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煤矿许用粉状乳化炸药安全性探究

作者:吴牡丹  
评论: 更新日期:2011年12月15日

  摘要:粉状乳炸药是最近几年发展起来的一种新型固态含水炸药,它是以硝酸盐为主的氧化剂组成的水相溶液与矿物油及其它可燃剂组成的油相溶液,经乳化形成一种油包水的乳化体系,然后以喷雾成粉工艺制成粉状乳化炸药,该种炸药性能优良,不含任何单质炸药,具有良好的抗水性能和储存稳定性,不含有毒成份,对人体无毒害,对环境无污染,成本低,生产工艺先进。这种炸药的安全性直接受其微观结构得影响,本为通过其微观结构的研究来分析它的安全性。

  关键词:煤矿粉状乳化炸药安全性微观结构

  1概述

  煤矿许用粉状乳化炸药的微观结构的外层为油膜,内部是形态松散的硝酸铵和消焰剂的结晶,在油膜与结晶之间有饱和态的盐溶液。煤矿许用粉状乳化炸药的安全性与这种微观结构密切相关,这种微观结构使煤矿许用粉状乳化炸药具有较低的机械感度、较高的热稳定性和良好的雷管感度。但是在近几年的粉状乳化炸药生产过程中乳化罐,乳化器,螺杆泵处发生多起爆烽事故,表明粉状乳化炸药存在着相当程度的潜在爆炸危险性。对于有着多种优越性能的粉状乳炸药我们只有找出其事故原因所在,才能更好的加以利用,使其更好的为人民服务。所以正确认识粉状乳化炸药的乳化作业,基质感度,保证合理完善的生产工艺及正确的工艺操作,并对其安全性能进行探讨是非常有意义的。

  2煤矿许用粉状乳化炸药的微观结构研究

  煤矿许用粉状乳化炸药是由氧化剂、消焰剂和高热值燃料形成的乳胶基质通过喷雾干燥制成的。乳胶基质中的分散相是硝酸铵和消焰剂溶液,连续相是油相溶液。在喷雾干燥过程中,随着颗粒水分的快速蒸发和温度的迅速下降,分散相中的硝酸铵和消焰剂结晶析出;由高熔点油相构成的连续相油膜迅速冷却,乳胶基质被固化成型,已结晶的水相仍被包覆在连续相油膜中;同时水分蒸发和油膜的迅速冷却固化,使产品的颗粒中形成很多微气泡。因此煤矿许用粉状乳化炸药属油包水型结构(W/O),成品含水量约在2%~3%。

  2.1微观结构通过电镜照相,观察煤矿许用粉状乳化炸药的油包水型微观结构可以清晰地看到,其油包水型微观结构(W/O)颗粒直径约为6~9um,外层为油膜,内部是形态松散的硝酸铵和消焰剂的结晶。在油膜与结晶之间,以及结晶的“裂隙”间,还有另外两相存在。根据颗粒的固化过程分析应为饱和态的溶液水相和气相,但由于分析手段的制约,电镜照片对此无法分辨。

  2.2微观结构的成因分析在乳化剂的作用下,煤矿许用粉状乳化炸药的油相和水相在乳化机中被混合乳化成均匀的油包水的胶体,然后喷雾制粉。在雾化过程中,假设结晶可以在胶体内任一点率先出现或在多点同时出现,由于硝酸铵和消焰剂在结晶时不形成结晶水,因此未被干燥脱除的水分,会在结晶周围形成饱和的水相。根据表面活性剂的作用原理,乳化剂存在于油相和水相的界面上,它的亲油基团和亲水基团,一端在油相中,一端在水相中。因此在被雾化的胶体颗粒中,受乳化剂亲水基团的影响,未结晶的饱和水相会向油膜处迁移,最终在油膜与晶体之间形成饱和的水相层。微气泡是基质雾化过程中水分蒸发产生的。在水分蒸发、温度下降的同时,硝酸铵和消焰剂迅速发生结晶,并形成“裂隙”。在“裂隙”中和油膜与结晶之间微气泡与盐饱和水相共存。

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