Коваленко Ігор Леонідович. Розробка і дослідження гетерогенних систем на основі нітратів кальцію та амонію для одержання вибухових речовин

Краткое описание

Коваленко Ігор Леонідович. Розробка і дослідження гетерогенних систем на основі нітратів кальцію та амонію для одержання вибухових речовин : Дис... канд. наук: 05.17.01 2002

Коваленко І.Л. Розробка і дослідження гетерогенних систем на основі нітратів кальцію та амонію для одержання вибухових матеріалів.-Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.01 - технологія неорганічних речовин. - Український державний хіміко-технологічний університет. Дніпропетровськ, 2002
Дисертація присвячена розробці і вивченню багатофазних систем на основі нітратів кальцію й амонію як основи для одержання безтротилових екологічно чистих вибухових речовин.
Досліджена взаємодія тротилвмісних плавів аміачної селітри з кремнеземом, що містить пірит. Встановлено, що при вмісті піриту більш 2,5 % відбувається мимовільне екзотермічне розкладання аміачної селітри в інтервалі 423-453 К. Показаний каталітичний вплив піриту на розкладання 2,4,6-тринітротолуолу за стандартних умов.
Обґрунтований якісний склад і розроблені рецептури водостійких мікроемульсій плавів кальцієвої й аміачної селітри в дизельному паливі, стабілізованих оксиетильованими ПАР тваринного і рослинного походження з ГЛБ =3-6. Концентраційні межі ПАР в основній фазі 28±0,5% мас. Розроблена технологія одержання мікроемульсій (розмір часток дисперсної фази 30-40 нм) одностадійним емульгуванням в реакторі з пропелерним чи турбінним відкритого типу перемішуючим пристроєм (інтенсивність не менше 600 хв-1). На основі одержаних емульсій розроблені рецептури нових ефективних водостійких емульсійних ВР, призначених для заряджання в сильно обводнені свердловини.
Розроблені рецептури і технологія одержання нових високостабільних вибухових систем на основі непористої аміачної селітри і комплексного пального невибухового компонента (суміш дисперсних промислових відходів). Модифіковані рецептури тротилвмісних плавів аміачної селітри з одержанням ефективних ВР зі зниженим вмістом тротилу (4-10%).

1. Експериментально досліджена взаємодія концентрованих водних розчинів аміачної селітри з кремнеземом, що містить пірит. Встановлено, що при контакті з породою, яка містить більше 2,5% піриту, у температурному інтервалі 423-453 К відбувається мимовільне екзотермічне розкладання аміачної селітри.
2. Науково обґрунтований якісний склад і концентраційні межі емульсійних гетерогенних систем на основі нітратів кальцію й амонію.
2.1. На підставі дослідження фазових рівноваг у системі H2O -NH4NO3- Ca(NO3)2обрані концентраційні межі дисперсної фази зворотної емульсії (NH4NO3- 40,20±0,5%; Ca(NO3)2- 43,6±0,5%; H2O - 16,2± 0,5%).
2.2. В результаті дослідження здатності до емульгування неіоногенних ПАР різної будови встановлено, що висококонцентровані зворотні емульсії (83% водного розчину азотнокислих солей кальцію й амонію в дизельному паливі) стабілізуються оксиетильованими жирами тваринного і рослинного походження (жиринокси, ріпокси) із ГЛБ = 3-6. Концентраційні межі ПАР в основній фазі 28±2,5%.
3. Досліджений вплив типу перемішуючого пристрою, інтенсивності перемішування і добавок гідрофобної фази (індустріальна олива И-30) на фізичну стабільність та водостійкість зворотних емульсій. Показано, що стабільні мікроемульсії з розміром часток дисперсної фази близько 30-40 нм можна стабільно одержувати одностадійним емульгуванням (без додаткового диспергування емульсії) в реакторі з пропелерним чи турбінним відкритого типу перемішуючим пристроєм з числом обертів не менше 600 хв-1. Одержані системи характеризуються високим питомим опором (45 МОмсм), що є ознакою зворотної емульсії.
4. Доведена ефективність використання емульсійних гетерогенних систем на основі нітратів кальцію й амонію для одержання вибухових матеріалів із заданими енергетичними (QВИБ= 2810 - 3927 кДж/кг) і технологічними (густина - 1450-1600 кг/м3, динамічна в'язкість 2-5 Пас) характеристиками.
5. Показана можливість одержання високостабільних ефективних вибухових речовин (Гранулит-НМ та ін.) на основі непористої гранульованої аміачної селітри за рахунок введення в систему дисперсних промислових відходів, що підвищують стабільність і працездатність вибухового матеріалу (QВИБ= 3677 - 4569 кДж/кг).
6. Виходячи з результатів дослідження фізико-хімічних властивостей невибухових пальних компонентів модифіковані рецептури існуючих тротилвмісних матеріалів на основі плаву аміачної селітри (знижений вміст тротилу з 20 до 4-10 % при збереженні високої працездатності : QВИБ= 3450 3607 кДж/кг) з метою підвищення безпеки поводження і економічної ефективності вибухових робіт.