炸藥化學(xué)和制造專家講座

第七章粉狀硝銨炸藥7.1概述7.1.1粉狀硝銨炸藥定義粉狀硝銨炸藥是以硝酸銨為主要成份，由氧化劑、可燃劑和敏化劑等組成粉粒狀爆炸性機械混合物。氧化劑：硝酸銨、硝酸鉀或高氯酸銨可燃劑：木粉、石蠟、柴油敏化劑：猛炸藥其它添加劑炸藥化學(xué)和制造專家講座第1頁7.1.2粉狀硝銨炸藥品種、分類和性能按用途：軍用硝銨炸藥和民用硝銨炸藥按爆炸性能：高威力型、普通型和低威力型按物理性能特征：抗水和非抗水通常工業(yè)用硝銨炸藥按照組分特點劃分成銨油炸藥、銨梯炸藥和其它硝銨炸藥，又依據(jù)使用場所細分為：巖石炸藥、煤礦炸藥和露天炸藥。炸藥化學(xué)和制造專家講座第2頁※依據(jù)不一樣使用場所銨油炸藥可分為：煤礦銨油炸藥、巖石銨油炸藥和露天銨油炸藥?！罁?jù)硝酸銨顆粒特點分為：粉狀銨油炸藥、粒狀銨油炸藥和多孔粒狀銨油炸藥。我國慣用幾個銨油炸藥見表7-5。炸藥化學(xué)和制造專家講座第3頁（3）其它粉狀硝銨炸藥以粉狀硝酸銨為主要成份粉狀硝銨炸藥，除銨梯炸藥和銨油炸藥以外，還有：膨化硝銨炸藥含鋁炸藥耐熱炸藥低爆速炸藥硝甘炸藥銨磺炸藥高氯酸鹽炸藥銨瀝炸藥炸藥化學(xué)和制造專家講座第4頁7.2粉狀硝銨炸藥原料和配方工業(yè)炸藥原料能夠概括分為氧化劑、可燃劑、敏化劑和添加劑

7.2.1氧化劑在爆炸反應(yīng)中能接收電子或使電子向其偏移，使原子氧化數(shù)降低物質(zhì)都是氧化劑，如：反應(yīng)中硝酸銨炸藥化學(xué)和制造專家講座第5頁使用于工業(yè)炸藥中氧化劑普通應(yīng)滿足以下要求：（1）含氧豐富，有效含氧量高（2）起源廣泛，價廉易得，加工方便（3）安定性好，感度適中；（4）爆炸反應(yīng)放出熱量多，氣態(tài)產(chǎn)物多炸藥化學(xué)和制造專家講座第6頁慣用氧化劑有:（1）硝酸鹽類，如硝酸銨、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鈣（2）氯酸鹽類，如氯酸鉀、氯酸鈉等（3）高氯酸鹽類，如高氯酸銨、高氯酸鉀等（4）金屬氧化物，如氧化鐵、氧化銅等；（5）液體氧化劑，如硝酸、四硝基甲烷等炸藥化學(xué)和制造專家講座第7頁7.2.1.1硝酸銨硝酸銨是最慣用氧化劑（1）硝酸銨物理性質(zhì)分子式NH4NO3，相對分子量80.01，含氮量34.98%，含氧量59.99%，氧平衡19.98%；常溫常壓下，純凈硝酸銨是白色無結(jié)晶水結(jié)晶體，工業(yè)硝酸銨因為含有少許鐵氧化物而略呈淡黃色。工業(yè)炸藥中普通用粉狀、粒狀和多孔粒狀硝酸銨。炸藥化學(xué)和制造專家講座第8頁（1）硝酸銨物理性質(zhì)

硝酸銨堆積密度決定于顆粒度，普通粉狀硝酸銨為0.80～0.95g·cm-3；多孔顆粒狀硝酸銨為0.75～0.85g·cm-3。硝酸銨生成焓為4405kJ·Kg-1，熔化熱為76.5kJ·kg-1。硝酸銨熔點196.6℃，一些鹽類可使硝酸銨熔點降低。

炸藥化學(xué)和制造專家講座第9頁（1）硝酸銨物理性質(zhì)硝酸銨極易溶于水,其溶解度隨溫度升高而增大,見表7-8表7-8硝酸銨在水中溶解度炸藥化學(xué)和制造專家講座第10頁（1）硝酸銨物理性質(zhì)硝酸銨能很好溶于硝酸、液銨和氨水中，很好溶于乙酮和丙酮（0℃時，每100g溶劑可溶27g硝酸銨），在醇中也有一定溶解度（20℃時，每100g溶劑乙醇可溶2.5g硝酸銨），幾乎不溶于苯中。硝酸銨含有三大特征：炸藥化學(xué)和制造專家講座第11頁①多晶性

常壓下，固體硝酸銨在溫度-16.9-169.6℃范圍內(nèi)存在五種熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)晶變體：炸藥化學(xué)和制造專家講座第12頁

各種晶型隨溫度改變而改變，見下列圖：炸藥化學(xué)和制造專家講座第13頁②吸濕性

物質(zhì)暴露于空氣中自行吸收水分性質(zhì)稱為吸濕性，硝酸銨吸濕性很大。硝酸銨吸濕是從吸附作用開始。硝酸銨吸附水首先在表明形成一層薄薄飽和溶液層，今后吸濕變?yōu)樗魵鈴臍庀噢D(zhuǎn)移到液相擴散傳質(zhì)過程。硝酸銨可用吸濕點和吸濕速度表示吸濕性大小。炸藥化學(xué)和制造專家講座第14頁溫度/℃10152025304050吸濕點/%75.369.866.962.759.452.448.4

吸濕點:物質(zhì)顆粒表面飽和水溶液層水蒸氣分壓與周圍空氣水蒸氣分壓平衡時空氣相對濕度。

空氣濕度高于吸濕點，硝酸銨吸濕，空氣濕度低于吸濕點，物質(zhì)干燥。一些溫度下吸濕點如表7-10

炸藥化學(xué)和制造專家講座第15頁硝酸銨吸濕速度：VH—吸濕速度，kmol·m-2·h-1；

KH—吸濕系數(shù)，kmol·m-2·h-1；

—空氣相對濕度，%；—對應(yīng)溫度下硝酸銨吸濕點，%。炸藥化學(xué)和制造專家講座第16頁表7-11硝酸銨吸濕增量炸藥化學(xué)和制造專家講座第17頁實踐證實，硝酸銨吸濕速度與以下原因相關(guān)：（1）當(dāng)空氣相對濕度大于吸濕點時，濕度越大，吸濕速度越快；空氣溫度升高，吸濕速度也加緊；（2）硝酸銨比表面積越大，吸濕速度越快；（3）硝酸銨混有氯化鎂等鹽類時，吸濕點下降，吸濕速度加緊，但加磷酸鹽使吸濕性有所降低，見表7－12。炸藥化學(xué)和制造專家講座第18頁表7-12一些鹽類與硝酸銨混合物吸濕點炸藥化學(xué)和制造專家講座第19頁③結(jié)塊性

粉狀物質(zhì)失去渙散狀態(tài),自然積聚形成密實物快現(xiàn)象叫結(jié)塊，硝酸銨堆放時輕易結(jié)成堅硬大塊，是一個結(jié)塊性強物質(zhì)。結(jié)快三種情況：渙散裝：水分含量0.1～0.3%，儲存時間較短。粘結(jié)狀：水分含量0.3～0.5%，儲存時間2-3月。重結(jié)晶狀，很硬：水分含量0.5～1.0%，儲存時間較長。炸藥化學(xué)和制造專家講座第20頁硝酸銨結(jié)塊機理a硝酸銨變晶性晶形轉(zhuǎn)變引發(fā)體積膨脹，硝酸銨比表面積增大，吸濕速度增大。壓力增大，引發(fā)顆粒密集，促成結(jié)塊。硝酸銨含量低于0.15-0.20%,溫度改變超出晶變點，普通不結(jié)快；硝酸銨含少許水分，溫度處于晶變溫度以下，普通不結(jié)快；硝酸銨顆粒越細，結(jié)快現(xiàn)象越嚴重。炸藥化學(xué)和制造專家講座第21頁b“鹽橋理論”

硝酸銨顆粒飽和溶液膜液橋鹽橋炸藥化學(xué)和制造專家講座第22頁d外力擠壓上層對下層重壓，硝酸銨顆粒黏結(jié)結(jié)快炸藥化學(xué)和制造專家講座第23頁④硝酸銨吸濕結(jié)塊性不良影響

硝酸銨炸藥因為硝酸銨吸濕性，組分中水量增加，炸藥猛度降低。比如2號煤礦銨梯炸藥吸水后猛度改變情況（見表7－13）。同時會使炸藥起爆感度和傳爆穩(wěn)定性降低。水分（％）0.160.380.5猛度（mm）12.911.710.0表7－13水分含量對猛度影響炸藥化學(xué)和制造專家講座第24頁⑤硝酸銨制造和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)硝酸和氨中和制得，工藝流程為：中和器硝酸氨兩次蒸發(fā)90－92％硝酸銨溶液細結(jié)晶狀硝酸銨粒狀硝酸銨多孔粒狀硝酸銨真空結(jié)晶機結(jié)晶造粒塔中噴霧造粒加入表面活性劑，真空噴霧炸藥化學(xué)和制造專家講座第25頁(2)硝酸銨化學(xué)性質(zhì)

硝酸銨能夠和一些金屬進行反應(yīng)，如鉛、鎳、鋅、銅、鎘等。其中，鎘與銅與硝酸銨作用最為顯著；硝酸銨不易與鋁、錫等金屬作用，所以在硝銨炸藥生產(chǎn)中多用鋁制設(shè)備；因為硝酸銨氧化性，當(dāng)其粘附于紙片、布、麻袋等纖維性物質(zhì)時，在不太高溫度下就可能產(chǎn)生加速氧化還原反應(yīng)而引發(fā)自燃。炸藥化學(xué)和制造專家講座第26頁

硝酸銨是一個強酸弱堿鹽，在水存在下略呈酸性，所以能夠和堿或堿性鹽進行復(fù)分解反應(yīng)。如：(2)硝酸銨化學(xué)性質(zhì)

硝酸銨不能和亞硝酸鹽、氯酸鹽混在一起，以免生成安定性差亞硝酸銨和氯酸銨；另外，鉻酸鹽、重鉻酸鹽、氯化物、硫化物也能促使硝酸銨分解。炸藥化學(xué)和制造專家講座第27頁硝酸銨也能和強酸進行反應(yīng)：(2)硝酸銨化學(xué)性質(zhì)硝酸能對硝酸銨熱分解產(chǎn)生催化作用。炸藥化學(xué)和制造專家講座第28頁(2)硝酸銨爆炸性質(zhì)和熱分解性質(zhì)

一個鈍感弱爆炸物，1658年發(fā)覺它以來，歷史呈發(fā)生屢次慘重大量堆積硝酸銨爆炸和燃燒事故：地點日期數(shù)量（t）傷亡人數(shù)死傷西德：阿巴烏1921.9.214600(混有硫酸)509106人失蹤美國：德克薩斯1947.4.161000400以上1000以上法國：布列斯特1947.7.28330021100日本：名古屋1952.12.225(混有硫酸銨及揮發(fā)性油)22300硝酸銨爆炸事故實例炸藥化學(xué)和制造專家講座第29頁硝酸銨碰撞、摩擦、射擊感度均為0，在完全爆轟條件下，其爆炸性能以下：爆熱(kJ·kg-1)1609.3威力(ml)180爆溫(℃)1100-1360猛度(mm)1.2-2.1比容(m3·kg-1)0.980爆壓(kPa)3.56×106爆速(m·s-1)1100-2700臨界直徑(mm)100硝酸銨爆炸性能炸藥化學(xué)和制造專家講座第30頁☆硝酸銨在稍微熱作用下:NH4NO3→NH3＋HNO3△H=－174.3kJ☆溫度介于185～270℃時，熱分解反應(yīng)：NH4NO3→N2O＋2H2O△H=36.80kJ2NH4NO3→2N2＋O2＋8H2O△H=238.30kJ☆400℃以上時，進行爆炸分解反應(yīng):4NH4NO3→3N2＋2NO2＋8H2O△H=408.0kJ8NH4NO3→2NO2＋4NO＋5N2＋16H2O△H=238.30kJ炸藥化學(xué)和制造專家講座第31頁7.2.1.1硝酸鈉硝酸鈉特點:(1)本身無爆炸性；

(2)有效含氧量高，是硝酸銨2.35倍；

(3)水中溶解溫度系數(shù)小，顯著降低硝酸析晶點。故：硝酸鈉是一個有效氧化劑，但只能是一個輔助氧化劑，主要用于含水炸藥和離子交換炸藥中

炸藥化學(xué)和制造專家講座第32頁無色透明棱形晶體，工業(yè)品為白色或稍帶黃色固體，晶體密度2.261g·cm-3；相對分子量85.11，含氮量16.48%，氧平衡47.1%，生成焓5503kJ·kg-1；易溶于液氨，微溶于甘油、乙醇，難溶于丙酮。極易稀釋潮解，含有氯化鈉時，吸濕性成倍增加。炸藥化學(xué)和制造專家講座第33頁硝酸鈉308℃熔化，380℃分解，放出N2和O2，加熱700℃時放出NO，775℃以上有少許NO2和N2O生成。當(dāng)含有有機物、硫磺等還原性物質(zhì)時，分解加速，甚至引發(fā)燃燒和爆炸。硝酸鈉制備：炸藥化學(xué)和制造專家講座第34頁7.2.1.3硝酸鉀

分子式KNO3，相對分子質(zhì)量101.1，含氮量13.85％，氧平衡39.6％,生成熱4841kJ·kg-1，生成焓1891kJ·kg-1；硝酸鉀有兩種晶體，室溫下為無色斜方晶體(

晶體)，128℃時轉(zhuǎn)變?yōu)槿蔷w(晶體)；硝酸鉀易溶于水，可溶于液氨、甘油，不溶于乙醇、乙醚；炸藥化學(xué)和制造專家講座第35頁硝酸鉀400℃開始分解，低溫分解產(chǎn)物KNO2、O2、NO2。800℃以上時猛烈分解，生成K2O、N2和O2，KNO2是一個強氧化劑，含有著火和爆燃危險性，對機械沖擊和摩擦敏感，與可燃物混合時感度增加。大多用于制造黑火藥，含量達70％-80％。它參加爆炸反應(yīng)時反應(yīng)速度遲緩、生成氣體量少，只能作為輔助氧化劑。炸藥化學(xué)和制造專家講座第36頁7.2.1.4硝酸鈣硝酸鈣分子式為Ca(NO3)2，相對分子質(zhì)量164.10，含氮量17.06％，含氧量58.50％，氧平衡為48.8％，生成熱5647kJ·kg-1。無水硝酸鈣為白色立方晶體，三個結(jié)晶水時為白色斜方晶體，四個結(jié)晶水時為白色單斜晶體。易溶于水，能溶于乙醇、甲醇、液氨、丙酮，不镕于乙醚。暴露于空氣中硝酸鈣易吸濕。炸藥化學(xué)和制造專家講座第37頁

硝酸鈣熔點561℃，分解溫度480℃以上，有可燃物存在時分解激烈。在含水炸藥體系中硝酸鈣能夠顯著降低氧化劑水溶液析品點，提升乳化效果、提升體系穩(wěn)定性。硝酸鈣經(jīng)常應(yīng)用于含水炸藥中。炸藥化學(xué)和制造專家講座第38頁7.2.1.4其它氧化劑1、高氯酸鹽氧化劑大多數(shù)高氯酸鹽都含有爆炸性，而且比硝酸鹽更強，所以許多國家都曾經(jīng)大量使用過高氯酸鹽炸藥。日本一直沿用“carlit”系列炸藥，見下表：炸藥化學(xué)和制造專家講座第39頁炸藥化學(xué)和制造專家講座第40頁分子式NH4ClO4，相對分子質(zhì)量117.50，氮含量11.04％，氧含量54.47％，氧平衡34.04％，生成熱-2414kJ·kg-1。低于300℃時，分解主要按下式分解:高于350℃時，分主要按下式分解:爆炸反應(yīng)炸藥化學(xué)和制造專家講座第41頁2、氯酸鹽大多數(shù)無機氯酸鹽都含有爆炸性，它們是強氧化劑，曾經(jīng)在工業(yè)炸藥中得到過應(yīng)用。但出于它們安定性較差、機械感度和熱感度高，現(xiàn)在已極少應(yīng)用。它們主要用于煙火藥和鞭炮藥氧化劑和著色劑。炸藥化學(xué)和制造專家講座第42頁

氯酸銨（NH4ClO3）很不安定，室溫下既能自動分解，放置7個星期后損失量80％。若溫度升高，分解加速。如40℃時經(jīng)11h后就形成爆炸；75℃時只要45分鐘就產(chǎn)生爆炸。氯酸銨對機械作用敏感，2kg落錘從15cm高處落下，就可能產(chǎn)生爆炸。所以氯酸銨沒有實用價值。炸藥化學(xué)和制造專家講座第43頁3、金屬氧化物4、液體氧化劑硝酸液氧炸藥化學(xué)和制造專家講座第44頁7.2.2敏化劑（1）單質(zhì)炸藥敏化劑見軍用炸藥（2）非爆炸性敏化劑1、氣泡敏化劑木粉、珍珠巖粉、空心微球，還有活性炭、炭黑、木炭粉、纖維性物質(zhì)、硅藻土、高嶺土等。2、固體敏化劑鋁、鎂、鐵金屬粉或合金粉、砂子、玻璃粉和滑石粉等。3、粘性敏化劑燃料型碳氫化合物、有機聚合物、飽和脂肪酸等炸藥化學(xué)和制造專家講座第45頁7.2.3可燃劑（1）碳氫混合物慣用有木粉和燃料油①木粉木粉在硝銨炸藥不但是可燃劑，體系敏感性得到提升，減輕了硝酸銨結(jié)塊傾向和結(jié)塊強度，起到敏化劑和疏松劑多重作用。木粉密度隨材質(zhì)含水率而異，普通木粉密度約0.4-0.6g·cm-3，堆積密度約0.17-0.24g·cm-3。炸藥化學(xué)和制造專家講座第46頁①木粉

木粉在162℃炭化，275℃分解，600℃點燃；木料比熱容約0.84kJ·kg-1·K-1，導(dǎo)熱系數(shù)約0.17-0.21W·m-1·h-1·K-1；木粉含有一定吸水能力，它含有細胞結(jié)構(gòu)：木粉細胞結(jié)構(gòu)1－結(jié)合水2－自由水炸藥化學(xué)和制造專家講座第47頁

硝銨炸藥對使用木粉材質(zhì)沒有嚴格要求，但依據(jù)經(jīng)驗以松柏類木料木料很好，其質(zhì)量要求為：外觀：無肉眼可見雜質(zhì)，無腐朽現(xiàn)象；灰分：≤2％（干基）；色味：正常木粉色味，不允許有炭化了顆粒；水分：干燥前≤40％、干燥后≤6％；細度：粉碎前80％經(jīng)過850μm篩孔，粉碎后95％經(jīng)過425μm篩孔。②木粉炸藥化學(xué)和制造專家講座第48頁2、燃料油

預(yù)防顆粒之間直接接觸，改進硝酸銨吸濕性和結(jié)塊性；在含水炸藥中，燃料油借助于表面活性劑作用，均均地分散、鋪展在過飽和氧化劑水溶液微粒表面，預(yù)防硝酸銨固體析出，提升體系穩(wěn)定性、均勻性和敏感程度。依據(jù)炸藥爆炸“熱點”理論和表面反應(yīng)機理，混合炸藥中燃料油還含有敏化作用。可用于工業(yè)炸藥燃料油主要有：柴油、石蠟、松香和瀝青炸藥化學(xué)和制造專家講座第49頁①石蠟

碳原子數(shù)22-36，相對分了質(zhì)量360-540，各種碳氫化合物混合物，主要成份是直鏈烷烴、支鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳烴。產(chǎn)品按加工程度和純度分為精、白、黃3個系列18個品種。表觀差異是顏色不一樣：精白蠟和白石蠟經(jīng)過較深度脫油和精制，色澤較白，黃石蠟僅僅過濾除去機械雜質(zhì)，含油質(zhì)量分數(shù)較高，呈淡黃色。它們主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)列于表7－15。炸藥化學(xué)和制造專家講座第50頁表7－15我國石蠟系列質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)炸藥化學(xué)和制造專家講座第51頁作為炸藥包裝涂覆防水石蠟，應(yīng)該含有低透濕性，很好韌性和光澤；作為乳化炸藥油相材料，其粘溫性能、結(jié)晶性、可塑性和韌性要好；石蠟比熱容2.1kJ-1·kg-1·K,熔化熱242.8-255.4kJ·kg-1

，導(dǎo)熱系數(shù)2.78×10-3kJ·m-1·h-1·K-1，介電常數(shù)為1.86-2.38。在石油產(chǎn)品中，石蠟閃點和燃點都比較高；在工業(yè)炸藥中加入改性物質(zhì)和添加劑改進使用性能①石蠟炸藥化學(xué)和制造專家講座第52頁②柴油柴油是銨油炸藥最好燃料油，普通以C13H20或C16H32表示，尤以輕柴油最適當(dāng)：1)輕柴油起源豐富、運輸和使用安全、便于貯存；2)粘度介于重油和煤油之間，易被硝酸銨均勻地吸收；3)柴油熱值很高，約41800kJ·L－1，有利于提升炸藥爆炸能量；4)柴油揮發(fā)性比煤油低、閃點高，使用安全，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。炸藥化學(xué)和制造專家講座第53頁用柴油制作銨油炸藥時應(yīng)注意:(1)柴油在低溫時易凝固或凍結(jié)，選取柴油時依據(jù)生產(chǎn)、貯存、運輸和使用條件來確定使用柴油型號。(2)在低溫嚴寒地域(季節(jié))采取粘度小冬季用柴油，或者采取柴油和煤油混合油；(3)從安全角度考慮，要求柴油含有較高閃點；普通要求在50℃以上，有些國家要求到達85～95℃；(4)對需要長久貯存炸藥要求柴油粘度大、揮發(fā)性低。②柴油炸藥化學(xué)和制造專家講座第54頁表5-17給出了制造銨油炸藥各種牌號柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。炸藥化學(xué)和制造專家講座第55頁

適合用于在中硬巖石爆破使用銨梯炸藥稱為巖石銨梯炸藥，俗稱巖石炸藥。又分為抗水和非抗水兩類，主要品種和性能見表7-1。高威力銨梯炸藥（表7-2）也用于巖石爆破。露天礦銨梯炸藥（表7-3）。巖石炸藥生成有毒氣體含量不超出100L·Kg－1。

2號巖石炸藥在我國曾得到廣泛應(yīng)用。7.4粉狀銨梯炸藥炸藥化學(xué)和制造專家講座第56頁表7－1部分巖石炸藥組成和性能炸藥化學(xué)和制造專家講座第57頁表7-2幾個高威力炸藥炸藥化學(xué)和制造專家講座第58頁7-3幾個露天炸藥組成和性能炸藥化學(xué)和制造專家講座第59頁

銨梯炸藥是一個粉狀機械混合物，它制造主要包含：各種原材料粉碎和干燥、各組分混合、半成品裝藥和包裝等工藝過程。主要有兩種生產(chǎn)方法：一段混正當(dāng)又稱高溫重砣法二段混正當(dāng)又稱低溫輕砣法炸藥化學(xué)和制造專家講座第60頁一段混正當(dāng)：經(jīng)粗碎機破碎后硝酸銨一次定量加入輪碾機中進行粉碎和干燥，然后分別定量加入細碎、干燥好梯恩梯和木粉。各組分在輪碾機中混合均勻后，進行篩晾藥，然后裝藥和包裝。生產(chǎn)條件：一次生產(chǎn)量180～250kg；一次生產(chǎn)時間40～60min：生產(chǎn)溫度65－75℃(銨瀝蠟炸藥不高于90℃、銨油炸藥不超出60℃)、碾砣質(zhì)量為800×2＝1600kg。炸藥化學(xué)和制造專家講座第61頁

二段混正當(dāng)(低溫輕砣法)

經(jīng)粗碎機破碎后硝酸銨在專用干燥、粉碎設(shè)備中進行粉碎和干燥后，一次定量地加入輪碾機中。同時定量地加入細碎、干燥好梯恩梯、木粉和焙燒、篩選后食鹽。各組分在輪碾機中進行混合，然后篩晾藥、裝藥和包裝。生產(chǎn)條件：一次混合量為200～250kg；混合時間20～40min；混合溫度30～50℃，碾砣質(zhì)量(200～400)×2kg。炸藥化學(xué)和制造專家講座第62頁7.5銨油炸藥7.5.1概述由硝酸銨和燃料油為主要成份粉狀或粒狀爆炸性機械混合物，簡稱“ANFO”爆破劑。因為這種炸藥階制造過程和組成簡單、成本低廉，所以也稱為“簡單炸藥”或“廉價炸藥”。前蘇聯(lián)稱為：Dynamons

美國成為：Nitromon

我國抗日戰(zhàn)爭時期：96%硝酸銨，6%廢機油當(dāng)代銨油炸藥新奇獨特之處：多孔粒狀銨油炸藥炸藥化學(xué)和制造專家講座第63頁銨油炸藥經(jīng)典配方：硝酸銨94%、柴油6%

該配方爆炸能力低，須傳爆藥柱，主要爆炸性能：裝藥密度0.80～1.00g·cm-3，爆熱3726～5233kJ·kg-1，爆溫2179-2676℃，比容965～970L·kg-1，猛度5～8mm，爆速～2800m·s-1炸藥化學(xué)和制造專家講座第64頁銨油炸藥特點

(1)原料豐富、價廉易得；

(2)組成簡單、制作輕易；

(3)使用方便；

(4)安全性好。炸藥化學(xué)和制造專家講座第65頁廣泛應(yīng)用于地下爆破開采中，成為最主要炸藥之一，可分為：煤礦銨油炸藥巖石銨油炸藥露天銨油炸藥炸藥化學(xué)和制造專家講座第66頁7.5.2銨油炸藥品種及組成（1）粉狀銨油炸藥組成：粉狀硝酸銨、輕柴油、木粉粉狀硝酸銨：顆粒較大，渙散性好于結(jié)晶狀硝酸銨，但顆粒比較致密，吸油較差，吸油率2～3%，假如增大硝酸銨細碎比表面積，可填補這一不足，改進爆炸性能。見下表：柴油：熱值高，其性質(zhì)見上。木粉性質(zhì)見以上。加入鋁粉、鋁鎂合金粉提升炸藥威力加入十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉使硝酸銨混合均勻，增加炸藥爆轟穩(wěn)定性。炸藥化學(xué)和制造專家講座第67頁硝酸銨細度94/6銨油炸藥密度（g/cm3）臨界直徑（mm)爆速（m/s)鋼管紙管-20+1401.102510243002280-30+3250.972525~3845603840炸藥化學(xué)和制造專家講座第68頁常見銨油炸藥見下表：炸藥化學(xué)和制造專家講座第69頁炸藥化學(xué)和制造專家講座第70頁

（2）粉狀銨油炸藥性質(zhì)①理化性質(zhì)結(jié)塊性、吸濕性、抗水能力弱，在儲存期出現(xiàn)組分分離。②爆炸性能爆炸反應(yīng)以下：

C12H20+36NH4NO3→36N2+13CO2+82H20

或C16H32+48NH4NO3→48N2+16CO2+112H2O炸藥化學(xué)和制造專家講座第71頁粉狀銨油炸藥爆轟能力較低，但假如在炸藥中加入木粉則能夠提升爆轟感度，普通可被一個8＃雷管引爆。

粉狀銨油炸藥爆炸性能參數(shù)較低，可參閱表7-5-2。銨油炸藥臨界直徑較大，普通在50mm以上，極限直徑也很大。銨油炸藥機械感度也較低。其摩擦感度低于銨梯炸藥，對撞擊作用也非常鈍感，在10Kg落錘時撞擊試驗數(shù)據(jù)見表7-5-3。炸藥化學(xué)和制造專家講座第72頁表7-5-3粉狀銨油炸藥撞擊感度（10Kg落錘）落高（cm）4550556065爆炸率0/101/302/265/343/10粉狀銨油炸藥熱感度也低于銨梯炸藥，其熱感度數(shù)據(jù)見表2-4-4

表7-5-4粉狀銨油炸藥暴發(fā)點炸藥組成（%）92/894/696/41~1.5s延滯期暴發(fā)點＊（℃）a＊＊420435435b＊＊＊380375375炸藥化學(xué)和制造專家講座第73頁（2）多孔粒狀銨油炸藥含有吸濕結(jié)塊性小、生產(chǎn)安全、加工簡單、成本低廉等優(yōu)點。①多孔粒狀銨油炸藥組成由多孔粒狀硝銨和柴油組成多孔粒狀硝酸銨是一個內(nèi)部充滿空穴和裂隙顆粒狀物質(zhì)，其堆積密度普通在0.75~0.85g/cm3，空隙達0.45cm3/g以上。炸藥化學(xué)和制造專家講座第74頁多孔粒狀硝酸銨不易結(jié)塊，流散性好。在粒度相同情況下，多孔粒狀硝酸銨孔隙率大吸附燃料油有效表面積比粒狀硝酸銨大多。表2-4-5中列出了他們吸油率數(shù)值炸藥化學(xué)和制造專家講座第75頁硝銨種類外觀含水率（%）堆積密度吸油率結(jié)塊性粒度（mm）多孔粒狀白色多孔粒狀<0.30.8～0.857-9不結(jié)塊0.5-2.5普通粒狀白色致密顆粒狀<0.50.85～0.94-5結(jié)塊0.5-2.5結(jié)晶粒狀白色結(jié)晶粉末<0.50.9～0.9518-20結(jié)塊<0.5不一樣種類硝酸銨性能比較炸藥化學(xué)和制造專家講座第76頁多孔粒狀硝酸銨吸油能力強，吸附燃料油在顆?？紫秲?nèi)，穩(wěn)定儲存期長；在制造過程中加入少許結(jié)晶改變劑，顆粒較大，吸濕結(jié)塊性得到較大改進。炸藥所用柴油為輕柴油；多孔粒狀硝酸銨：柴油=94.5±1.5%：5.5±1.5%。炸藥化學(xué)和制造專家講座第77頁②多孔粒狀硝酸性能1）理化性質(zhì)白色粒狀混合物，堆積密度0.8g/cm3，裝藥密度0.85-1.05g/cm3，含水量≤1%

含有0.05%十八烷胺防結(jié)塊劑，流散性好，不易結(jié)塊，含有防潮能力。

炸藥化學(xué)和制造專家講座第78頁2）爆炸性能爆轟能力弱，需用傳爆藥起爆。爆速：2500m/s（鋼管），威力250ml，猛度15-23mm（鋼管），爆熱：3762～4096kJ/kg，爆容950-1000l/kg，在裝藥密度0.85-1g/cm3，臨界直徑28mm，極限直徑125mm。感度低：撞擊感度4%，摩擦感度0，暴發(fā)點380-420℃

有毒氣體：45-73l/kg炸藥化學(xué)和制造專家講座第79頁（1）現(xiàn)場人工混制（2）現(xiàn)場機械混制（3）專門工廠生產(chǎn)正規(guī)銨油炸藥生產(chǎn)流程：7.5.3銨油炸藥生產(chǎn)工藝炸藥化學(xué)和制造專家講座第80頁①粗碎:用顎式、錘式或狼牙式破碎機進行粗碎，至塊度<40mm；②細碎和干燥：硝酸銨進行干燥和粉碎、使其水分含量<0.3%、細度80%<250μm；③碾混：在輪碾機中進行混合?；旌蠝囟?60±5)℃，混合時間30min。④涼藥：晾藥機中冷卻至40℃以下；⑤裝藥和包裝：精制細粉狀或銨木油炸藥裝成小藥卷使用，其裝藥方法同銨梯炸藥；對于普通銨油：<25Kg用塑料袋；>25Kg用內(nèi)襯塑料袋人造纖維袋或麻袋。炸藥化學(xué)和制造專家講座第81頁7.5.5銨油炸藥現(xiàn)場混裝技術(shù)（1）概述自20世紀70年代早期，相繼研制出粉狀銨油炸藥裝藥車和多孔粒狀銨油炸藥裝藥車，并形成系列。國內(nèi)外各種機械化裝藥，大多以氣流作為裝藥動力和介質(zhì)。裝藥機主要由料倉（能夠兼有混藥作用）、氣動力源、操作臺、裝藥軟管及計量或自動控制部分組成。全部設(shè)施或部件均放在一個汽車或機動車底盤上，方便于運動和輸送。

炸藥化學(xué)和制造專家講座第82頁MH5311TLH多孔粒狀銨油炸藥混裝車炸藥化學(xué)和制造專家講座第83頁MH5161TLH多孔粒狀銨油炸藥混裝車炸藥化學(xué)和制造專家講座第84頁BC型銨油炸藥混裝車結(jié)構(gòu)示意圖1－傳感器；2－液壓控制閥；3－底部螺旋；4－豎直螺旋；5－頂部螺旋舉升油缸；6－頂部螺旋；7－多孔粒狀硝酸銨料箱；8－燃料油箱；9－輸藥軟管。炸藥化學(xué)和制造專家講座第85頁BC型銨油炸藥混裝車工作機構(gòu)可分為炸藥制備系統(tǒng)和裝藥控制系統(tǒng)兩大部分。炸藥制備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和裝藥控制系統(tǒng)原理分別如圖11-2、圖11-3所表示。炸藥化學(xué)和制造專家講座第86頁1－燃油泵；2－燃料油箱；3－多孔粒狀硝酸銨料箱；4－頂部螺旋；5－豎直螺旋；6－底部螺旋。圖11-2炸藥制備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖炸藥化學(xué)和制造專家講座第87頁1－燃油泵；2－底部螺旋驅(qū)動馬達；3－豎直螺旋驅(qū)動馬達；4－頂部螺旋驅(qū)動馬達；5－頂部螺旋仰俯油缸；6－豎直螺旋旋轉(zhuǎn)馬達。圖11-3

BC型銨油炸藥混裝車液壓系統(tǒng)原理圖炸藥化學(xué)和制造專家講座第88頁(2)BC-7型銨油炸藥混裝車圖11-8輸送螺旋機構(gòu)炸藥化學(xué)和制造專家講座第89頁(3)BC-12型銨油炸藥混裝車圖11-10螺旋機構(gòu)示意圖炸藥化學(xué)和制造專家講座第90頁7.6改性銨油炸藥改性銨油炸藥是民爆行業(yè)更新?lián)Q代產(chǎn)品,當(dāng)前全國年需求量在200萬噸以上,且市場需求逐步增加。與上一節(jié)銨油炸藥區(qū)分在于將組分中硝酸銨、燃料油和木粉進行改性，制得復(fù)合改性硝酸銨、改性燃料油和改性木粉，使三組分混合程度提升，使炸藥含有小直徑雷管感度。炸藥化學(xué)和制造專家講座第91頁改性銨油炸藥藥卷密度0.95-1.10g/cm3

；

爆速≥3200m/s

；猛度≥12mm

；殉爆距離≥3cm

；

作功效力≥320ml

；使用期

180d炸藥化學(xué)和制造專家講座第92頁7.6.1木粉改性①木粉改性基本原理在木粉多孔結(jié)構(gòu)中，引入氧化劑物質(zhì)，形成一個類似單質(zhì)炸藥和分子間混合炸藥混合物，將有利于木粉和氧化劑物質(zhì)均勻接觸，有利于更多爆炸“熱點”形成，也有利于粉狀硝銨炸藥爆炸性能提升。炸藥化學(xué)和制造專家講座第93頁②木粉改性方法將木粉浸泡在硝酸、硝酸銨、硝酸鉀和硝酸鈉等氧化劑物質(zhì)飽和水溶液中一定時間后，經(jīng)離心脫水，烘干，使其水分小于2%，制得改性木粉。其性能見下表：炸藥化學(xué)和制造專家講座第94頁表7-25不一樣氧化劑處理木粉制得膨化硝銨炸藥爆炸性能說明：①用10%氧化劑溶液處理木粉制成硝銨炸藥爆炸性能有顯著提升；②氧化劑溶液濃度為20%時，烘干后有晶體在木粉表面析出，效果不好；③硝酸濃度過高將會把木粉氧化，達不到使氧化劑和可燃劑緊密結(jié)合目標(biāo)；④10%硝酸銨或硝酸處理過木粉，制成膨化硝銨炸藥爆炸性能提升最為顯著。

炸藥化學(xué)和制造專家講座第95頁③改性木粉性能測定經(jīng)過相關(guān)分析儀器測定發(fā)覺：a）改性木粉堆積密度與普通木粉相當(dāng)，為0.2g·cm-3左右；b）木粉改性后，混合物質(zhì)量增加，普通增加10%~25%；c）不含有雷管感度；d）改性木粉與普通木粉內(nèi)在結(jié)構(gòu)改變炸藥化學(xué)和制造專家講座第96頁7.6.2燃料油改性將復(fù)合蠟、松香、凡士林等與少許表面活性劑(如Span-80)按一定配比加熱熔化至80℃左右保溫即可制得改性燃料油，通常稱之為復(fù)合油相。炸藥化學(xué)和制造專家講座第97頁7.6.3硝酸銨改性在粉碎硝酸銨同時，加入陽離子表面活性劑(如十八烷胺磷酸鹽、十八烷胺醋酸鹽、十八烷胺硝酸鹽)，使得粉體硝酸銨表面有一層親油基團，從而大大降低了表面張力。

炸藥化學(xué)和制造專家講座第98頁

當(dāng)前國內(nèi)兩種生產(chǎn)工藝：利用熱風(fēng)氣流干燥硝酸銨，球磨改性連續(xù)混藥工藝；連續(xù)化輪碾機混藥工藝。7.6.4改性銨油生產(chǎn)工藝炸藥化學(xué)和制造專家講座第99頁炸藥化學(xué)和制造專家講座第100頁炸藥化學(xué)和制造專家講座第101頁（1）球磨機連續(xù)生產(chǎn)工藝特點：硝酸銨得到了充分碾碎、干燥，而且在風(fēng)動下從出風(fēng)口進入旋風(fēng)分離器，再由輸送螺旋傳到下一道工序中，確保生產(chǎn)過程連續(xù)性。詳細生產(chǎn)工藝生產(chǎn)過程：

a.硝酸銨改性硝酸銨原料從破碎機進口進入生產(chǎn)線，經(jīng)過粗碎后進入次級凸輪破碎，并在凸輪破碎過程中按照一定配方添加改性劑(含量為0.3%十八烷胺磷酸鹽)，再經(jīng)過輸送斜螺旋進入改性機。在改性機中，硝酸銨主要經(jīng)歷三個改變：①與改性劑混勻；②進風(fēng)口吹進熱風(fēng)，硝酸銨干燥；③從出風(fēng)口改性硝酸銨帶出，進入到旋風(fēng)分離器進行分離。炸藥化學(xué)和制造專家講座第102頁b.配料裝置改性后硝酸銨與改性燃料油和改性木粉等混合，進入混藥機中混制成炸藥。采取螺旋對硝酸銨主料、木粉及其它粉狀組分計量，改性燃料油使用計量泵送入。符合配比要求物料由螺旋給料機送至混藥機入口處。螺旋采取計算機遠程控制調(diào)整。

c.混藥機球磨原理，該混藥機含有連續(xù)混制、不留殘藥特點，一樣采取計算機遠程控制。

d.涼藥機涼藥機采取水冷方式進行，也可采取風(fēng)冷。炸藥化學(xué)和制造專家講座第103頁控制部分：計算機遠程控制、遠程人工干預(yù)控制現(xiàn)場人工干預(yù)控制:

計算機遠程控制在設(shè)定后，由計算機對整個系統(tǒng)依據(jù)環(huán)境條件自動控制，必要時能夠進行人工干預(yù)。遠程人工干預(yù)控制:在控制室內(nèi)經(jīng)過操作按鈕對各種設(shè)備裝備，按操作規(guī)程啟?？刂坪驼{(diào)整?，F(xiàn)場啟?？刂颇Ｊ?

方便維修，以及有利于各種情況下操作人員掌握系統(tǒng)運行規(guī)程。炸藥化學(xué)和制造專家講座第104頁7.6.4.2輪碾機連續(xù)化混藥工藝經(jīng)典生產(chǎn)線：深圳金奧博科技有限企業(yè)改性銨油生產(chǎn)線。特點：①微機監(jiān)控系統(tǒng)對主要工藝參數(shù)進行檢測和控制。②生產(chǎn)過程中，將硝酸銨經(jīng)過破碎機破碎、螺旋輸送、經(jīng)過高效打散機細碎、高效干燥升溫機干燥，經(jīng)過一道碾混機將硝酸銨熱混入改性燃料油、再經(jīng)過二道碾混機冷混入木粉；③主要生產(chǎn)工藝連成一體，形成一個完整連續(xù)化、自動化生產(chǎn)系統(tǒng)。炸藥化學(xué)和制造專家講座第105頁炸藥化學(xué)和制造專家講座第106頁炸藥化學(xué)和制造專家講座第107頁④生產(chǎn)線由硝酸銨破碎機(粗碎)、高效打散機、螺旋輸送機、高效干燥機、高溫碾混機、改性劑定量螺旋機、低溫混藥機、熔蠟機、改性燃料油輸送計量系統(tǒng)、除塵器、自動裝藥機、自動包裝系統(tǒng)等30多個相關(guān)設(shè)備組成，在制藥工房內(nèi)完成硝酸銨粉碎、改性、炸藥混制、涼藥，在裝藥包裝工房內(nèi)完成炸藥裝藥和包裝。炸藥化學(xué)和制造專家講座第108頁(1)制藥原料硝酸銨由硝酸銨庫用皮帶輸送機運到改性銨油炸藥制藥工房硝酸銨投料間，人工加入錐式破碎機破碎、再與加入螺旋定量輸送改性劑一道經(jīng)除鐵器進入高效粉碎機粉碎，細碎硝酸銨與改性劑充分混合后，由輸送螺旋送至高效干燥機干燥后，再由輸送螺旋輸送，經(jīng)雙螺旋輸送機粗混，所用油相經(jīng)油相熔化槽熔化后存于油相槽內(nèi)，由油相計量泵輸送并噴灑到雙螺旋輸送機料斗上方，與干燥后粉狀硝酸銨混合。炸藥化學(xué)和制造專家講座第109頁混有油相改性硝酸銨與油相經(jīng)預(yù)混河進入高溫碾混機，改性硝酸銨繼續(xù)粉碎、干燥、改性并與油相材料充分混合。高溫碾混后含油相材料改性硝酸銨由降溫螺旋(外套夾層通冷卻水)經(jīng)沖量板流量計計量后連續(xù)送入低溫碾混機，同時木粉(煤礦許用炸藥另加消焰劑)，經(jīng)沖板流量計按工藝配方量由輸送螺旋經(jīng)除鐵器進入低溫碾混機，經(jīng)碾混機充分混合后，出藥到接料小車上，人工推至裝藥包裝工房。炸藥化學(xué)和制造專家講座第110頁b.裝藥包裝改性銨油炸藥由改性銨油制藥工房經(jīng)過手推車送至裝藥包裝工房篩藥間二層鋼平臺。將改性銨油炸藥加入篩藥機進行篩藥，過篩后，炸藥經(jīng)斜螺旋輸送機送至裝藥間二層鋼平臺，加入循環(huán)螺旋輸送機。炸藥化學(xué)和制造專家講座第111頁(4)生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)①生產(chǎn)過程基本實現(xiàn)了全自動化、連續(xù)化。②上、下位機控制系統(tǒng)，下位機(PLC)，采取西門子PLC執(zhí)行生產(chǎn)線各部分部件開啟停頓，上位機(組態(tài)軟件)監(jiān)控下位機各種狀態(tài)，保持系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性。③生產(chǎn)現(xiàn)場安裝攝像和監(jiān)聽設(shè)備，控制室遠程監(jiān)控，安全高效，控制室有640G錄像機存盤，可存盤回放90天(停產(chǎn)時制藥工房和裝藥包裝工房各留1個關(guān)鍵監(jiān)測點)。④對過程物料流量由定量螺旋、流量計、變頻器和智能儀表實施實時PID跟蹤閉環(huán)調(diào)整控制，物料配比準(zhǔn)確，產(chǎn)品質(zhì)量高。炸藥化學(xué)和制造專家講座第112頁⑤主機及油相罐設(shè)有多點溫度檢測及控制調(diào)整裝置，準(zhǔn)確控溫，確保工藝溫度準(zhǔn)確。⑥主要設(shè)備有電流和軸承冷卻水檢測，出