DE903319C - Verfahren zur Verminderung des Setzens von Ammonnitratsprengstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verminderung des Setzens von Ammonnitratsprengstoffen, d.h.Sprengstoffmischungen, in denen Ammonnitrat mit mindestens einem oxydierbaren Stoff und einem die Empfindlichkeit steigernden Stoff vermischt ist, der Sprengeigenschaften besitzt. Dieser die Detonationsempfindlichkeit steigernde Stoff kann selbst eine oxydierbare Verbindung sein, und sie kann die ganze Menge des

ίο oxydierbaren Materials oder einen Teil derselben in der Mischung darstellen.

Es ist allgemein bekannt, daß Ammonnitratsprengstoffe, gleichgültig ob sie pulvrige, halbgelatinöse, plastische oder gelatinöse Konsistenz besitzen, die Tendenz aufweisen, beim Lagern unter gewöhnlichen Temperaturen eine harte Konsistenz anzunehmen und daß durch dieses Setzen des Sprengstoffes die Empfindlichkeit desselben verringert wird. Diese Eigenschaft des Setzens des Sprengstoffes geht Hand in Hand mit der Gegen- ao wart von Feuchtigkeit in der Mischung, und da Ammonnitrat ein hygroskopisches, zerfließendes Salz ist, ist es schwierig, das Eindringen von Feuchtigkeit während der Mischbehandlung und der darauffolgenden Lagerung zu verhindern. Diese Eigenschaft des Setzens und die Verringerung der Empfindlichkeit sind besonders bemerkenswert, wenn das Ammonnitrat oder ein Teil dieses Stoffes in sehr feiner Verteilung vorliegt, wie es häufig wünschenswert ist, um die Empfindlichkeit und die Detonationsgeschwindigkeit der Sprengstoffmischung so stark wie nur möglich zu erhöhen.

Zweck der Erfindung ist nunmehr, das Setzen und die Verringerung der Empfindlichkeit von Ammonnitratsprengstoffen zu verringern oder zu verzögern. Ein weiteres Merkmal der Erfindung

besteht darin, Ammonnitrat von außerordentlich feiner Teilchengröße zur Herstellung von Ammonnitratsprengstoffen zu verwenden.

Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren zur Herstellung von Ammonnitratsprengstoffen darin, daß einer Ammonnitratsprengstoffmischung ο,οοι bis ι % (bezogen auf das Gewicht des Ammonnitrats) eines Farbstoffes von sulfonierten! aromatischem Charakter, der bis zu einem Betrag von ίο mindestens 0,05% im gesättigten Ammonnitrat bei 20° löslich ist, zugesetzt und dieser Farbstoff auf die Oberfläche der Ammonnitratteilchen während der üblichen Mischbehandlung der Bestandteile des Sprengstoffes aufgebracht wird. Durch den Zusatz werden innerhalb des Temperaturbereiches, in dem die stabile Form des Ammonnitrats aus Ammonnitrat IV besteht, d. h. der gewöhnlich zwischen — 18 und + 32,3° beständigen Ammonnitratmodifikation. die Kristalle von Ammonnitrat IV aus den den Farbstoff enthaltenden Lösungen in Form von (010) Prismen, Nadeln, Platten oder Schuppen erhalten und nicht in Form der üblichen (iioj länglichen Prismen oder Nadeln, wobei der Überschuß der Masse oder mindestens das Ammonnitrat selbst vor der Einverleibung des Farbstoffes in die Sprengstoffmischung im wesentlichen frei von dem genannten Farbstoff ist. '

Bei der zweckmäßigen Form der Durchführung ; des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der ge- j nannte Farbstoff mit der Oberfläche der Ammon- | nitratteilchen während der üblichen Mischbehand- ; lung in Berührung gebracht, wobei die übrigen j Bestandteile des Ammonnitratsprengstoffes diesem einverleibt werden.

Die verwendeten Farbstoffe sind aromatische Verbindungen, die mindestens eine Sulfonsäuregruppe oder Salze derselben enthalten. Der wirksamste Farbstoff von sulfonierten! aromatischem Charakter besteht aus einer Mischung von Alkalimetall- oder Ammonsalzen von Di- und Trisulfonsäuren von Pararosanilin und Rosanilin, die im Handel erhältlich sind. Andere Farbstoffe dieser Art, welche sich für die Erfindung als brauchbar erwiesen haben, sind die Monoazoverbindung Amaranth (Rowes Colour-Index No. 184), die sauren Triphenylmethanverbindungen Disuifmblau V (Rowes Colour-Index No. 712), das Ammoniumsalz von disulfoniertem Methylviolett, 1, 4-Diaminoanthrachinon-2-natriumsulfonat, trisulfoliiertes Pararosanilin (pp' ρ''-Triaminotriphenylmethan)-ammoniumsalz, trisulfoniertes Rosanilin j (pp' p"-Triamiinodiphenyltolylmethan) -ammoniumsalz, trisulfoniertes (pp'p"-Triaminotntolylmethan)-ammonium- oder -calciumsalz (Rowes Colour-Ind'ex No. 678) und Rotviolett 4 RS (sulfonierten Di- j methylrosanilin-natriumsalz,Colour-IndexNo.694). Um eine gleichmäßige Verteilung der außerordentlich geringen Menge des Färbstoffes über die Ammonnitratteilchen in der Sprengstoffmischung zu erzielen, ist es zweckmäßig, den Farbstoff mit einem oder den übrigen der anderen festen Bestandteile fein zu verreiben, welche der Sprengstoff- ; mischung hinzugefügt werden, bevor diese mit den ■ übrigen Bestandteilen gemischt werden. Für diesen ! Zweck kann jeder geeignete pulverisierte feste Bestandteil der Sprengstoffmischung mit Ausnahme des Farbstoffes selbst verwendet werden, beispielsweise ein Salz. Es kann auch ein Teil des Ammonnitrats an sich als das Material verwendet werden, mit dem der Farbstoff verrieben wird. Als Ergebnis des Verreibens kann dieser Teil des Ammonnitrats in einen feineren Verteilungszustand oder zu einer I höheren Schüttdichte gebracht werden als die Hauptmenge des Ammonnitrats, welche zur Her-¹ stellung der Sprengstoffmischung verwendet wird ! oder diese darstellt. Da diese abgeteilte Menge jedoch nur einen kleinen Teil des verwendeten ^; Ammonnitrats darstellt, beispielsweise 1 bis 5%, ist dies unbeachtlich, wenn die Sprengstoffeigenschaften der Mischung den üblichen Bedingungen : der Vermahlung und der Schüttdichte der Hauptfraktion des Ammonnitrats entsprechen sollen, und dies kann durch Anwendung einer geeigneten ^; Mischapparatur ohne weiteres erreicht werden. Im ! Verlauf der nachfolgenden Mischbehandlung mit den übrigen Sprengstoffbestandteilen wird der so ■ verteilte Farbstoff gut über die Oberfläche der ganzen Menge des Ammonnitrats verteilt, und hierdurch wird das Setzen und die infolge der Lagerung auftretende Verringerung der Empfindlichkeit der Sprengstoffmischung vermindert, selbst wenn bei der Mischbehandlung eine gewisse Aufnahme von Feuchtigkeit stattfindet.

Der die Empfindlichkeit erhöhende Stoff kann beispielsweise aus einer festen oder flüssigen explosiven polynitroaromatischen Verbindung bestehen, beispielsweise aus Trinitrotoluol oder flüssigen Dinitrotoluokdischungen, oder aus einem festen oder flüssigen explosiven Salpetersäureester, beispielsweise Pentaerythrittetranitrat oder Nitroglycerin, oder einem explosiven Nitramin, beispielsweise Cyclotrimethylentrinitramin. Wenn der empfindlichkeitserhöhende Stoff eine Flüssigkeit ist, kann die Konsistenz der Explosivmischung in den plastischen, gelatinösen oder halbgelatinösen Zustand durch Einführung einer Nitrocellulose oder eines anderen in den kolloiden Zustand überführbaren Materials gebracht werden, das in dem flüssigen, die Detonationsempfindlichkeit vergrößernden Stoff löslich ist.

Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen erläutert, auf die sie jedoch nicht beschränkt ist.

B e i s ρ i e 1 ι

Eine Ladung, bestehend aus 135 kg einer pulvrigen Sprengstoffmischung, wird dadurch hergestellt, daß in einem Kollergang 30 bis 45 Minuten lang die folgenden Bestandteile gemahlen werden: Trinitrotoluol 12 Gewichtsprozent, Ammonnitratteilchen, von denen 25 bis 50% durch ein Sieb von iao 0,25 mm Maschenweite hindurchgehen 78,2 Gewichtsprozent, vorgemahlene Mischung von Ammonnitrat und dem Farbstoff (Rowes Colour-Index No. 692) im Gewichtsverhältnis 95 : 5, wovon die ganze Menge durch ein Sieb mit 0,15 mm Maschenweite hindurchgeht 0,8 Gewichtsprozent, eine

Mischung von körnigem und fein gemahlenem Alu miniumpulver im Verhältnis 8: ι 9,0 Gewichtsprozent.

In der hierbei entstehenden Sprengstoffmischung wird das Mahlgut der Hauptfraktion des Ammonnitrats beträchtlich feiner, und der Farbstoff wird über die ganze Oberfläche dieses Ammonnitrats gleichmäßig verteilt.

Das Gemisch wird in Ladungen aus gewachstem Papier zu einer Dichte von 1,1 g/ccm eingestoßen, dieses wird am Ende zugefaltet und mit einem Wachsauftrag versehen. Nach einer einmonatigen Lagerung in einem unbeheizten Lagerraum lassen sich die Füllungen dieser Ladungen ganz leicht mit den Fingern pulverisieren. In einem Versuch mit zwei Ladungen von 33 mm Durchmesser jeder Ladung, wobei diese axial zueinander mit den Enden gegeneinander angeordnet und in einen Papierzylinder eingewickelt sind und die eine Ladung an dem einen von der anderen Ladung entfernten Ende mit einem Zünder versehen ist, der stark genug ist, um dessen Zündung zu bewirken, erfolgt eine Zündung der zweiten entfernten Ladung noch, wenn zwischen den beiden Ladungen ein Abstand von 200 mm herrscht. Nach entsprechender Lagerung einer Stoffmischung, die nicht gemäß der Erfindung hergestellt worden ist, bei der die vorgemahlene Mischung von Ammonnitrat und dem Farbstoff (Rowes Colour-Index No. 692) jedoch durch 0,8 Teile Ammonnitrat ersetzt wird, im übrigen aber die gleiche ist und die Herstellung auch in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, erfolgt, findet eine Zündung der zweiten Ladung in dem angegebenen Versuch jedoch nur statt, wenn der Abstand zwischen den beiden Ladungen auf 150 mm verringert wird.

Beispiel 2

Eine Sprengstoffzusammensetzung besteht aus folgenden Bestandteilen: Trinitrotoluol 15%, Ammonnitrat 70,8 ⁰Io₁ vorher vermahlene Mischung von Ammonnitrat und dem Farbstoff nach Rowes Colour-Index No. 692 im Verhältnis 95 15 0,7%, Natriumchlorid 13,5%.

Diese Stoffe werden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise gemischt und zu einer Dichte von 1,15 g/ccm in Ladungen aus gewachstem Papier gepackt.

Die geschlossenen und gewachsten, 33 mm starken Ladungen werden 1 Monat lang in einem ungeheizten Raum gelagert, und ihre Empfindlichkeit wird mit Hilfe des beschriebenen Versuchs mit zwei Ladungen geprüft. Hierbei stellt sich heraus, daß die Ladungen nur schwach erhärten, und sie sind noch so empfindlich, daß eine Detonation bei einem Abstand der beiden Ladungen voneinander von 75 mm übertragen wird. Wenn eine in ähnlicher Weise gepackte und gelagerte Mischung nicht | gemäß der Erfindung hergestellt ist und diese sich j durch die angegebene Mischung nur dadurch unterscheidet, daß 0,7 Teile reines Ammonnitrat an Stelle der 0,7 Teile der Mischung von Ammonnitrat und dem Farbstoff gemäß Rowes Colour-Index No. 692 verwendet werden und die Prüfung in der gleichen Weise erfolgt, so zeigt sich, daß die Ladung wesentlich härter wird und daß eine Detonation von einer Ladung zur anderen in dem geschilderten Versuch nur übertragen wird, wenn der Abstand zwischen den beiden 50 mm beträgt.

Beispiel 3

Eine Sprengstoffzusammensetzung von pulvriger Konsistenz wird dadurch hergestellt, daß in einem mit Holzläufern ausgestatteten Kollergang folgende Bestandteile ¹A Stunde lang vermischt werden: Mischung von Nitroglycerin und Nitroglycol im Verhältnis 80 :20 10 Teile, Ammonnitrat 68,7 Teile (90% dieses Ammonnitrats gehen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm hindurch, und die ganze Menge geht durch ein Sieb einer Maschenweite von 0,4 mm hindurch), Mischung von Ammonnitrat und dem Farbstoff gemäß Rowes Colour-Index No. 692 im Verhältnis 95 :5, die vorher in einem Kollergang so weit gemahlen wurde, daß die ganze Menge durch ein Sieb einer Maschenweite von 0,15 mm hindurchgeht 0,8 Teile, A^Tatriumchlorid 11,8 Teile, Holzmehl 0,9 Teile.

Durch die Mischung in dem Kollergang erfolgt eine Verteilung des Farbstoffes über die Oberfläche des Ammonnitrats, ohne daß die Mahlfeinheit des letzteren merklich beeinflußt wird.

Der sich ergebende pulvrige Sprengstoff wird in gewachsten Papierhüllen verpackt; er ist dann zum Sprengen von Kohle in schlagwetterhaltigen oder kohlenstaubhaltigen Bergwerken geeignet. Bei der Lagerung in den gewachsten Papierhüllen behält er seine pulvrige Konsistenz bei, ohne daß eine wesentliche Tendenz zum Zusammenbacken besteht, ebenso bleibt seine Empfindlichkeit konstant.

Sämtliche Sprengstoffe nach den Beispielen 1 bis 3, welche gemäß der Erfindung hergestellt worden sind, sind empfindlich gegenüber Zündern, die weniger kräftig sind als die üblichen Knallquecksilberkaliumchloratzünder Nr. 6.

Beispiel 4

Ein gelatinöser Sprengstoff wird in folgender Weise hergestellt: Nitroglycerin 27,0%, lösliche Sprengnitrocellulose 0,75%, o-Nitrotoluol 1,8%, Ammonnitrat 36,43%, Natriumchlorid 28,0%, no Haferhülsen 4,0%, Porzellanerde 2,0%, 1,4-D1-aminoanthrachinon-2-natriumsulfonat 0,02 %.

Eine gewisse Menge Nitroglycerin wird in eine Mischvorrichtung einlaufen gelassen, die Nitrocellulose wird zugefügt, und die Gelatinierung läßt man 8 Minuten dauern. Die übrigen Bestandteile, ausgenommen das 1, 4~Diaminoanthrachinon-2-natriumsulfonat, werden durch ein Sieb hindurch zugemischt, und das 1, 4-Diaminoanthrachinon-2-natriumsulfonat wird während der Einsiebung dieser Bestandteile getrennt eingestäubt. Nachdem diese zugegeben sind, wird die Mischbehandlung 5 Minuten fortgesetzt und die Masse aus dem Mischer entfernt.

Der entstehende gelatinöse Sprengstoff wird in gewachste Papierhüllen eingebracht. Bei der Lage-

rung dieser Packungen zeigt der Sprengstoff eine geringere Tendenz, sich zu setzen, als ein Explosivstoff ähnlicher Zusammensetzung, bei dem der Farbstoff weggelassen ist und der Ammonnitratgehalt 36,45 °/o beträgt.

Beispiel 5

Ein Sprengstoff folgender Zusammensetzung: Trinitrotoluol i2°/o, Ammonnitrat 79¹Vo, Mischung von körnigem und fein gemahlenem Aluminiumpulver 9%, wird dadurch hergestellt, daß die oben angegebenen Bestandteile 45 Minuten lang in einem Kollergang gemahlen werden. Am Ende dieser Mischbehandlung wird dem in dem Kollergang befindlichen Pulver eine gesättigte Lösung von trisulfoniertem Pararosanilin und Ammoniumsalz in Wasser zugegeben, so daß die zugegebene Farbstoffmenge 0,02 % des Gesamtgewichtes des in dem Kollergang befindlichen Explosivstoffes ausmacht. Die Lösung wird durch eine feine Brause zugegeben und so gleichmäßig wie möglich über den Sprengstoff verteilt. Der Kollergang wird weitere 10 Minuten lang laufengelassen und dann entleert. Der Sprengstoff wird vor dem Abfüllen in Ladungen über Nacht in einem warmen Raum gelagert.

Der in den Ladungen abgefüllte Sprengstoff zeigt während der Lagerung eine geringere Tendenz zum Setzen als der Sprengstoff gleicher Zusammensetzung, welcher nicht mit der Lösung von trisulfonierten Pararosanilin und Ammonsalz behandelt worden ist.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Verminderung des Setzens von Ammonnitratsprengstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Amtnonnitratsprengstoffmischung 0,001 bis i°/o (bezogen auf das Gewicht des Ammonnitrats) eines Farbstoffes von sulfoniertem aromatischem Charakter zugesetzt und dieser Farbstoff auf die Oberfläche der Ammonnitratteilchen während der üblichen Mischbehandlung der Bestandteile des Sprengstoffes aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoffauftrag auf die Oberfläche der Ammonnitratteilchen während der üblichen Mischbehandlung erfolgt, durch die die übrigen Bestandteile des Ammonnitratsprengstoffes zugesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff mit einem der übrigen festen Bestandteile fein vermählen wird, welche der Sprengstoffmischung einverleibt werden, bevor sie mit den übrigen Bestandteilen der Mischung gemischt werden.

I 5719 1.54