CH367426A - Sicherheitssprengstoff - Google Patents

Description

  Sicherheitssprengstoff    Es ist schon ein von     flüssigen        Salpetersäureestern,     wie Nitroglycerin, freier Sicherheitssprengstoff von       ausgeglichener    Sauerstoffbilanz bekannt.  



  Dieser bekannte Sprengstoff enthält aber einen  hohen Anteil (20-45 %) an hochbrisantem Explosiv  stoff (Detonationsgeschwindigkeit über 7500     m/sek),     ist daher relativ teuer und besitzt die Nachteile, wel  che die Verwendung grösserer Mengen hochbrisanter  Explosivstoffe     in    der Sprengstoffherstellung     bekann-          termassen    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     Sal-          petersäureestern    freien Sicherheitssprengstoff von  ausgeglichener oder positiver Sauerstoffbilanz, der  sauerstoffaktives Salz, organischen Explosivstoff und  ein Verdickungsmittel     enthält    und aus einem das  Verdickungsmittel und eine wässrige Salzlösung ent  haltenden     flüssigen    sowie einem in diesem verteilten  festen Anteil besteht, und ist dadurch gekennzeichnet,  dass der flüssige Anteil eine     positive    Sauerstoffbilanz  besitzt,

   und dass der Sicherheitssprengstoff neben or  ganischem Explosivstoff mit einer Detonationsge  schwindigkeit von unter 7500     m/sek    höchstens  15     Gew.        %    organischen Explosivstoff     mit    einer  Detonationsgeschwindigkeit von über 7500     m/sek     enthält.  



  Es wurde nämlich gefunden, dass entgegen der  bisher vertretenen Auffassung auch mit relativ gerin  gen Anteilen an hochbrisanten organischen Explosiv-         stoffen,    d. h. solchen mit einer Detonationsgeschwin  digkeit von über 7500     m/sek,    ein brauchbarer, mit  Sprengkapsel zündbarer     Sicherheitssprengstoff    mit  ausgeglichener oder positiver Sauerstoffbilanz erhal  ten werden kann, wenn der flüssige Anteil, der in der  Fachliteratur auch als     Plastifizierungsmittel    bezeich  net wird, einen entsprechenden Sauerstoffüberschuss  aufweist, weil dadurch die Menge     eines    im Sicher  heitssprengstoff enthaltenen, unter Sauerstoffver  brauch verbrennenden organischen Explosivstoffes  erhöht werden kann,

   ohne dass die Sauerstoffbilanz  des Sicherheitssprengstoffes negativ wird.  



  Die bisher bekannten Versuche in dieser Rich  tung führten stets zu Sprengstoffen, die stark sauer  stoffdefizitär bzw. nicht als Sicherheitssprengstoffe an  zusprechen waren, eine unbefriedigende Konsistenz  aufwiesen und zudem nur unter     Zuhilfenahme    von       Verstärkerladungen    gezündet werden konnten. Aus  geprägt     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     -f-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-          r        ate    können verwendet werden.  



  Der erfindungsgemässe Sprengstoff enthält ferner  hin organischen Explosivstoff mit einer     Detonations-          P        01        schwindigkeit        von        unter        7500        m/sek,        z.        B.        Trinitro        -          toluol,    sowie bis 15     Gew.    % organischen Explosiv  stoff mit einer     Detonationsgeschwindigkeit    von über  7500     m/sek,    z.

   B.     Pentaerythrittetranitrat        (Nitro-          penta,        Pentrit).         Der organische Explosivstoff     kann    den gesamten  festen Anteil des Sicherheitssprengstoffes darstellen.  Je nach     Wassergehalt    des Sicherheitssprengstoffes  kann der feste     Anteil    ungelöstes sauerstoffaktives       Salz    umfassen.     Fernerhin    kann der feste Anteil des       erfindungsgemässen    Sprengstoffs 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 Menge von der pro Gewichts  einheit Verdickungsmittel bedingten     Viskositäts-          erhöhung,    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 enthal  ten, wenn dies für die Konsistenz des     Sprengstoffes          vorteilhaft    ist.     Anstelle    von Öl kann auch ein flüs  siger     Nitrokohlenwasserstoff,    wie z. B. flüssiges       Tri        v          (Detonationsgeschwindigkeit    kleiner als 6900     rn/sek)     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 +5 %.

   Es wurde  gefunden, dass der     Sauerstoffbilanz    des flüssigen An  teiles eine wesentliche Bedeutung zukommt, und       dass    eine stark positive Sauerstoffbilanz     des    flüs  sigen Anteiles durch entsprechende Mengen meh  rerer, im flüssigen Anteil in wässriger Lösung vor  handener sauerstoffaktiver Salze erzielt werden kann,  z. B. durch     Kalziumnitrat    neben     Ammonnitrat    und  gegebenenfalls     Natriumnitrat.    Es ist ohne     weiteres     einzusehen, dass der     Sauerstoffüberschuss    auf     diese     Weise erheblich     gesteigert    werden kann.  



  Vorzugsweise enthält der erfindungsgemässe  Sprengstoff     höchstens    2     Gew.%    an organischen,  nicht explosiven, unter Sauerstoffverbrauch verbren  nenden Substanzen.  



  Der     Sprengstoff    enthält vorzugsweise solche Fest  stoffe, deren Korngrösse unter 200     Mikron    liegt.       überraschenderweise    kann der Wassergehalt des       erfindungsgemässen    Sprengstoffes 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 in die übrigen Feststoffe ein  arbeitet.    Der flüssige Anteil kann z.

   B. 20-42     Gew.    %       Kalziumnitrat        (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 vegetabili  schen 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  flüssige Anteil noch eine ausreichend hohe positive  Sauerstoffbilanz aufweist, um eine ausgeglichene oder  positive Sauerstoffbilanz des Sprengstoffes zu er  geben.  



  Zur Herstellung des Sicherheitssprengstoffes kann  eine konzentrierte wässrige Lösung     sauerstoffaktiver     Salze mit Verdickungsmittel,     dann    mit organischem  Explosivstoff, gegebenenfalls mit Metall und mit so  viel weiterem sauerstoffaktivem Salz vermischt wer  den, als zum Erzielen einer ausgeglichenen oder posi  tiven Sauerstoffbilanz des     fertigen    Sprengstoffes er  forderlich ist.

   Der     gesamteGehalt    des fertigen Spreng  stoffes an organischem Explosivstoff beträgt vorzugs  weise 20-35     Gew.    % , wobei organischer Explosivstoff  mit einer Detonationsgeschwindigkeit über     7500        m/sek     höchstens 15     Gew.    % des fertigen Sprengstoffes aus  macht.  



  Herstellung, Zusammensetzung und Eigenschaf  ten einiger     bevorzugter        Ausführungsformen    des     er-          findungsgemässen        Sicherheitssprengstoffes    sollen an  hand der folgenden Beispiele erläutert werden. Teile  und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.    <I>Beispiel 1</I>    Ein     erfindungsgemässer    Sicherheitssprengstoff  kann wie folgt hergestellt werden: Aus 26 Teilen       Kalziumnitrat    (wasserfrei), 15 Teilen     Ammonnitrat     und 56,5 Teilen Wasser wird eine Lösung bereitet  und mit 2,5 Teilen     Agar-Agar    verdickt.  



  32,5 Teile dieser verdickten wässrigen Salzlösung  werden mit 45 Teilen festen     Ammoniumnitrats,    16,5  Teilen     Trinitrotoluol    und 6 Teilen     Pentrit    vermischt.  Man erhält auf diese Weise einen Sicherheitsspreng  stoff mit einer Sauerstoffbilanz von +0,2 %, dessen  abgetrennter     flüssiger    Anteil einen     Sauerstoffüber-          schuss    von mehr     als    11 % aufweist.

   Seine Zusam  mensetzung ist wie folgt  
EMI0002.0107     
  
    Kalziumnitrat <SEP> '. <SEP> . <SEP> 8,5 <SEP> %
<tb>  Arnmonnitrat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 49,9%
<tb>  Trinitrotoluol <SEP> . <SEP> <B>16,5%</B>
<tb>  Pentrit <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>6,0%</B>
<tb>  Wasser <SEP> <B>....</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 18,3 <SEP> %
<tb>  Agar-Agar <SEP> . <SEP> <B>0,8%</B>       Die Explosionswärme dieses     Sprengstoffes    be  trägt 775     Kcal/kg        (H.0-Dampf),    sein Gasvolumen  910 Liter/kg.

        <I>Beispiel 2</I>  Ein     erfindungsgemässer    Sicherheitssprengstoff  kann wie folgt hergestellt werden: Aus 31     Teilen        Kal-          ziumnitrat    (wasserfrei), 9 Teilen     Ammonnitrat    und  <B>58,1</B> Teilen Wasser wird eine Lösung bereitet, die  mit 1,5 Teilen     Dextrin    verdickt und mit 0,4 Teilen       Propylglykol    versetzt wird.  



  34 Teile der so erhaltenen Zusammensetzung  werden mit 42,1 Teilen     Ammonnitrat,    9,4 Teilen     Tri-          nitrotoluol,    8,8 Teilen     Pentrit    und 8,7 Teilen Alu  miniumpulver vermischt.  



  Der so entstandene Sprengstoff besitzt eine Sauer  stoffbilanz von +0,4 %, eine Explosionswärme von  963     Kcal/kg    (HO-Dampf) und ein Gasvolumen 'von  820 Liter/kg. Sein abgetrennter wässriger Anteil be  sitzt einen Sauerstoffüberschuss von mehr als 15 %.  Die     Zusammensetzung    dieses Sprengstoffes     ist    wie  folgt  
EMI0003.0015     
  
    Kalziumnitrat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B><I>10,5%</I></B>
<tb>  Ammonnitrat <SEP> <B>---------</B> <SEP> 45,4 <SEP> %g
<tb>  Trinitrotoluol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 9,4%
<tb>  Pentrit <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .

   <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>8,8%</B>
<tb>  Aluminium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>5,7%</B>
<tb>  Dextrin <SEP> <B>-------</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,4%
<tb>  Propylglykol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>0,1%</B>
<tb>  Wasser <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>19.7%</B>       <I>Beispiel 3</I>  Ein     erfindungsgemässer        Sicherheitssprengstoff     kann wie folgt hergestellt werden  Aus 41,5 Teilen     Kalziunmitrat,    28,0 Teilen Am  monnitrat und 28,0 Teilen Wasser wird eine Lösung  bereitet und mit 2,5 Teilen     Agar-Agar    verdickt.

    



  21 Teile dieser Masse werden mit 52,5 Teilen       festem        Ammonnitrat    (Korngrösse unter 200     Mikron),     19,5 Teilen     Trinitrotoluol    (Korngrösse unter 200       Mikron)    und 7 Teilen     Pentrit    (Korngrösse unter  200     Mikron)    zu einer gleichmässigen Masse ver  mischt, der zum Schluss noch 5 % Wasser zuge  setzt werden.

   Der so erhaltene Sicherheitssprengstoff       setzt    sich wie folgt zusammen  
EMI0003.0028     
  
    Kalziumnitrat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 8,3 <SEP> %
<tb>  Ammonnitrat <SEP> <B>...</B> <SEP> . <SEP> <B>------ <SEP> <I>55,5%</I></B>
<tb>  Trinitrotoluol <SEP> <B>...</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>18,6%</B>
<tb>  Pentrit <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>6,7%</B>
<tb>  Agar-Agar <SEP> <B>------</B> <SEP> . <SEP> <B>....... <SEP> <I>0,5%</I></B>
<tb>  Wasser <SEP> <B>..... <SEP> ...</B> <SEP> . <SEP> ..

   <SEP> 10,4%       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  werden.

   Sie sind gegen Schlag und Wärme unemp  findlich und praktisch chemisch neutral.     In        flüssiger          Form        ermöglichen    sie ein     besonders        rasches    Füllen  der     Bohrlöcher    durch     einfaches        Eingiessen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Von flüssigen Salpetersäureestern freier Sicher heitssprengstoff von ausgeglichener oder positiver Sauerstoffbilanz, der sauerstoffaktives Salz, organi schen 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 Sicher heitssprengstoff neben organischem Explosivstoff mit einer Detonationsgeschwindigkeit von unter 7500 m/sek höchstens 15 Gew. % organischen Ex plosivstoff mit einer Detonationsgeschwindigkeit von über 7500 m/sek enthält. 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 min destens 8 Gew. % beträgt.

   6. Sicherheitssprengstoff gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er Kalziumnitrat, Am monnitrat und Trinitrotoluol enthält.