СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2016 года по МПК C06B21/00 C06B45/18 

Изобретение относится к технике и технологии взрывчатых веществ (ВВ), в т.ч. смесевых ВВ, и может быть использовано в детонирующих зарядах, воспламенителях, детонаторах и других взрывных устройствах.

Мощные ВВ, содержащие порошки металлов, средний размер частиц у которых составляет доли микрона (ультрадисперсные порошки, нанопорошки алюминия, циркония, титана, вольфрама, урана), перспективны с точки зрения увеличения метательной способности, общего действия взрыва, зажигательного эффекта.

Многие ультрадисперсные порошки пирофорны и быстро окисляются на воздухе, поэтому наиболее эффективно их применение в смесях, содержащих жидкий компонент, защищающий их от контакта с воздухом.

Кроме того, присутствие порошка металла часто приводит к увеличению чувствительности ВВ.

Известен способ обработки ВВ для получения сферических кристаллических частиц циклотриметилентринитрамина из кристаллов (Международная заявка РСТ (WO) 93/06065, С06В 21/00, В01D 9/02, опубликована 27.01.1977 г.).

Способ получения шаровидных частиц циклотриметилентринитрамина из кристаллов предусматривает стадии: перемешивания кристаллов циклотриметилентринитрамина, имеющих размер ≥70 мкм, в циклогексановой среде, насыщенной этим соединением при начальной температуре; нагревание образующего раствора и последующее отделение кристаллов от нагретого раствора.

Его недостатками являются:

- ряд ручных операций с токсичными жидкостями;

- пожароопасность.

Известен также способ получения кристаллов тэна игольчатой формы (RU 2463393, опубликовано 10.10.2012. Бюл. №28). Способ заключается в получении раствора ТЭНа в ацетоне, осаждении кристаллов ТЭНа путем добавления при перемешивании полученного раствора в осадитель в соотношении 1:(2-3) с последующей фильтрацией полученного осадка и сушкой, при этом в качестве осадителя используют раствор изопропилового спирта в воде при соотношении (2-9):1. Раствор ТЭНа перед добавлением в осадитель нагревают до температуры 35-45°C. В осадитель может быть добавлен ультрадисперсный порошок алюминия. Игольчатая форма ТЭНа, полученная заявленным способом, позволяет оптимизировать условия переходных процессов при формировании детонации в заряде ВВ.

Недостатками способа являются:

- ряд ручных операций с ацетоном;

- усложнение технологического процесса за счет операции дозирования нагретых ацетоновых растворов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является патент RU №2484887, опубл. 20.06.2013, B01J 2/00 «Снижение чувствительности кристаллов взрывчатых энергетических веществ путем нанесения на них покрытия, кристаллы таких веществ с покрытием и энергетические материалы». Настоящее изобретение относится к способу снижения чувствительности кристаллов взрывчатого энергетического вещества путем нанесения на них покрытия. Способ включает обработку ВВ путем осаждения пленки металла и/или полимерной пленки на поверхность кристаллов ВВ, находящегося в виде суспензии в жидкости. При этом жидкость находится за пределами нормальных значений температуры и давления, предпочтительно, в сверхкритических условиях.

При этом рассматриваемый металл (в виде соединения, способного к восстановлению) или полимер (полимеры) заранее растворены в жидкости (дисперсионной среде) суспензии. Пленку металла (покрытие) на кристаллах ВВ получают путем восстановления нанесенного соединения водородом.

Изобретение позволяет снизить чувствительность кристаллов взрывчатого энергетического вещества.

Недостатками данного изобретения являются:

- необходимость применения жидкости, способной растворить некоторое соединение металла без взаимодействия с ним, и при этом этот раствор должен существовать в сверхкритических условиях, т.е. температура и давление должны соответствовать критическим значениям для данной системы, что часто трудно достижимо и усложняет технологию;

- для восстановления соединения металла до металла необходимо применение водорода, что небезопасно.

Задачей настоящего изобретения является упрощение и повышение безопасности технологии обработки взрывчатого вещества.

Использование предлагаемого способа обеспечивает следующий технический результат:

1. Снижение токсичности технологического процесса при уменьшении количества технологических операций.

2. Отказ от использования сверхкритических жидкостей.

3. Возможность приготовления взрывчатых составов с пониженной чувствительностью и пожаровзрывоопасностью процесса его приготовления.

При содержании в ВВ металлических порошков достигается дополнительный технический результат:

4. Защита от окисления нанопорошков-компонентов мощных взрывчатых составов.

5. Возможность применения данной технологии для приготовления металлизированных взрывчатых составов, металлическим компонентом которых являются твердые растворы металла в галлии.

Для решения задачи и достижения технического результата предлагается способ обработки взрывчатого вещества, заключающийся в приготовлении суспензии взрывчатого вещества и образовании пленки металла на поверхности кристаллов взрывчатого вещества, в котором, согласно изобретению, в качестве дисперсионной среды суспензии используют металлический галлий или его сплавы, а приготовление суспензии проводят при температуре не менее 40°С, но не выше температуры плавления (разложения) взрывчатого вещества.

Доля жидкого галлия или его сплава составляет от 2 до 50% от общего объема суспензии.

Допускается при перемешивании к системе порошок ВВ/ галлий добавлять спирт.

Компонентами смесевого взрывчатого вещества могут быть алюминий, цирконий, титан, тантал, вольфрам.

Технический результат достигается за счет того, что снижение чувствительности ВВ к механическим воздействиям и защиту от окисления металлических частиц, содержащихся в ВВ, обеспечивают применением в качестве жидкой фазы металлического галлия или его сплавов. Это достигается за счет того, что жидкий галлий и его жидкие сплавы обладают уникальной способностью смачивать поверхность кристаллов. На поверхности кристалла образуется пленка металла, это относится и к органическим молекулярным кристаллам, к которым относится большинство бризантных ВВ.

Пленка металла препятствует возникновению высокотемпературных зон при интенсивных механических (в том числе ударно-волновых) воздействиях на кристаллическую фазу, и тем самым затрудняет воспламенение ВВ.

При искровом электрическом разряде пленка металла препятствует концентрации энергии разряда.

Температура жидкого металла не должна превышать температуру плавления (разложения) ВВ, желательно - быть близкой к технологическим температурам при изготовлении взрывчатых составов и зарядов из них.

При этом отсутствует необходимость применения операций, связанных с восстановлением металла и с применением высоких давлений водорода (как в прототипе), что значительно упрощает технологию и делает ее более безопасной.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Порошок вещества, в котором в качестве твердого взрывчатого компонента используется индивидуальное твердое соединение, обладающее высоким химическим потенциалом, т.е. высокой энтальпией образования и низкой суммой энтальпий продуктов разложения при высоком удельном газообразовании (размер частиц не более 5 мкм, плотность не менее 1.5 г/см³, температура плавления не менее 80°C (из класса нитроэфиров) смешивают с жидким галлием и этиловым спиртом растиранием пасты до гомогенизации (содержание галлия - не более 50% по объему, спирта не более 10% по объему) при температуре не менее 40°C. Полученную массу сушат на воздухе, при необходимости отжимают от избытка жидкого металла фильтрационным прессованием при давлении 2 тс/см² в нагретой до 40°С пресс-форме с выдержкой не менее 0.5 часа.

Получен порошок ВВ темно-серого цвета, в котором галлий распределен равномерно по поверхности кристаллов.

Пример 2.

Условия приготовления аналогичны примеру 1, но в качестве ВВ применяют нитрамин, а этиловый спирт добавляют в виде суспензии с порошком металла (алюминия или циркония, или титана, или тантала, или вольфрама).

Получен порошок ВВ темно-серого цвета, в котором частицы порошка металла (алюминия или циркония, или титана, или тантала, или вольфрама) равномерно распределены по объему порошка.

Изобретение относится к технологии смесевых взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в детонирующих зарядах, воспламенителях, детонаторах и других взрывных устройствах. Способ обработки взрывчатого вещества заключается в получении суспензии взрывчатого вещества или его смеси с порошком металла в жидкой дисперсионной среде с получением пленки металла на поверхности кристаллов взрывчатого вещества. В качестве дисперсионной среды используют металлический галлий или его сплавы, а перемешивание проводят при температуре не менее 40°C, но не выше температуры плавления взрывчатого вещества из класса нитраминов или нитроэфиров. Доля жидкого галлия или его сплава составляет от 2 до 50% от общего объема суспензии смеси. Взрывчатое вещество может содержать порошки металлов: алюминия, циркония, титана, тантала, вольфрама. Способ обеспечивает снижение чувствительности ВВ к механическим воздействиям, снижение токсичности, защиту от окисления металлических частиц, содержащихся в ВВ, а также гомогенность составов и уменьшение количества технологических операций процесса приготовления. 3 з.п. ф-лы, 2 пр.

1. Способ обработки взрывчатого вещества, заключающийся в приготовлении суспензии взрывчатого вещества и образовании пленки металла на поверхности кристаллов взрывчатого вещества, отличающийся тем, что в качестве дисперсионной среды суспензии используют металлический галлий или его сплавы, а приготовление суспензии проводят при температуре не менее 40°С, но не выше температуры плавления взрывчатого вещества из класса нитраминов или нитроэфиров.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что доля жидкого галлия или его сплава составляет от 2 до 50% от общего объема суспензии.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при перемешивании к системе порошок взрывчатого вещества/ галлий добавляют спирт.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что взрывчатое вещество содержит порошок алюминия или циркония, или титана, или тантала, или вольфрама.