, l's wurde kein Vernctzungskatalysator verwendet.

Die Aufschlämmung Nr. IV wurde auf die gleu he Weise wie die Aufschlämmung Nr. I hergestellt, mit der Abweichung, dall anstelle von Xanthomonasgumiui C'ariibin verwendet wurde.

Die Aufschlämmung Nr. V wurde .iiif die gleiche Weise wie die Aufschlämmung Nr. Il hergestellt, mil der Abweichung, dall anstelle von Xanthomonasgummi C'ariibin verwendet wurde.

Nachdem die fünf Aufschläminiingen abgekühlt und 24 Stunden gealtert waren, wurden sie alle aus linen Dehältern entfernt, gewogen und line I.miii und Konsistenz festgestellt; jede Aufschlämmung winde darauf in etwa die dreifache Volumcmncngc Leitung^ wasser eingetaucht. Nach %slündigein fintaikhcn wurde die Veränderung der Form, tier Kon*..«lenz und ι .. «-·—:..u.„ r.., ...,M. i\;., ι: ,μ,,,;.*.. ii,,,i ;,, ι..,-

Tabelle 3

Heurteilung der Aufschlämmung

Aufschlämmung Nr.

III

IV

Zustand vor dem	zylindrisch	zylindrisch	zylindrisch	zylindrisch	/> liniirisch
Eintauchen	fest	weich	fest	sehr fest	weich
Form	472 g	481g	468 g	466 g	452 g
Konsistenz
Gewicht
Zustand nach dem	zylindrisch	zylindrisch	zylindrisch	zerfallen	zerfallen
Eintauchen	weich	sehr weich	fest	-	-
Form	530 g	4f.3g	467 g	-	-
Konsistenz	28,7	20,0	20,0	-	-
Gewicht
% H2C) in der Auf
schlämmung

Die Aiilschlämnumg Nr. I nahm während des l.inliiiiehens nn Volumen /ii. Dn sie durch Absorption urn Wasser an Gewicht zugenommen hütte und weich geworden war. deutet dies darauf hin. dall sie sich in den ersten Stadien des Zerfalls befand.

Die Aufschlämmung Nr. Il wurde sehr weich und an (Ui Obei fläche schlammig, was auf einen /erfüll hindeutet.

Die Aufschlämmung Nr. IM war die einzige, die nach dem Killlauchen praktisch unverändert war.

Diese Daten zeigen, dall ein Gemisch aus Carubin und Xniithomonasgummi bessere Konsistenz und Wasserfe-Migkcil verleiht als sie bei Aiifschlämmungen erreicht werden, die mit den l-m/clkomponcrucn des Gemischs verdickt und darauf vernetzt wurden.

Claims (4)

Patentansprache;

1. Sprengstoffaiifschlämmung auf Basis eines oder mehrerer Salze aus der Gruppe Ammoniumnitrat, Kaliumnitrat, Natriumnitrat, Calciumnitrat und/oder Ammoniumperchlorat, Wasser, einem Sensibilisierungs-undGelierungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Ge'ierungsmittel ein Gemisch aus etwa 15 bis 85 Gew.-% Carubin und 1» etwa 15 bis 85 Gew.-% Xanthomonasgummi, jeweils bezogen auf das Gemisch, enthält.

2. SprengstoffauFschlämmung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Gemisch aus Xanthomonasgummi und Carubin in Mengen von π etwa 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Aufschlämmung, enthält

3. Sprengstoffaufschlämmung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 'Λ» bis ¹A der Glucoronsäurereste im Xanthomonasgummi mit jn Kaiiumionen und vS bis ¹U der Giucoronsäurereste mit Natriumionen neutralisiert sind.

4. Sprengstoffaufschlämmung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß etwa ¹Z₃ der Glucoronsäurereste im Xanthomonasgummi mit Kaliumionen >> und etwa ²/j der Glucoronsäurereste mit Natriumionen neutralisiert sind.