СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМУЛЬГАТОРА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 1997 года по МПК C06B23/00 C06B45/00 

Изобретение относится к составу для получения эмульгатора взрывчатых веществ эмульсионного типа (ЭВВ), предназначенных для использования в качестве промышленных взрывчатый веществ в горнодобывающей промышленности.

Разработка ЭВВ является перспективной областью исследований, так как дает возможность снизить стоимость промышленных взрывчатых веществ и повысить безопасность работ с ними [1]
Предлагаемый состав для получения эмульгатора предполагается использовать в ЭВВ типа "вода в масле", в которых содержание непрерывной среды (масляной фазы) составляет всего 5-7% по массе, а основную массу 93-95% составляет дисперсная фаза, роль которой выполняет водный раствор окислителей (нитраты щелочных металлов, аммония, кальция и другие). Содержание эмульгатора в составе композиции ЭВВ составляет 1-3% по массе.

Стабильность и термостабильность являются важнейшими из комплекса свойств, определяющих качество ЭВВ. Именно от них зависит безопасность работ при длительных перевозках и хранении ЭВВ на угольных разрезах. Стабильность и термостабильность ЭВВ во многом зависят от выбора эмульгатора. Большинство известных эмульгаторов не обеспечивает необходимый уровень этих характеристик [1-3]
Известно ЭВВ [3] при получении которого используется эмульгатор, состоящий из двух компонентов А и B. В качестве компонента А используется олеиновая и линолевая кислоты или их смесь. Компонент B представляет собой C₁-C₆-алкиламины, C₁-C₆-алкилдиамины, гидразин, C₂-C₆-алканоламины, мочевину и их смеси.

Этот эмульгатор позволяет получать стабильные ЭВВ при температуре до 75^oC. Выше этой температуры эмульсия не образуется.

Целью изобретения является разработка состава для получения эмульгатора, использование которого дает возможность повысить термостабильность ЭВВ при сохранении на высоком уровне их стабильности, плотности и взрывчатых характеристик.

Для решения поставленной задачи предлагается состав для получения эмульгатора, представляющий собой композицию поверхностно-активных веществ в виде раствора в минеральной основе, следующего состава, мас.

насыщенные и/или ненасыщенные карбоновые C₁₀-C₂₃-кислоты - 7,0-20,0
этилендиамин или полиэтиленполиамины 1,8-2,6
ди- и/или три-C₂-C₄-алканоламины 1,5-3,6
сульфат натрия 8,0-20,0
минеральная основа остальное
В качестве полиэтиленполиаминов в предлагаемом составе может быть использован диэтилентриамин, триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин, их смеси или технические смеси полиэтиленполиаминов.

В качестве карбоновых кислот могут быть использованы индивидуальные насыщенные и/или ненасыщенные карбоновые C₁₀-C₂₃-кислоты (например, олеиновая, стеариновая, пальмитиновая, линолевая и др.) или их смеси, талловое масло или фракции жирных кислот таллового масла, синтетические жирные кислоты или их смеси.

В предлагаемом составе для приготовления эмульгатора взрывчатых веществ соотношение карбоновых кислот и суммарного содержания аминов не является эквивалентным.

Используемый в предлагаемом составе сульфонат натрия представляет собой высший нейтральный алкилбензол- или нефтяной сульфонат натрия, предпочтительно, с молекулярной массой 480-600.

В качестве минеральной основы могут быть использованы минеральные масла с вязкостью 5-53 сст при 50^oC или экстракты от фенольной очистки этих масел.

Технология производства эмульгатора ЭВВ на основе предлагаемого состава состоит в смешении компонентов при низких температурах. На стадии смешения кислот и аминов самопроизвольно протекает экзотермическая реакция образования соответствующих солей. Для снижения вязкости исходных компонентов, улучшения перемешивания, снижения времени технологического цикла, смешение компонентов целесообразно проводить при температуре 30-50^oC.

Ниже приведены примеры предлагаемых составов для приготовления эмульгатора взрывчатых веществ.

Пример 1.

Синтетические жирные кислоты фракции C₁₀-C₁₆ и талловое масло в соотношении 1:1 мас. 7,0
Этилендиамин 1,0
Дибутаноламин и трибутаноламин в соотношении 1:1 мас. 2,6
Сульфонат натрия 10,4
Минеральная основа 78,2
Пример 2.

Стеариновая и линолевая кислоты в соотношении 1:2 мас. 12,8
Диэтилентриамин 2,1
Дипропаноламин 1,5
Сульфонат натрия 8,0
Минеральная основа 75,6
Пример 3.

Олеиновая кислота 20,0
Триэтилентетрамин 2,6
Диэтаноламин 2,9
Сульфонат натрия 20,0
Минеральная основа 54,5
Пример 4.

Синтетические жирные кислоты фракции C₁₇-C₂₃. 16,8
Полиэтиленполиамины 2,6
Триэтаноламин 2,1
Сульфонат натрия 16,1
Минеральная основа 61,4
Результаты испытаний образцов ЭВВ, полученных на основе предлагаемого состава и известного, приведены в таблице.

Композиция образцов ЭВВ N 1 4 имела следующий состав, мас.

Аммиачная селитра 62
Натриевая селитра 16
Вода 15
Масло ИГП-38 5
Эмульгатор 2
Композиция образца N 5 имела следующий состав, мас.

Аммиачная селитра 78
Вода 15
Масло ИГП-38 5
Эмульгатор 2
В образце ЭВВ N 5 был использован эмульгатор, полученный на основе предлагаемого состава, приведенного в примере 4.

Получение ЭВВ осуществлялось в смесителе с обогревом при температуре 80-85^oC. При перемешивании высокооборотной мешалкой (2000±500 об/мин) к раствору эмульгатора в минеральном масле добавляется водный раствор неорганических окислителей, предварительно подогретый до той же температуры, и перемешивается с той же скоростью до образования эмульсии. В качестве газогенерирующей добавки в составе получаемых ЭВВ использован водный раствор (10-20%) нитрита натрия в количестве 0,1% от массы ЭВВ.

Стабильность полученных образцов ЭВВ определялась по времени до начала кристаллизации при 20^oC. Термостабильность оценивалась по времени до начала кристаллизации или расслоения образцов ЭВВ при термостатировании их при 80±1^oC.

Результаты сравнительных испытаний показывают, что образцы ЭВВ, полученные с использованием предлагаемого состава, превосходят известный по термостабильности и находятся на высоком уровне по стабильности, плотности и взрывчатым характеристикам.

Сущность изобретения: состав содержит (в мас.%): 7,0-20,0 насыщенных и/или ненасыщенных карбоновых C₁₀-C₂₃-кислот, 1,8-2,6 этилендиамина или полиэтиленполиаминов, 1,5-3,6 ди- и/или C₂-C₄ - алканоламинов, 8,0-20,0 сульфоната натрия, минеральная основа - остальное. Состав позволяет получить термостабильный при 80^oC эмульгатор. 1 табл.

Способ для получения эмульгатора взрывчатых веществ на основе карбоновых кислот и аминов, отличающийся тем, что в качестве аминов он содержит ди- и/или три-С₂-С₄-алканоламины и этилендиамин или полиэтиленполиамины и дополнительно содержит сульфонат натрия и минеральную основу при следующем соотношении компонентов, мас.

Насыщенные и/или ненасыщенные карбоновые С_1 0-С_2 3-кислоты 7 20
Этилендиамин или полиэтиленполиамины 1,8 2,6
Ди- и/или три-С₂-С₄-алканоламины 1,5 3,6
Сульфат натрия 8 20
Минеральная основа Остальное