乳化炸药产品质量的影响因素分析

2013-08-24滕建政

科技传播 2013年22期

滕建政

黔西南州乐呵化工有限责任公司，贵州兴义 562401

乳化炸药的殉爆距离可达到50mm以上，猛度值14ram左右，爆速每秒3400m 以上，乳化炸药反应速度快，性能可靠，目前已经形成一个完整的抗水工业炸药体系。近年来，我国乳化炸药取得了较快发展，但是与发达国家相比还存在很大差距，如：自动化水平低，工艺设备落后、可靠性差等。所以科技工作者还需要不断加强改善，找出影响炸药产品质量的因素，并采取有效的控制措施，推动我国乳化炸药工艺技术的进步，提高乳化炸药的产品质量。

1 乳化的生产工艺

生产乳化炸药的工艺主要有两种，分别是带压式管道生产工艺和常压敞开式生产工艺，实际的生产中前者较为常用。目前乳化炸药的工艺没有统一的安全技术标准，所以生产过程中有许多问题等待我们去探究。连续乳化炸药的生产线由水相溶解系统、油相溶解系统、水相泵、油相泵、高能乳化器、乳胶泵、冷却器、连续混合器、包装机等设备组成。其中，硝酸铵、硝酸钠等充当水相材料，石蜡、复合蜡、机油等为油相材料，将亚硝酸钠的水溶液以及柴油、乳胶体均与混合作为发泡剂。

图1

乳化炸药的生产工艺流程如图1 所示，首先将计量后的水倒入水相融化罐内并打开开启开关，再将称量好的硝酸钠加入罐内，当温度达到一定值时，把溶液倒入水相储存罐待用。加热复合蜡，直至融化后流入油相融化管内，对其进行搅拌加热，预热乳化剂，加入油相融化管，融化罐达到工艺温度时，将溶液置于油相储存罐内待用。分别对乳化器和输送管道进行预热处理，再将水相和油相输送至乳化器内，乳化基质经过乳化后用冷水冷却，使其温度降到工艺要求温度，进入敏化器中与珍珠岩混合并搅拌，最后将敏化后的炸药输送至自动装药机，再进行包装、入库。

2 乳化炸药产品的质量影响因素

2.1 原材料的影响

1）乳化剂的影响

在乳化炸药的生产过程中，虽然乳化剂含量较少，但是却发挥重要的作用，由于其HLB 值不同，所以表面活性剂所表现的出来的亲油性和亲水性也不同，根据不同的HLB 值，表面活性剂有不同的用途。实验证明，HLB 值在3 ～6 之间时，表面活性剂可以用作W/0 型的乳化剂。SP-80 为不饱和酸，容易产生破乳现象；作为高分子乳化剂，二聚异丁烯丁二酰亚胺的亲油基和亲水基分布特点，能够很好地保证乳化炸药的储存稳定性，经过长期的经验和大量的试验证明，将二者结合为符合乳化剂，乳化的可靠性和稳定性都有所保障。

2）油相材料的影响

首先，油相材料在在乳化液中发挥连续相的作用，由于其自身具有大分子长键结构，容易形成W／0 乳化液结构；第二，油相材料可以使氧化剂水溶液分散，并且包裹其中，既能够防止分层，又能阻挡外部水源，所以具有较强的抗水性；第三，油相材料可以起到润滑剂作用，减少了机械设备工作过程中产生的摩擦，降低乳化炸药的机械敏感度，所以油相材料一定程度上提高了产品的安全性；第四，油相材料的物理性质（颜色、硬度、黏度等）适宜，由相应的蜡类、油类以及高分子聚合物等组成的复合油相，与乳化剂相匹配，可以有效的提高产品的稳定性。

3）氧化剂水溶液，

氧化剂水溶液具有资源广、价格低等优点，乳化炸药的工业生产中常用的氧化剂水溶液为硝酸铵。硝酸铵作为乳化炸药的分散相，氧化剂可以通过氧化还原反应成为整个体系中氧的来源，为爆炸反应提供条件，但是由于硝酸铵的比容大，随着温度的变化容易析出晶体，不利于产品的稳定性，所以通常采用符合氧化剂来制备氧化剂水溶液（如硝酸铵、硝酸钠等混合），克服硝酸铵的不足，能够很好地满足生产需要。

2.2 敏化对乳化炸药性能的影响

敏化过程有物理敏化和化学敏化两种方式，是乳化炸药生产的核心工序，敏化时要合理控制温度大小、工艺顺序和敏化剂添加量。物理敏化一般采用径粒为0.2mm ～0.5mm 的珍珠岩，闪入珍珠岩时，乳化炸药随基质温度的变化表现出不同的性能，温度过高时，珍珠岩失去敏化效果，温度超低时，珍珠岩易碎，实验得出适宜的温度在40℃～66℃之间。化学敏化一般利用硝酸铵和亚硝酸盐发生化学反应，产生大量气泡。发泡剂的加料时间和位置直接影响乳化炸药的性能，实际生产中要结合工程以及季节的具体情况来设定。

2.3 装药对乳化炸药产品质量的影响

装药时，装药温度与装药压力的控制直接影响装药密度的大小，进而影响乳化炸药产品的质量。以RZY-16 型乳化自动装药机为例，标准装药密度为0.95 g/cm3～1.15g/cm3，若温装药温度过高，纸筒容易破损；装药温度过低，会使装药密度增大，影响破乳分层速度和装药速度。经实验得出，夏季装药适宜温度为30℃～35℃，冬季适宜温度为35℃～40℃。由于硝酸铵的溶解度随压力增大而降低，较大的装药压力会使水相溶出，加快分层速度，若采用珍珠岩敏化，会使珍珠岩破碎，进而影响殉爆距离和爆速，实际生产中，压力控制在5MPa 左右。

2.4 生产设备以及加工工艺对乳化炸药产品质量的影响

乳化器、冷却机以及自动装药机是生产乳化炸药的主要关键设备，是乳化炸药产品的质量保障。例如，好的乳化器能够使油相和水相充分分离，形成精细、均匀的乳胶粒子，确保乳化炸药稳定性。乳化炸药的生产工艺模式、温度、压力等是决定产品质量的关键性因素，目前的生产中呈现工艺多样化，实际生产中，要对工艺模式进行合理规划，建立一套标准化的生产线，并严格控制好温度、压力等参数。