CH367425A - Sicherheitssprengstoff - Google Patents

Description

      Sicherheitssprengstoff       Es ist schon ein von flüssigen     Salpetersäure-          estern,    wie Nitroglyzerin, freier Sicherheitsspreng  stoff von     ausgeglichener    Sauerstoffbilanz     bekannt.     Dieser bekannte Sprengstoff enthält aber einen hohen  Anteil (20-45 %) an hochbrisantem     Explosivstoff     (Detonationsgeschwindigkeit über 7500     m/sek),    ist  daher relativ teuer und besitzt die Nachteile,

   welche  die     Verwendung    grösserer Mengen hochbrisanter Ex  plosivstoffe in der     Sprengstoffherstellung        bekannter-          massen    mit sich bringt.  



  Die vorliegende Erfindung soll nun diese Nach  teile beseitigen und einen     Sicherheitssprengstoff    der  oben beschriebenen     Art    ermöglichen, der     mit    Spreng  kapseln, d. h. ohne Verwendung von Verstärker  ladungen gezündet werden kann, eine gute Spreng  wirkung ergibt, einfach und sicher zu handhaben ist,  und dessen Konsistenz     flüssig    bis plastisch eingestellt  werden kann.  



  Die Erfindung betrifft einen von     flüssigen        Salpe-          tersäureestern    freien Sicherheitssprengstoff von aus  geglichener oder positiver Sauerstoffbilanz, der sauer  stoffaktives Salz, organischen Explosivstoff und ein  Verdickungsmittel enthält und aus einem das Ver  dickungsmittel und eine wässrige     Salzlösung    enthal  tenden flüssigen sowie einem in diesem verteilten  festen Anteil besteht, und ist dadurch gekennzeich  net, dass der flüssige Anteil eine positive Sauerstoff  bilanz besitzt, und dass der     Sicherheitssprengstoff    nur  solchen organischen Explosivstoff enthält, der eine  Detonationsgeschwindigkeit von unter 7500     m/sek     aufweist.  



  Es wurde     nämlich    gefunden,     dass    entgegen der  bisher in der Fachwelt     vertretenen        Auffassung    auch  ohne Verwendung von     hochbrisanten    organischen  Explosivstoffen, d. h.

   solchen mit einer Detonations  geschwindigkeit von über 7500     m/sek,        ein    brauch  barer, mit Sprengkapsel zündbarer Sicherheitsspreng-         stoff    von ausgeglichener oder positiver Sauerstoff  bilanz erhalten werden kann, wenn der     flüssige    An  teil, der in der     Fachliteratur    auch als     Plastifizie-          rungsmittel    bezeichnet wird, einen     entsprechenden     Sauerstoffüberschuss aufweist, weil dadurch die  Menge eines im Sicherheitssprengstoff enthaltenen,  unter Sauerstoffverbrauch verbrennenden organischen  Explosivstoffes erhöht werden     kann,

      ohne dass die       Sauerstoffbilanz    des Sicherheitssprengstoffes negativ  wird.  



  Die bisher bekannten Versuche, Sicherheits  sprengstoffe ohne hochbrisanten Anteil herzustellen,  führten zu Sprengstoffen, die stark sauerstoffdefizi  tär bzw. nicht als     Sicherheitssprengstoffe    anzuspre  chen waren, eine unbefriedigende Konsistenz aufwie  sen und zudem nur unter     Zuhilfenahme    von     Verstär-          kerladungen    gezündet werden konnten. Ausgeprägt  sauerstoffdefizitäre Sprengstoffe     entwickeln    beim  Sprengen toxische Gase und sind daher für viele  Zwecke ungeeignet.  



  Die Sauerstoffbilanz des     erfindungsgemässen        Si-          cherheitssprengstoffes    ist ausgeglichen oder positiv  und liegt vorzugsweise zwischen Null und     -1    -1 %.  



  Der erfindungsgemässe Sicherheitssprengstoff ent  hält     sauerstoffaktives    Salz, wie z. B. Alkali-,     Erd-          alkali-    und     Ammonnitrat    ; auch die Nitrate einiger  Schwermetalle wie Blei und     Mangan,    sowie     Perchlo-          rate    können verwendet werden.  



  Der erfindungsgemässe     Sprengstoff    enthält ferner  hin nur solchen organischen     Explosivstoff,    der eine       Detonationsgeschwindigkeit    von unter 7500     m/sek     aufweist, z. B.     Trinitrotoluol.     



  Der organische Explosivstoff ist vorzugsweise  eine organische     Nitroverbindung    wie     Trinitrotoluol     und kann den gesamten festen     Anteil    des     Sicher-          heitssprengstoffes    darstellen. Je nach Wassergehalt      des Sicherheitssprengstoffes kann der feste Anteil un  gelöstes sauerstoffaktives     Salz    umfassen.     Fernerhin     kann der feste Anteil des erfindungsgemässen Spreng  stoffes auch feinverteiltes Metall, z. B. Aluminium,  enthalten.  



  Der     flüssige        Anteil    des     erfindungsgemässen     Sprengstoffes enthält eine wässrige     Salzlösung    und  das Verdickungsmittel, z. B.     Agar-Agar,    Gelatine,       Dextrin    und dergleichen, wobei die     zweckmässiger-          weise    zu verwendende<I>Menge</I> von der pro Gewichts  einheit Verdickungsmittel bedingten     Viskesitätserhö-          hung,    d. h. unter anderem vom     Molekulargewicht     des Verdickungsmittels, abhängt.

   Dabei ist jedoch zu  beachten,     dass    die Viskosität durch vorhandene ge  löste Salze mit beeinflusst werden kann.  



  Der     flüssige    Anteil des     erfindungsgemässen     Sprengstoffes     kann    geringe Mengen Öl und wasser  lösliche oder flüssige     dispersionsaktive    Stoffe ent  halten, wenn dies für die Konsistenz     des    Spreng  stoffes vorteilhaft     ist.    Anstelle von Öl kann auch ein       flüssiger    Nitrokohlenwasserstoff, wie z. B.     flüssiges           Tri      (Detonationsgeschwindigkeit kleiner als 6900  Meter pro Sekunde) im flüssigen Anteil enthalten  sein.  



  Die Sauerstoffbilanz des flüssigen Anteils muss  positiv sein, und zwar     vorzugsweise        mindestens          +    10 % ; bei dem oben genannten bekannten Spreng  stoff mit hohem Gehalt an hochbrisantem Explosiv  stoff ist die Sauerstoffbilanz des flüssigen Anteiles  entweder negativ,     ausgeglichen    oder allenfalls  schwach positiv, d. h. höchstens     -t-    5 %.

   Es wurde  gefunden, dass der Sauerstoffbilanz des flüssigen An  teiles eine wesentliche Bedeutung zukommt, und dass  eine stark positive Sauerstoffbilanz durch entspre  chende Mengen mehrerer, im     flüssigen    Anteil in       wässriger        Lösung        vorhandener    sauerstoffaktiver Salze  erzielt werden kann, z.

   B. durch     Kalziumnitrat    neben       Ammoniumnitrat    und     gegebenenfalls        Natriumnitrat.     Es ist ohne     weiteres    einzusehen, dass der     Sauerstoff-          überschuss    auf diese Weise     erheblich    gesteigert wer  den kann.  



       Vorzugsweise    enthält der     erfindungsggemässe     Sprengstoff höchstens 2     Gew.    % an organischen,  nicht explosiven, unter Sauerstoffverbrauch ver  brennenden     Substanzen.     



  Der Sprengstoff enthält vorzugsweise solche  Feststoffe, deren     Korngrösse    unter 200     Mikron    liegt.       überraschenderweise    kann der     Wassergehalt    des       erfindungsgemässen    Sprengstoffs im allgemeinen in  nerhalb relativ weiter Grenzen     verändert    werden.  Wenn der     erfindungsgemässe    Sprengstoff ausgeprägt  flüssig oder bei Normaltemperatur giessbar sein soll,  kann er z. B. 8     Gew.%    und mehr Wasser enthalten.  



  Die Herstellung des     erfindungsgemässen    Spreng  stoffes erfolgt     zweckmässigerweise    so, dass man zu  nächst     eine    konzentrierte Lösung mehrerer sauer  stoffaktiver Salze bereitet, das Verdickungsmittel der       Salzlösung    zusetzt und die übrigen     Feststoffe    ein  arbeitet.    Der flüssige Anteil kann z.

   B. 20-42     Gew.    %     Kal-          ziumnitrat    (wasserfrei berechnet), 10-28     Gew.    %       Ammonnitrat,    1-3     Gew.    %     Natriumnitrat,    1-3     Gew.    %       Agar-Agar    und als Rest Wasser enthalten, wobei ge  gebenenfalls noch bis 0,6     Gew.%    eines vegetabi  lischen Öles wie Rizinusöl, und bis 0,8     Gew.%    eines       dispersionsaktiven    Stoffes wie     Polyglykoläther    mit  verwendet werden können.

   Ein solcher flüssiger An  teil kann 10-40     Gew.    % des fertigen Sprengstoffes  ausmachen.  



  Es ist zu betonen, dass der fertige Sprengstoff  noch mit einer entsprechenden Menge Wasser ver  setzt werden kann, wenn auch der so verdünnte flüs  sige Anteil noch eine ausreichend positive Sauerstoff  bilanz aufweist, um eine ausgeglichene oder positive  Sauerstoffbilanz des Sprengstoffes zu ergeben.  



  Zur Herstellung des Sicherheitssprengstoffes kann  eine konzentrierte wässrige Lösung sauerstoffaktiver  Salze mit Verdickungsmittel, dann mit organischem  Explosivstoff, der eine Detonationsgeschwindigkeit  von unter 7500     m/sek    besitzt, gegebenenfalls mit Me  tall und mit so viel weiterem sauerstoffaktivem Salz  vermischt werden,     als    zum Erzielen einer ausgegli  chenen oder positiven Sauerstoffbilanz des fertigen  Sprengstoffes erforderlich ist. Der Gehalt des fertigen  Sprengstoffes an organischem Explosivstoff der ge  nannten Art beträgt vorzugsweise 20-35     Gew.    % .  



  Herstellung, Zusammensetzung und Eigenschaf  ten einiger bevorzugter     Ausführungsformen    des     er-          findungsgemässen        Sicherheitssprengstoffes    sollen an  hand der folgenden Beispiele näher     erläutert    werden.  Teile und Prozente beziehen sich,     sofern    nicht an  ders angegeben, auf das Gewicht.  



  <I>Beispiel I</I>  Ein     erfindungsgemässer    Sicherheitssprengstoff  kann wie folgt hergestellt werden  Aus 41 Teilen     Kalziumnitrat,    2 Teilen Kalium  nitrat und 55 Teilen Wasser wird eine Lösung be  reitet und mit 2 Teilen     Agar-Agar    verdickt. 23 Teile  dieser verdickten Lösung werden mit 56,5 Teilen  festem     Ammonnitrat    und 20,5 Teilen     Trinitrotoluol     vermischt. Der so entstandene fliessfähige Spreng  stoff besteht aus einem das Verdickungsmittel und  eine wässrige Salzlösung enthaltendem flüssigen An  teil, in dem     Trinitrotoluol    und     Ammoniumnitrat    als  fester Anteil verteilt sind.

   Der Sprengstoff weist fol  gende     Zusammensetzung    auf         Kalziumnitrat    9,4%       Kaliumnitrat    . . 0,5 %       Agar-Agar.    . . .<B><I>0,5%</I></B>       Ammoniumnitrat    .<B>56,5%</B>       Trinitrotoluol    . . . . 20,5 %  Wasser<B>12,6%</B>    Der feste Anteil     dieses    Sprengstoffes     kann    in be  kannter Weise, z. B. durch     Abfiltrieren    oder Zentri  fugieren, vom flüssigen Anteil abgetrennt werden.  Der so isolierte flüssige Anteil hat eine Sauerstoff  bilanz von über     +    18 %.

        Die Explosionswärme des Sprengstoffes beträgt  902     Kal/kg        (1120-Dampf),    sein     Gasvolumen    880     Li-          ter/kg.    Die     Sauerstoffbilanz    des Sprengstoffes ist  schwach positiv     (-I-0,3    %).  



  <I>Beispiel 2</I>  Ein     erfindungsgemässer    Sicherheitssprengstoff  kann wie folgt hergestellt werden  Aus 34,4 Teilen     Kalziumnitrat        (wasserfrei),     23,2 Teilen     Ammonnitrat    und 40,4 Teilen Wasser  wird eine Lösung bereitet und mit 2 Teilen     Agar-          Agar    verdickt. 23 Teile dieser angedickten Lösung  werden mit 56,5 Teilen festem     Ammonnitrat    und  20,5 Teilen     Trinitrotoluol    vermischt.

   Der so erhal  tene Sprengstoff setzt sich folgendermassen zusam  men       Kalziumnitrat    .<B>-------</B> .<B>... 7,9%</B>       Ammonnitrat    - . . - . . . . . . - .<B>61,9%</B>       Trinitrotoluol.    . . . .<B>......</B> 20,5%       Agar-Agar    . .<B>.....</B> . . . . .<B>0,5%</B>  Wasser . . . . - . . . . . -<B>9,2%</B>  Der aus dieser Mischung abgetrennte     flüssige     Anteil besitzt eine positive Sauerstoffbilanz von über  -18 % ; die Sauerstoffbilanz des Sprengstoffes da  gegen beträgt +0,3 % ; seine Explosionswärme be  trägt 900-910     Keal/kg,    sein Gasvolumen 880     Li-          ter/kg.     



  <I>Beispiel 3</I>  Ein erfindungsgemässer     Sicherheitssprengstoff     kann wie folgt hergestellt werden  Aus 42 Teilen     Kalziumnitrat    (wasserfrei), 28 Tei  len     Ammonnitrat    und 27,5 Teilen Wasser wird eine  Lösung bereitet und mit 2,5 Teilen     Agar-Agar    ver  dickt. 19 Teile dieser verdickten Lösung werden mit  59,5 Teilen festem     Ammonnitrat    (Korngrösse unter  200     Mikron)    und 21,5 Teilen     Trinitrotoluol    (Korn  grösse unter 200     Mikron)    zu einer gleichmässigen  Masse vermischt, der zum Schluss noch 5 % Wasser  zugesetzt werden.

   Der so erhaltene Sicherheits  sprengstoff setzt sich wie folgt zusammen       Kalziumnitrat    .<B>...</B> .<B>....... 7,6%</B>       Ammonnitrat    . . . . . . . . . .<B>61,7%</B>       Trinitrotoluol    . . - . . . . . . . . .<B>20,5%</B>       Agar-Agar    - . . - . . . . - . . .<B><I>0,5%</I></B>  Wasser . . . . . . . . . . . . . . . .<B>9,7%</B>  Dieser Sicherheitssprengstoff besitzt eine ausge  glichene Sauerstoffbilanz und sein abgetrennter flüs  siger Anteil weist einen Sauerstoffüberschuss von  über 18 % auf.

      Die oben beschriebenen Sprengstoffe zeichnen  sich durch ihre einfache und     billige    Herstellung,     ihre     gute     Handhabungs-    und     Transportsicherheit,    Lager  beständigkeit, Lagersicherheit und leichte Anwend  barkeit aus. Sie besitzen eine gute Sprengwirkung und       können    im     Einschluss    mit Normalsprengkapseln, d. h.  ohne     Verstärkerladung    (Relais) sicher gezündet wer  den. Sie sind gegen Schlag und Wärme unempfindlich  und praktisch     chemisch    neutral.

   In flüssiger Form er  möglichen sie ein besonders rasches Füllen der Bohr  löcher durch     einfaches        Eingiessen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Von flüssigen Salpetersäureestern freier Sicher heitssprengstoff von ausgeglichener oder positiver Sauerstoffbilanz, der sauerstoffaktives Salz, orga nischen Explosivstoff und ein Verdickungsmittel ent hält und aus einem das Verdickungsmittel und eine wässrige Salzlösung enthaltenden flüssigen sowie einem in diesem verteilten festen Anteil besteht, da durch gekennzeichnet, dass der flüssige Anteil eine positive Sauerstoffbilanz besitzt, und dass der Si cherheitssprengstoff nur solchen organischen Explo sivstoff enthält,

   der eine Detonationsgeschwindigkeit von unter 7500 m/sek aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1. Sicherheitssprengstoff gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er Feststoffe enthält, deren Korngrösse 200 Mikron nicht überschreitet. 2. Sicherheitssprengstoff gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als sauerstoffaktive Salze Nitrate oder Perchlorate vorhanden sind. 3.

   Sicherheitssprengstoff gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sein Gehalt an orga nischer, nicht explosiver Substanz höchstens 2 Gew. % beträgt. 4. Sicherheitssprengstoff gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er ausserdem feinver teiltes Metall enthält. 5. Sicherheitssprengstoff gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sein Wassergehalt mindestens 8 Gew. % beträgt. 6. Sicherheitssprengstoff gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er Kalziumnitrat, Am monnitrat und Trinitrotoluol enthält.