A kedvezőbb vegyületek a nitrogén-ammóniumsót tartalmazó csoport robbanóanyagai . Bányászati robbantáshoz használják .
A nitrogén-ammónia só a leggyorsabb és legerősebb melegítés körülményei között robbanással képes lebomlani az egyenlet szerint:
NH4NO3 \u003d 2H2O + N2 + 0,5O 2.Ilyen feltételek megvalósítása azonban nagy tölteteknél nem érhető el, legalábbis súlyban jelentéktelen biztosítékok vagy gyújtópatronok segítségével, mert a fenti egyenlet szerinti bomlás során keletkező hőmennyiség nem elég nagy ahhoz, hogy elviselje. a robbanásveszélyes folyamat rétegről rétegre. A nitrogén-ammóniás só keverékei különféle éghető szénhidrogén anyagokkal könnyebben felrobbannak, mivel az utóbbiak az NH 4 NO-ban lévő oxigéntöbblet miatt égve növelik a felszabaduló hőmennyiséget és rétegről rétegre fokozzák a melegedést. A robbantást legkönnyebben a hozzákevert éghető anyagok nitrálásával érhetjük el, mert ekkor még jobban megnő a leválasztott hő és a rétegenkénti felmelegedés. A kevert éghető anyagoktól függően különböző szerzők több olyan robbanóanyag keveréket javasoltak, amelyek elnevezésük a jelzett alapon eltérő. Ezen túlmenően, ha a nitrált szénhidrogéneket tiszta szénhidrogénekre cserélik, akkor a szemcseszórás megkönnyítésére kis mennyiségű salétrom- vagy bartolit-sót adnak a keverékhez, például a Westfalite-hoz, amely nitrogén-ammónia só és gumi keveréke.
Az ebben a cikkben tárgyalt Favier-készítményekben különböző nitrációs fokú nitro-naftalinokat használnak éghető anyagként. Elkészítésüket és tulajdonságaikat most részletesen tanulmányozták, és minden, amit a számukra megállapítottak, többé-kevésbé vonatkozhat az azonos csoportba tartozó többi robbanóanyagra is. Figyeld meg, hogy:
A gyártás a következő részekből áll:
Ehhez használja a három módszer egyikét:
Ez utóbbi módszer akkor előnyös, ha egyidejűleg valamilyen nitrálást végeznek az üzemben. Ebben az esetben a műveletet folyó hideg vízbe merített agyagedényekben hajtják végre, mindegyikbe 200 liter gyenge salétromsavat adagolnak, majd apránként adnak hozzá vizes ammóniát, hogy lehetőleg ne emelkedjen a hőmérséklet; Végül kis mennyiségű maró baritot adunk hozzá, hogy kicsapjuk az esetlegesen jelen lévő kénsavat. Ha a kiindulási anyagokat meg kell vásárolni, akkor a fenti 1. és 2. módszer jövedelmezőbb. A nátrium-nitrát kénsav-ammóniumsóval történő kettős lebontása esetén az oldatokat erősebben kell hűteni; -15°-on a kénsavas nátriumsó teljesen kicsapódik, és tiszta nitrogén-ammónia só marad a vizes oldatban (Benker). A szén-dioxid vizes ammóniás nátrium-nitrát-oldat hatására a keletkező szódabikarbóna kicsapódik, és szűréssel elválasztják, és az oldatból kristályosítási sorozaton keresztül tiszta állapotban nitrogén-ammóniás sót nyernek. A nitrogén-ammóniás só és az azt tartalmazó oldatok elválasztása érdekében az utóbbit gőzzel hevített, duplafenekű öntöttvas zománcozott kazánokban párologtatással előkondenzálják, amíg 35–36 °C-os Baume-ot nem mutatnak. Ezt követően a forró oldatokat öntöttvas zománcozott kristályosító tartályokba öntik; a nagy kristályok képződésének megakadályozása érdekében a folyadékot időnként megkeverjük; jobb, ha a kristályosodás lúgos környezetben megy végbe, amihez kevés ammóniát adunk a kristályosodó folyadékhoz. A kristályosodás végén az anyalúg lecsapolása után a kristályokat centrifugában kipréselik, és csak kb. 2% nedvesség marad bennük, és ebben az állapotban közvetlenül felhasználhatók robbanékony keverékek készítésére.
A robbanóanyag céljától függően mononitro-, dinitro- és trinitro- naftalinokat használnak.
A nitronaftalint és a nitrogén-ammóniás sót kimért mennyiségben szokták keverni a csúszófolyók alatt, amelyek teljesen hasonlóak a feketepor gyártásánál használtakhoz, de könnyebbek; ezen kívül itt a fűtés is meg van oldva egy megfelelően elhelyezett csővezeték segítségével, aminek köszönhetően a S. nagyobb szárazsága érhető el, másrészt a kb. 40°-on meglágyuló mononitronaftalin jobban bejut a szemcsékbe. nitrogén-ammónia só. A di- és trinitronaftalének alkalmazása esetén magasabb olvadáspontjuk miatt ez a melegítés nem számít. A feldolgozáshoz 35 kg keverék könyvjelzőit vesznek fel; a dörzsölést 1 órán keresztül folytatjuk. A kapott, 24 órán át szárított süteményeket kézzel összetörik, majd 2,5 mm-es hálószemű forgó hordókban dolgozzák fel. 30 fordulat fordulatszámmal 1' egy hordóban 10 órán keresztül. munka körülbelül 1000 kg gabonát ad. A port 0,55 mm-es lyukú szitákon szitáljuk. A szemtermés 40-50%. A por ismét szemcsékké alakul 30 perces feldolgozás során a futószalagok alatt. A főtt szemeket ezután 0,2%-os nedvességtartalomig szárítják. Ehhez egy speciális helyiségben 0,60 × 0,50 m méretű, üvegfenekű, egyenként 5-7 kg-os fatálcákba öntik, és ezeket a tálcákat a gőzvezetékkel alulról melegített polcokra helyezik; a hőmérséklet 40° körül marad; száradása 7-8 óra. A száraz szemeket horganyzott dobozokba öntik, amelyek felső falán négyzet alakú lyuk van, oldalmérete 0,14 m; ezt a lyukat, ha megtöltjük, azonnal hermetikusan lezárjuk egy horganyfedéllel, a Darce ötvözet segítségével. A kész szemcsék fizikai állandói a következők:
A szemeket a présbe viszik, és itt a kazetták méretétől függően 50-300 g-os adagokban akasztják fel kis Roberval-mérlegekre, úgy alakítva ki, hogy amikor a szükséges mennyiségű S.-t ráöntik a csésze egy speciális kanál segítségével, ez a csésze magától megbillen, és a minta csúsztatva a prés töltőkamrájába esik, ahol benyomják úgy, hogy a henger tengelye mentén üreg maradjon a detonátor elhelyezéséhez. Mindez nagyon gyorsan megtörténik, így amíg az egyik dolgozó kimér egy új töltetet, addig a dugattyú a kész préselt patronnal együtt felemelkedik a prés tetejére, egy másik munkás pedig ezt a patront egy közeli dobozba szedi.
A préselt hengereket alacsony magasságú paraffinnal töltött fürdőből viszik az asztalra, amelyet gőzvezetéken keresztül olvadt állapotban tartanak. Ebben a fürdőben a megfelelő méretű papírdarabot beáztatva a dolgozó gyorsan becsomagolja a patront, és amíg a paraffinnak még nem volt ideje megkeményedni, bezárja a héj egyik végét. Ezt követően a patronokat áthelyezik egy másik asztalra, ahol a belső üres részüket por alakú készítménnyel töltik meg, a viaszos héj másik végét pedig lezárják. Egy ismert számú ilyen becsomagolt patront ezután rácsos kosárba helyeznek, és az utóbbival együtt olvadt paraffinba merítik, ezután már csak a felesleges paraffin lefolyása marad, és a préselt patronok elkészítése véget ér. Egyes speciális fajtákhoz, pl. grizuniták; préselést egyáltalán nem használunk, és a patronok porított C-vel vannak megtöltve. Ebben az esetben speciális nádgépeket használnak, amelyek leírását nem írjuk be. A kész viaszos patronokat 2,5 kg-os téglalap alakú kartondobozokba helyezzük, melyeket papírba csomagolva szintén olvasztott paraffinba merítünk a nedvesség elleni további védelem érdekében. A kartondobozok helyett a horganyos dobozokat is használják patronok tárolására, amelyeket Darce ötvözet segítségével zárnak le. Ezeket a dobozokat is a fából készült dobozok tartalmazzák. A következő S. Favier-eket Franciaországban gyártják a leírt módon:
1. A. sz
1. B sz
2. sz
3. szám
Az 1-től 4-ig terjedő osztályokhoz 1 g higany-fulminátot tartalmazó primerek szükségesek, és szükséges, hogy a primerek közvetlenül érintkezzenek por alakú detonátorral (lásd 1. ábra). A megfelelő detonációhoz szükséges higany-fulminát mennyisége általában gyorsan növekszik a patronok összenyomásának mértékével, pl. Az 1. fokozat 1,00-es sűrűségnél könnyen felrobbantható 0,75 g higany-fulmináttal, de 1,25-ös sűrűségnél már 2 g-ra van szükség ebből a sóból. Minden fokozat ütésérzéketlen; például. Az 1-es, a legerősebb 4 kg-os acélrakomány 4 méter magasból leesésekor nem robban fel, aminek következtében szállításuk nem jelent veszélyt. Ezenkívül érzéketlenek a különböző éghajlati hőmérsékleti változásokra, és nincsenek kitéve a fagy okozta változásnak. Mindkét vonatkozásban kétségtelen előnyt jelentenek a dinamitokkal szemben (ld.), amellyel erejükben és hatásukban is összevethetők. Ez utóbbiak azonban a következő szempontok szerint alacsonyabbak: a patronok kemény konzisztenciája megakadályozza a lyukak megfelelő feltöltését; másrészt sűrűségük, amely kisebb, mint a dinamitoké, nagyobb térfogatú fúrásokat igényel ugyanazon hatás eléréséhez; Végül a túlzott nedvességérzékenység is kényelmetlen, mivel a felvett víz 1%-a is elegendő ahhoz, hogy a robbantást rendkívül megnehezítse. Az 1-estől a 4-esig terjedő fajták robbanóereje fokozatosan csökken: az 1. erőssége közel áll a 75%-os nitroglicerin tartalmú dinamithoz, a többi No a gyengébb dinamitoknak felel meg, amit egyszerű számítással könnyű ellenőrizni, főleg, hogy azok robbanás közbeni bomlás előre látható, mint az elegendő oxigént tartalmazó robbanóanyagok esetében (lásd: Robbanóanyagok); például az 1 A-t a következő egyenlet szerint bontjuk:
C10N6(NO2)2 + 19NH4NO3 = 10CO2 + 41H2O + 20 N2.Az a tény, hogy a C. Favier elegendő mennyiségű oxigén mellett egy robbanás során teljesen oxidált termékekre bomlik (mérgező szén-monoxid és más éghető gázok képződése nélkül), nagyon kényelmessé teszi őket a földalatti robbantáshoz. Ennél az alkalmazásnál van még egy előnyük, ami nagyon fontos azokban az esetekben, amikor a földalatti galériákban robbanásveszélyes gáz jelenik meg, ugyanis ezek felrobbanásakor viszonylag alacsony hőmérséklet alakul ki, ami miatt a környező robbanógáz nem gyullad meg. A dolog lényege itt a következő. Malard és Leshatelier tanulmányaiból (lásd: Gázrobbanások ) az következik , hogy a mocsári gáz és levegő keverékei csak akkor égnek gyorsan (robbanással) 650°-os gyulladási hőmérsékleten, ha ez a hőmérséklet körülbelül 10 másodpercig tart, és ez a robbanásveszélyes égés lassulása a hőmérséklet emelkedésével csökken, például 1000 ° -on körülbelül 1 másodperc. Feltéve, hogy ugyanez az arány magasabb hőmérsékleten is megmarad, másrészt figyelembe véve, hogy a kisméretű robbanótöltetek felrobbanása szinte azonnal megtörténik, nyilvánvalóan elképzelhetünk olyan körülményeket, amelyek között a töltetek felrobbanása a tűzgőzzel való érintkezés ellenére sem történik meg. az utóbbit meggyújtani. Valójában a pillanatnyi robbanás gáznemű termékei csak a másodperc jelentéktelen töredékéig tartják meg megemelt hőmérsékletüket, mert tágulásukkal és a környező légkörrel keveredve rendkívül gyorsan lehűlnek. Ennélfogva minél alacsonyabb a robbanóanyag égési hőmérséklete, annál kisebb az esélye a robbanásveszélyes gáz begyulladásának. Egy speciális francia bizottság számos ezzel kapcsolatos kísérlete ("Mé morial des Poudres et Salpetres", II. kötet) alapján arra a következtetésre jutott, hogy az olyan robbanóanyagoknak, amelyek nem gyulladnak meg a tűzgőz-oxihidrogén-gáz, égési hőmérsékletet kell elérniük. nem haladja meg az 1900°-ot vagy akár az 1500°-ot. A robbanások során fellépő hőmérséklet e határértékre való csökkentésére a különféle javasolt eszközök közül (fúrólyukak vízeltömítése, sók keverése kristályvízzel töltetté stb.) a leghatékonyabb a nitrogén-ammónia só hozzáadása volt a robbanóanyagokhoz, mivel ez a só. víz, nitrogén és oxigén képződésével egyszerre bomlik le, hidegebb gázokat képez (a képlet alapján 1130°-os hőmérsékletű), és ez utóbbiak a robbanóanyag gázaival keveredve hűbbé hűtik őket. a kívánt határt. Így lehet többé-kevésbé biztonságos robbantást végezni a bányákban, például mindenféle robbanóanyaggal. piroxilinnel, dinamitokkal stb., de a nitrogén-ammóniás só jelenléte a hosszú tárolás során ez utóbbiban bomlást válthat ki, és általában ilyen vagy olyan módon romolhat; másrészt az ezekkel a robbanóanyagokkal elért hőmérséklet-csökkentés gyakran nem elegendő, például a következők keveréke: nitrogén-ammónia só - 80%; piroxilin - 20%, számítás szerint 1930 ° -os hőmérsékletet ad. Eközben S. Favier ehhez az értékhez közeli hőmérséklet alakul ki, már normális arányban; például a legerősebb közülük 1 A, 2139 ° -ot számítanak ki. Ugyanakkor semmi sem akadályozza meg a nitrogén-ammónia só arányának növelését bennük, és akkor sokkal alacsonyabb hőmérsékletet kapunk; tehát a grizunitnál (roche) 1875° és a grizunitnál (heverő) 1445°. Nyilvánvaló, hogy az utolsó két összetétel éppen a francia bizottság fenti követelményét elégíti ki a tűzgőz jelenlétében biztonságos robbanóanyagok tekintetében.
A nitrogén-ammóniás sóval azonos robbanóanyag-csoportba tartozó egyéb összetételek közül itt egyébként csak a következőket említjük: