乳化炸藥的低溫乳化工藝改進(jìn)

周偉東

摘 要：隨著社會(huì)工業(yè)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，我國(guó)的乳化炸藥技術(shù)水平也在日益進(jìn)步，過(guò)去傳統(tǒng)的乳化工藝方法已經(jīng)不能乳化炸藥的進(jìn)步與發(fā)展，行業(yè)開(kāi)始側(cè)重于高效、節(jié)能的乳化生產(chǎn)理念，所以改進(jìn)乳化炸藥的低溫乳化工藝是毋庸置疑的。乳化炸藥的低溫乳化工藝改進(jìn)可以讓乳化炸藥的生產(chǎn)過(guò)程更加合理。本文主要介紹了利用水相析晶點(diǎn)的降低來(lái)達(dá)到壓低乳化過(guò)程中的溫度的工藝方法，闡述了工藝改進(jìn)的必要性，并展望了它的發(fā)展前景，給行業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：乳化炸藥；低溫乳化；工藝方法；改進(jìn)

0. 引言

隨著整個(gè)社會(huì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，乳化炸藥的工藝創(chuàng)新對(duì)炸藥制造行業(yè)的提升有充分的幫助，因此改進(jìn)低溫乳化工藝在乳化炸藥行業(yè)中占有重要的地位，新型低溫乳化工藝制造方法可以極大地提高炸藥在乳化過(guò)程中的轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)量，能夠推動(dòng)整個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程的不間斷生產(chǎn)，進(jìn)而提高工廠企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)水平，加快行業(yè)的發(fā)展。

1. 乳化炸藥的概況

1.1 乳化炸藥的重要性

雖然炸藥聽(tīng)起來(lái)比較陌生，但是他卻運(yùn)用在我們的日常生活的各個(gè)方面中，乳化炸藥是在近些年來(lái)發(fā)展比較迅速的一種新型富含水質(zhì)的親水型工業(yè)使用的炸藥。這種炸藥在本質(zhì)上是和由硝銨制成的炸藥沒(méi)有太大差別的，基本物質(zhì)組成情況是一樣的，不過(guò)乳化炸藥因?yàn)槠涮厥獾娜榛に囘^(guò)程別具一格，它是一種外形由油水包制成的高爆型炸藥，這種炸藥有許多優(yōu)點(diǎn)，爆炸時(shí)呈現(xiàn)出的爆炸效果好，抗水失效性較好，使用安全性高，對(duì)環(huán)境的污染指數(shù)小等，被用于各種工業(yè)爆破環(huán)境中，生產(chǎn)制造的效益良好。與過(guò)去傳統(tǒng)的乳化炸藥生產(chǎn)制造相比，低溫乳化工藝能夠避免生產(chǎn)過(guò)程中的高溫高能耗，保持生產(chǎn)流程的流暢性和連續(xù)性，提高了乳化加工的生產(chǎn)效率。

乳化炸藥讓炸藥的生產(chǎn)出現(xiàn)了創(chuàng)新性，并且增加了炸藥的實(shí)用性和安全性。原本的乳化過(guò)程首先需要利用高溫來(lái)使炸藥成分乳化，耗費(fèi)了大量的熱量，然后再降低溫度達(dá)到敏化的目的，這種一升一降的方法大大增加了乳化過(guò)程的消耗，而且使生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)間斷性。所以這些生產(chǎn)過(guò)程的工藝缺點(diǎn)催生了低溫乳化工藝，低溫乳化正逐漸縮小乳化和敏化之間的能量消耗量，目前的乳化溫度已經(jīng)由傳統(tǒng)的90℃-150℃高溫范圍降低到了70℃-90℃范圍，這種溫度范圍的降低極大地加速了物料乳化基質(zhì)的冷卻過(guò)程，如果把乳化過(guò)程的溫度再降低一些，就可以將炸藥材質(zhì)的乳化和敏化溫度控制在大致相同的范圍內(nèi)，有利于實(shí)現(xiàn)乳敏一體化過(guò)程，保證整個(gè)過(guò)程的連續(xù)性，減少生產(chǎn)時(shí)間，減少能源消耗。低溫乳化工藝的研制開(kāi)發(fā)提高了乳化炸藥的保存性質(zhì)，提高了它的存放穩(wěn)定性。

1.2 低溫乳化炸藥的生產(chǎn)原理

乳化炸藥的組成和普通炸藥相差無(wú)幾，一般來(lái)說(shuō)，它是由水、油、氣這三相和四種成分組成的，具體包括有水溶性無(wú)機(jī)鹽的水相部分，有碳元素物質(zhì)的油相部分，將乳化相分開(kāi)的類敏化氣體成分和油包水類的乳化溶劑。在這種炸藥中最核心也是最基礎(chǔ)的物質(zhì)成分是含有氧化劑的水溶液，他其實(shí)就是炸藥的乳化分散相。乳化炸藥由于含有油相物質(zhì)才使得其擁有連續(xù)性，能夠燃燒。乳化炸藥的水溶液具有它的析晶點(diǎn)，而析晶點(diǎn)的存在影響著炸藥乳化過(guò)程的溫度值，所以如何降低析晶點(diǎn)就成了低溫乳化工藝的核心問(wèn)題，在原有的乳化配方之中添加一些可以降低析晶點(diǎn)的材料和物質(zhì)，就可以調(diào)配出低溫乳化的炸藥材質(zhì)，從而減少能量損耗，同時(shí)也保護(hù)了環(huán)境。

2.析晶點(diǎn)減小的措施

2.1 使用混合型氧化劑

眾所周知，傳統(tǒng)的炸藥成分都是硝酸銨，因?yàn)橄跛徜@這種物質(zhì)具有價(jià)格低廉，氧化效果好等特點(diǎn)，因而被作為炸藥生產(chǎn)過(guò)程的氧化劑所廣泛運(yùn)用。因?yàn)樗芙庠谒兄笏a(chǎn)生的溫度變化梯度過(guò)大，所以當(dāng)在水中溶解之后溫度下降的過(guò)程中，溶解度就會(huì)快速下降，于是產(chǎn)生了相應(yīng)的晶體。由于硝酸銨自身不能夠提供過(guò)多的氧化效果，因此通常使用混合型氧化試劑來(lái)作為氧化劑植被水溶液。氧化劑在硝酸銨之外就只能使用可以降低氧化劑水中溶液的析晶點(diǎn)的物質(zhì)來(lái)進(jìn)行混合，變相地增加溶液中的含氧量。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常使用硝酸鈉、硝酸鈣和高氯酸鉀等這些物質(zhì)來(lái)作為溶液氧化劑，現(xiàn)階段我國(guó)國(guó)內(nèi)的乳化炸藥生產(chǎn)制造過(guò)程中使用的基本都是由硝酸鈉和硝酸銨混合而成的混合型氧化劑，他們的混合比例按照4：1來(lái)分配，可以做到目前最佳的混合效果，達(dá)到降析晶點(diǎn)的最佳目的。

2.2 在乳化配方中添加尿素

在平常的乳化炸藥的水相配制過(guò)程中，可以添加尿素，把尿素和硝酸銨通過(guò)規(guī)定比例的混合然后添加到水中制成相應(yīng)的水溶液，就可以得到乳化炸藥的對(duì)應(yīng)水相溶液。尿素有一種可以增加乳化溶液的穩(wěn)定性的作用，硝酸銨可以在尿素的作用下降低自己的水中溶點(diǎn)，從而整體上降低混合物的溶點(diǎn)。但是尿素的添加也會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題，因?yàn)槟蛩鼐哂胸?fù)氧的平衡功能，所以若果將尿素添加進(jìn)硝酸銨炸藥水相中，混合物溶液中的變化情況越來(lái)越大，最后可能使得炸藥失效，無(wú)法引爆。所以，在添加尿素的時(shí)候一定要控制好添加量，避免混合之后的炸藥失效，物極必反。

2.3 在傳統(tǒng)炸藥成分中加入特殊附加物

在乳化炸藥中加入晶型改變性質(zhì)的試劑附加物，例如多元醇、十二烷基苯磺酸鈉和其他晚即硫酸鈉等化學(xué)物質(zhì)。這些附加物的添加可以改變?cè)械南跛徜@晶體的晶粒生長(zhǎng)發(fā)育，有效減少乳化敏化過(guò)程中的大顆粒晶粒以及其他多種晶粒的析出，晶型改性劑可以減弱溶液的液面張緊力。增大硝酸銨水溶液的溶解度，使得溶解平衡向我們期望的一方進(jìn)行，在可控范圍內(nèi)降低析晶點(diǎn)。不過(guò)在添加這些附加物時(shí)，也要適度適量，避免過(guò)多的添加量導(dǎo)致的析晶點(diǎn)提高。多元醇擁有與水中的相結(jié)合的能力，所以能夠促進(jìn)硝酸鹽的溶解，提高它們的水中溶解度，進(jìn)而使析晶點(diǎn)下降。

3.低溫乳化工藝改進(jìn)對(duì)于乳化炸藥的性能效果影響

由上述的降低乳化溫度的措施可以得出，例如使用混合型氧化試劑、添加適量尿素、添加晶體類型改變性質(zhì)的試劑的材料這些方法均能夠通過(guò)降低析晶點(diǎn)來(lái)降低乳化過(guò)程的溫度，都具有顯著的生產(chǎn)影響。相比這些措施，最優(yōu)的還是混合型氧化劑的應(yīng)用，我們甚至可以在運(yùn)用他的基礎(chǔ)上再進(jìn)行下一步的析晶點(diǎn)降低。通過(guò)添加相關(guān)降析物質(zhì)可以大點(diǎn)同等的效果，而且添加后的乳化炸藥除了爆炸效果變強(qiáng)之外，基本物質(zhì)組成沒(méi)有太大差別，這些物質(zhì)的添加并沒(méi)有使炸藥的引爆效果變差，反之還可能增強(qiáng)，最重要的是她們降低了乳化過(guò)程的溫度，減少了大量的制造成本，提高了乳化效率和連續(xù)性，提高了業(yè)界炸藥生產(chǎn)率。

4.結(jié)語(yǔ)

在實(shí)行了低溫乳化工藝改進(jìn)之后，乳化炸藥的生產(chǎn)時(shí)間大大減小，乳化效率明顯提高，提高了乳化過(guò)程的安全性和高效性，為企業(yè)節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，有利于企業(yè)的高效節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展。低溫乳化的過(guò)程中，通過(guò)相應(yīng)物質(zhì)的合理添加可以在不改變產(chǎn)品性能的前提下加快生產(chǎn)過(guò)程，縮短乳化周期，提升炸藥生產(chǎn)連續(xù)性。企業(yè)的產(chǎn)能提高，生產(chǎn)過(guò)程工藝步驟簡(jiǎn)化，減少了乳化制造的能源消耗，對(duì)于整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)值得推廣的方法。乳化炸藥的低溫乳化工藝改進(jìn)改造隨著我國(guó)“科學(xué)發(fā)展”的國(guó)家戰(zhàn)略的不斷深入必將給炸藥制造行業(yè)帶來(lái)更豐厚的回報(bào)，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)愈來(lái)愈受歡迎。

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