CH445351A - Verfahren zur Herstellung von Ammonsalpetersprengstoffen - Google Patents

Description

  Verfahren     zur    Herstellung von     Ammonsalpetersprengstoffen       Die Erfindung     betrifft    ein     Verfahren    zur Herstellung  von     Ammonsalpetersprengstoffen,    die festes, feinkörni  ges     Ammoniumnitrat,        nitrierte    Kohlenhydrate und     Sal-          petersäureester    der mehrwertigen Alkohole enthalten,  durch Einverleiben der festen, nicht gelatinierenden  Komponenten in eine mit Methylalkohol gelatinierte  Masse, wonach der     Methylalkohol    verdampft und der       Sprengstoff    in feinkörnige Form gebracht wird.  



  Die bekannten     Ammoniumnitratsprengstoffe    enthal  ten im allgemeinen mehr als 50 %     Ammoniumnitrat,     brennbare     organische    Bestandteile, ausserdem zur     Sen-          sibilisierung    Nitroglyzerin oder aromatische     Nitrover-          bindungen,    z. B.     Trinitrotoluol    oder auch     evtl.    Alumi  niumpulver. Diese bekannten     Ammoniunmitratspreng-          stoffe    lassen sich durch die     üblichen    Bergbauspreng  kapseln nur bei geringer Dichte initiieren.

   Die gebräuch  lichen Dichten liegen zwischen 0,85 und 1,1, und zwar  nur selten über 1,05. Infolgedessen wird die Wirkung  der anderthalbmal so schweren und überdies schon an  sich energiereicheren     Dynamite    nie erreicht. Die Wir  kung bzw. die Brisanz der     Militärsprengstoffe,    wie     Tri-          nitrotoluol,        Pikrinsäure,        Tetryl,        Hexogen    usw., kann mit  diesen     Ammoniumnitratsprengstoffen    nicht einmal an  nähernd erreicht werden.  



  Die Erfindung     betrifft    ein Verfahren, laut welchem       ammoniumnitrathaltige,    mit den gebräuchlichen Berg  bausprengkapseln leicht     zündbare    Sprengstoffe mit hoher  Dichte und hohem Energiegehalt und     mit    ähnlicher Wir  kung wie die     Dynamite    hergestellt werden können. Wei  terhin können nach dem Verfahren hochbrisante Spreng  stoffe erzeugt werden, welche     ähnliche    Brisanz und Wir  kung haben wie     Trinitrotoluol,        Tetryl,        Hexogen    usw.

    Ausserdem können die     erfindungsgemäss    erzeugten  Sprengstoffe wesentlich billiger hergestellt werden     als     die genannten     Sprengstoffe.     



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren zur Herstellung  von     Ammonsalpetersprengstoffen,    die festes, feinkörniges       Ammoniumnitrat,    nitrierte Kohlenhydrate und Salpeter  säureester der mehrwertigen Alkohole enthalten, durch  Einverleiben der festen, nicht     gelatinierenden    Kompo-         nenten    in eine     mit    Methylalkohol gelatinierte Masse,  wonach der Methylalkohol verdampft und der Spreng  stoff in feinkörnige Form gebracht wird, zeichnet sich  dadurch aus,

   dass zur Herstellung der gelatinierten Masse  eine aus     nitrierten    Kohlenhydraten und     Salpetersäure-          estern    der mehrwertigen Alkohole bestehende Pulver  masse     verwendet    wird.  



  Hiebei können zur Herstellung des Sprengstoffes  ausser     feinkörnigem        Ammoniumnitrat    gegebenenfalls  noch     Natriumnitrat,        Kaliumnitrat    und/oder Aluminium  pulver zugesetzt werden. Der in feinkörnige Form ge  brachte     Sprengstoff    kann gegebenenfalls zu Presskörpern  gepresst werden. Wenn der in feinkörnige Form ge  brachte Sprengstoff zu Presskörpern gepresst     wird,    ist es  zweckmässig, eine Dichte von 1,1,     vorteilhaft    eine Dichte  von 1,5 oder noch höher, anzuwenden.  



  Zweckmässig kann ein feinkörniges Ammonium  nitrat von höchstens DIN 50 Siebfeinheit, also eines, das  durch ein Sieb einer     lichten    Maschenweite von höch  stens 0,120 mm noch hindurchgeht, verwendet werden.  Zwecks leichterer und besserer Bearbeitung kann die       Oberfläche    des     Ammoniumnitrats    mit geringerer Menge,  zweckmässig unter 1 Gewichtsprozent, einer ölartigen  Substanz - vorteilhaft Mineralöl - befeuchtet und auf  diese Art in die Gelatine einverleibt werden.  



  Der nach dem     erfindungsgemässen    Verfahren herge  stellte     Sprengstoff    enthält zweckmässig an sich bekannte  Bestandteile, besonders Aluminiumpulver, in einer der  schwach positiven Sauerstoffbilanz entsprechenden Zu  sammensetzung. Als nitrierte Kohlenhydrate können       Nitrocellulose    und/oder Nitrostärke verwendet werden.  



  Es wurde festgestellt, dass durch Erhöhung des       Energieinhaltes    der angewandten Pulvermasse nicht nur  die Sprengwirkung, sondern auch die     Initiierfähigkeit    er  höht werden kann. Die Brisanz und     Initiierfähigkeit    wird  im allgemeinen auch durch die höhere Konzentration der  angewandten Pulvermasse gesteigert. In Anbetracht des  oben Angeführten und unter Berücksichtigung einer  schwach positiven Sauerstoffbilanz können Sprengstoffe  hergestellt werden, welche selbst bis 1,6 Dichte gepresst      noch leicht zündbar sind. Die untere Grenze der einver  leibten     Nitrocellulose    bzw.

   Pulvermasse ist zweckmässig  etwa 10     0(0.    Aus jenen Sprengstoffen, welche im Bereich  der unteren Grenze liegen, können Presskörper herge  stellt werden, welche geeignet sind, die     Dynamite    zu  ersetzen. Die obere Grenze der angewandten Pulver  masse wird zweckmässig durch die Verbrennungswärme  der Pulvermasse und die     Sauerstoffbilanz    festgesetzt. Zur  Ersetzung der     Dynamite    können sehr vorteilhaft z. B.

    solche Sprengstoffe verwendet werden, welche 10-30  Gewichtsprozent einer Pulvermasse von 1150-1200,  vorteilhaft von etwa<B>1170</B> Kalorien Verbrennungswärme,  77-64 Gewichtsprozent     Ammoniumnitrat,    feines Alu  miniumpulver in einer zum Erreichen einer schwach po  sitiven Sauerstoffbilanz nötigen Menge von 5,5-13,0  Gewichtsprozent, enthalten, und zu Presskörpern von  1,4-1,55 Dichte gepresst werden.  



  Zur Ersetzung der bekannten hochbrisanten und  energiereichen Sprengstoffe sind Zusammensetzungen  geeignet, welche 10-30 Gewichtsprozent einer Pulver  masse von 1200-1400,     vorteilhaft    von 1300 Kalorien,  75-61,9 Gewichtsprozent     Ammoniumnitrat    und Alumi  niumpulver in einer zur schwach positiven Sauerstoff  bilanz nötigen Menge von 7,4-14,0 Gewichtsprozent  enthalten, und zu Presskörpern mit 1,5-1,6 Dichte     ge-          presst    werden.  



  Der erfindungsgemäss hergestellte feinkörnige Spreng  stoff ist ohne stärkeres Pressen, nur     patroniert    zu einer  Dichte von<B>1,05,</B> ein brisanterer Sprengstoff als die bis  her üblichen     Ammoniumnitratsprengstoffe    ähnlicher  Dichte.  



  Der     erfindungsgemäss    hergestellte Sprengstoff ist zur  Metallbearbeitung durch Explosion und zum Ersetzen  der hochbrisanten Militärsprengstoffe, wie     Tetryl,        Nitro-          penta,        Hexogen,    geeignet.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch die  folgenden Beispiele näher erläutert.  



  <I>Beispiel 1</I>  31 Gewichtsprozent ohne Lösungsmittel hergestellte       Pulvermasse        von        930        Kalorien        (bestehend        aus        41,5        %          Nitrocellulose        mit        12,3        %        Stickstoffgehalt,        43,2        %          Nitroglyzerin,        8,

  3        %        Zentralit        I,        d.        h.        symmetrisches        Di-          äthyl-diphenyl-Karbamid,        2,0        %        Diamylphthalsäureester     und 0,5 01o Stearin) werden mit 35 Gewichtsprozent  Methylalkohol gelatiniert und in einer Knetmaschine mit  69 Gewichtsprozent     Ammoniumnitrat    von DIN 70 Sieb  feinheit, welches vorher mit 0,3 Gewichtsprozent     Spin-          delöl    angefeuchtet wurde, geknetet.

   Nach einer Stunde  Knetzeit wird das Gemisch auf 60  C erwärmt und wei  ter geknetet, bis es feinkörnig und trocken wird, und     an-          schliessend    gepresst.  



  Der auf diese Art hergestellte Sprengstoff von 100 g  Menge und 1,4 Dichte, mit     Sprengkapseln    Nr. 8 initiiert,  ergibt bei der     Brisanzprobe    nach     Hess    unter fünf Stück  4 mm, also insgesamt 20 mm starken Stahlplatten eine  Verkürzung von 22,0 mm der 2 St, Bleizylinder mit  Durchmesser von 40 mm und je 30 mm, insgesamt  60 mm Höhe.  



  Das zum Vergleich herangezogene kristallinische, aus  drei Presslingen bestehende     Trinitrotoluol,    ebenfalls von  100g Menge und 1,5 Dichte, ergab unter ähnlichen Um  ständen nur 20,15 mm Verkürzung der Bleizylinder.  



  <I>Beispiel 2</I>  76,6 Gewichtsprozent, mit 0,4 Gewichtsprozent       Spindelöl    angefeuchtetes     Ammoniumnitrat    von     DIN    70    Feinheit wird mit 13,0 Gewichtsprozent Aluminiumpul  ver ähnlicher Feinheit vermengt. Diesem Gemisch wer  den zuerst 10 Gewichtsprozent ohne     Lösungsmittel    her  gestellter Pulvermasse und dann 12 Gewichtsprozent  einer mit Methylalkohol gelatinierten Pulvermasse von  1170 Kalorien Verbrennungswärme zugefügt und in  einer Knetmaschine eine Stunde lang geknetet, dann bei  60  C getrocknet und in feinkörnige Form gebracht.  



  Die     Brisanzprobe    nach     Hess    wurde mit 100 g  Sprengstoff von 1,4 Dichte, bei Gebrauch von zwei  Stück 4 mm, also insgesamt 8 mm starken Stahlplatten,  sonst unter ähnlichen Verhältnissen wie in Beispiel 1,  durchgeführt. Die Verkürzung der Bleizylinder war  26,7 mm. Die berechnete Verbrennungswärme des  Sprengstoffes ist rund 1400 Kalorien.  



  <I>Beispiel 3</I>  64,5 Gewichtsprozent     Ammoniumnitrat    von     DIN    70  Siebfeinheit und 5,5 Gewichtsprozent Aluminiumpulver  ähnlicher Feinheit werden zuerst mit 30 Gewichtsprozent  einer nicht gelatinierten, also kein Lösungsmittel enthal  tenden Pulvermasse und dann mit 32 Gewichtsprozent  einer mit Methylalkohol gelatinierten Masse von<B>1170</B>  Kalorien Verbrennungswärme in der Knetmaschine ver  arbeitet.  



  Der nach den vorangehenden Beispielen bearbeitete  feinkörnige Sprengstoff wurde dann zu Presskörpern von  1,57 Dichte gepresst.  



  Die     Brisanzprobe    nach     Hess    ergab unter ähnlichen  Verhältnissen wie in Beispiel 1, 25,5 mm Verkürzung  der     Bleizylinder.     



  Das zum Vergleich herangezogene, mit 1 Gewichts  prozent     Silikonlack    granulierte und zu 1,5 Dichte     ge-          presste        Hexogen    gab bei der     Brisanzprobe    nach     Hess     unter sonst ähnlichen Verhältnissen 25,2 mm Verkür  zung der Bleizylinder. Die berechnete Verbrennungs  wärme des     Sprengstoffes    beträgt rund 1200 Kalorien.  



  Die     Trauzl-Probe    mit 10 g Sprengstoff ergab netto  450 ml Ausbauchung bei 15  C.  



  <I>Beispiel 4</I>  Wird die Verbrennungswärme des     Sprengstoffes    an  der oberen Grenze weiter erhöht und ein Energiegehalt  von<B>1300</B> Kalorien erreicht oder sogar überschritten, so  kann die Brisanz des Sprengstoffes noch weiter     gesteigert     werden.  



  Die Zusammensetzung eines derartigen hochbrisan  ten Sprengstoffes ist die folgende:  
EMI0002.0076     
  
    30 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Pulvermasse
<tb>  8 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Aluminiumpulver
<tb>  0,1 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Spindelöl
<tb>  61,9 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Ammoniumnitrat       Die Zusammensetzung der obigen Pulvermasse ist die  folgende:

    
EMI0002.0077     
  
    20,3 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Nitroceliulose <SEP> mit <SEP> 11,7 <SEP> 0/0
<tb>  Stickstoffgehalt
<tb>  27,0 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Nitrocellulose <SEP> mit. <SEP> 12,25 <SEP> 0;o
<tb>  Stickstoffgehalt
<tb>  0,4 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Zentralit <SEP> I
<tb>  0,15 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Stearin
<tb>  52,15 <SEP> Gewichtsprozent <SEP> Nitroglyzerin       Dieser Sprengstoff wurde auf die gleiche Art herge  stellt, wie dies in den vorangehenden Beispielen angege  ben ist.      Die     Brisanzprobe    nach     Hess    ergibt, wenn die Dichte  rund 1,32 beträgt,     unter        ähnlichen    Verhältnissen wie in  den vorangehenden Beispielen, 28 mm Verkürzung der  Bleizylinder.

   Die berechnete Verbrennungswärme ist       rund    1330 Kalorien.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von Ammonsalpeter- sprengstoffen, die festes, feinkörniges Ammoniumnitrat, nitrierte Kohlenhydrate und Salpetersäureester der mehr wertigen Alkohole enthalten, durch Einverleiben der festen, nicht gelatinierenden Komponenten in eine mit Methylalkohol gelatinierte Masse, wonach der Methyl alkohol verdampft und der Sprengstoff in feinkörnige Form gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der gelatinierten Masse eine aus nitrierten Kohlenhydraten und Salpetersäureestern der mehrwerti gen Alkohole bestehende Pulvermasse verwendet wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der feinkörnige Sprengstoff zu Press- körpern gepresst wird, die vorzugsweise eine Dichte über 1,1, zweckmässig über 1,4, aufweisen. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass ausser Ammoniumnitrat noch Na triumnitrat, Kaliumnitrat und/oder Aluminiumpulver zu gesetzt werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass Ammoniumnitrat von höchstens DIN 50 Siebfeinheit verwendet wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ammoniumnitrat mit geringer Menge, zweckmässig unter 1 Gewichtsprozent, ölartiger Substanz, vorteilhaft Mineralöl, befeuchtet in eine ent sprechende, Nitrocellulose enthaltende gelatinierte Masse einverleibt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Sauerstoffbilanz des Sprengstoffes durch weitere Zusätze, insbesondere Aluminiumpulver, schwach positiv eingestellt wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass als nitrierte Kohlenhydrate Nitro- cellulose und/oder Nitrostärke verwendet werden. 7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der feinkörnige Sprengstoff 10-30 Gewichtsprozent einer Pulvermasse mit Verbrennungs wärmen von 1150-1200, vorteilhaft von<B>1170</B> Kalorien, 77-64 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat, und Alumi niumpulver in einer zur schwach positiven Sauerstoff bilanz nötigen Menge von 5,5-13,0 Gewichtsprozent enthält, und zu Presskörpern von 1,4-1,

   55 Dichte ge- presst wird. B. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der feinkörnige Sprengstoff 10-30 Gewichtsprozent einer Pulvermasse mit Verbrennungs wärmen von 1200-1400, vorteilhaft von 1300 Kalorien, 75-61,9 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat, und Alumi niumpulver in einer zur schwach positiven Sauerstoff bilanz nötigen Menge von 7,4-14,0 Gewichtsprozent enthält, und zu Presskörpern mit 1,5-1,6 Dichte ge- presst wird.

   PATENTANSPRUCH II Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I her gestellter Sprengstoff.