本發(fā)明屬于火藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溫壓火藥及其制備方法。
背景技術(shù)：
工程爆破作為一門實(shí)用于能源開采、礦山、城市建設(shè)以及交通建設(shè)中的技術(shù)性科學(xué)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的作用，日益受到人們的重視。特別是近幾十年以來，在國家改革開放政策的指引下，發(fā)展的尤為迅速，超出以往任何一個(gè)時(shí)期的發(fā)展水平，為社會建設(shè)做出了很大的貢獻(xiàn)，在國民經(jīng)濟(jì)中取得良好的效益。隨著工程爆破技術(shù)的發(fā)展，對火藥的需求和要求不斷增加。
黑火藥是采用硝酸鉀、硫磺、木炭按照質(zhì)量比75:10:15進(jìn)行混合配制得到，然而，使用黑火藥用于工程爆破時(shí)，存在以下問題：
(1)燃燒產(chǎn)生氣體量大，燃速波動大；
(2)黑火藥藥劑密度小，單位體積做功能力較?。?/p>
(3)由于原料之間比重相差大，相互間難以混合均勻，造成氣體產(chǎn)物在使用現(xiàn)場產(chǎn)生有毒氣體；
(4)干品黑火藥機(jī)械感度高，生產(chǎn)中危險(xiǎn)性大，黑火藥容易受潮變質(zhì)；
(5)塑料制品在加工時(shí)溫度過高，會造成黑火藥意外燃燒，特別是含硫黑火藥耐溫性極差；
(6)使用時(shí)會因重物壓制如導(dǎo)火索過彎曲處發(fā)生賭氣而造成速燃而導(dǎo)致意外事故。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種以溫壓熱效應(yīng)為主，產(chǎn)生氣體量明顯減少，同時(shí)產(chǎn)生沖擊與熱量參與破巖做功的溫壓火藥及其制備方法，所述溫壓火藥是利用高熱點(diǎn)火實(shí)現(xiàn)以凝聚相為主的沖擊誘導(dǎo)的溫壓放熱反應(yīng)的特種能源，從而最終能夠?qū)崿F(xiàn)和諧爆破。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
一種溫壓火藥，原料組分包括：
硝酸鹽和/或氧化物，67-95重量份；
可燃劑：鋁粉、鎂鋁合金粉、鈦粉、硅粉、鈹粉、硼粉、鋯粉中的一種或幾種按照任意比例組成的混合物，5-15重量份；
助燃劑：煤粉、木粉、秸稈中的一種或幾種按照任意比例組成的混合物，5-15重量份。
所述硝酸鹽為硝酸鉀、硝酸鈣、硝酸鈉、硝酸鋇、硝酸鍶中的一種或幾種按照任意比例組成的混合物；
所述氧化物為四氧化三鉛、二氧化錳、過氧化鋇中的一種或幾種按照任意比例組成的混合物。
進(jìn)一步優(yōu)選所述溫壓火藥的原料組分還包括10-25重量份的氧化銅。
一種制備所述的溫壓火藥的方法，包括如下步驟：
(1)稱取所述硝酸鹽和/或氧化物并進(jìn)行粉碎，得到硝酸鹽細(xì)粉和/或氧化物細(xì)粉；
(2)分別稱取可燃劑和助燃劑，在密閉條件下進(jìn)行混合研磨，得到混合細(xì)粉；
(3)將步驟(1)所述的硝酸鹽細(xì)粉和/或氧化物細(xì)粉與步驟(2)所述的混合細(xì)粉在密閉條件下進(jìn)行混合研磨，即得所述的溫壓火藥。
步驟(1)中，先將所述硝酸鹽干燥至水分低于0.25wt％，之后再進(jìn)行粉碎。
步驟(1)中，所述硝酸鹽細(xì)粉和/或氧化物細(xì)粉的粒徑為20-200目。
步驟(2)中，所述混合細(xì)粉的粒徑為20-200目。
步驟(2)中，所述混合研磨為球磨，進(jìn)行所述混合球磨的時(shí)間為4-6h。
步驟(3)中，所述溫壓火藥的粒徑為20-200目。
步驟(3)中，所述混合研磨為球磨，進(jìn)行所述混合球磨的時(shí)間為6-8h。
需要說明的是，本發(fā)明人在長期研究中發(fā)現(xiàn)一種新的爆破方式——“和諧爆破”，所述“和諧爆破”定義為新常態(tài)下通過定量化的爆破器材設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)的爆破施工，進(jìn)行爆破劑爆炸能量釋放與介質(zhì)破碎、拋擲等過程的控制，既達(dá)到預(yù)定的爆破效果，又實(shí)現(xiàn)爆破有害效應(yīng)的根本控制，最終實(shí)現(xiàn)快速高效、安全可靠、綠色環(huán)保及經(jīng)濟(jì)合理的爆破作業(yè)；所述“和諧爆破”利用爆燃可控反應(yīng)，不產(chǎn)生爆轟波，提高爆破劑的能量利用率，避免爆破振動與飛石危害，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好和諧裂脹。
本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明所述的溫壓火藥，采用硝酸鹽和/或氧化物、可燃劑和助燃劑作為原料，并對組分進(jìn)行適當(dāng)配比，最終制備得到的溫壓火藥，高溫下才會發(fā)火，有效保證生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲和使用全程安全；發(fā)熱量大，燃速高，能產(chǎn)生高熱和沖擊能量參與“和諧爆破”做功，不會產(chǎn)生爆震反應(yīng)，不產(chǎn)生爆轟波，避免爆破振動與飛石危害；采用原料的機(jī)械感度低，安全性高，并且燃燒產(chǎn)物以凝聚相物質(zhì)為主，能有效減少燃燒速度波動；從而利用本發(fā)明所述的溫壓火藥進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，保證環(huán)境即爆破周邊建筑與設(shè)施的安全，被爆體在能量可調(diào)的溫壓火藥作用下“裂而不響”，介質(zhì)碎裂與爆炸物能量匹配實(shí)現(xiàn)“動而不飛”，保證人與動植物生命安全實(shí)現(xiàn)“微震減排”的和諧爆破；綜上所述，本發(fā)明所述的溫壓火藥，既能達(dá)到預(yù)定的爆破效果，又實(shí)現(xiàn)爆破有害效應(yīng)的根本控制，最終實(shí)現(xiàn)快速高效、安全可靠、綠色環(huán)保及經(jīng)濟(jì)合理的爆破作業(yè)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，下面實(shí)施例中以1重量份代表1g。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種溫壓火藥，原料組分包括：
硝酸鹽：硝酸鉀，67重量份；
可燃劑：鋁粉，15重量份；
助燃劑：煤粉，5重量份。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供了所述溫壓火藥的制備方法，包括如下步驟：
(1)稱取所述硝酸鹽并進(jìn)行粉碎，得到粒徑為20目的硝酸鹽細(xì)粉；
(2)分別稱取可燃劑和助燃劑，在密閉條件下進(jìn)行混合球磨4h，得到粒徑為20目的混合細(xì)粉；進(jìn)行混合球磨的牛皮轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓為牛皮材質(zhì)，磨球?yàn)橛材静馁|(zhì)，工藝條件如下：
磨球占轉(zhuǎn)鼓容積，30％；
球料比，1.5:1；
轉(zhuǎn)鼓與磨球直徑比，20:1；
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，(D為轉(zhuǎn)鼓直徑，D＝0.5m)；
粉碎時(shí)間，4h；
(3)將步驟(1)所述的硝酸鹽細(xì)粉與步驟(2)所述的混合細(xì)粉在密閉條件下進(jìn)行混合球磨6h，即得粒徑為20目的溫壓火藥；
進(jìn)行混合球磨的球磨機(jī)，轉(zhuǎn)鼓為木制材質(zhì)、內(nèi)襯牛皮革，磨球?yàn)槟局撇馁|(zhì)，工藝條件如下：
磨球占轉(zhuǎn)鼓容積，30％；
球料比，1:1；
轉(zhuǎn)鼓與磨球直徑比，20:1；
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，8r/min；
粉碎時(shí)間，6h。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種溫壓火藥，原料組分包括：
氧化物：四氧化三鉛，67重量份；
可燃劑：鋁粉，15重量份；
助燃劑：煤粉，5重量份。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供了所述溫壓火藥的制備方法，包括如下步驟：
(1)稱取所述氧化物并進(jìn)行粉碎，得到粒徑為20目的氧化物細(xì)粉；
(2)分別稱取可燃劑和助燃劑，在密閉條件下進(jìn)行混合球磨4h，得到粒徑為20目的混合細(xì)粉；進(jìn)行混合球磨的牛皮轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓為牛皮材質(zhì)，磨球?yàn)橛材静馁|(zhì)，工藝條件如下：
磨球占轉(zhuǎn)鼓容積，30％；
球料比，1.5:1；
轉(zhuǎn)鼓與磨球直徑比，20:1；
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，(D為轉(zhuǎn)鼓直徑，D＝1.5m)；
粉碎時(shí)間，4h；
(3)將步驟(1)所述的氧化物細(xì)粉與步驟(2)所述的混合細(xì)粉在密閉條件下進(jìn)行混合球磨6h，即得粒徑為20目的溫壓火藥；
進(jìn)行混合球磨的球磨機(jī)，轉(zhuǎn)鼓為木制材質(zhì)、內(nèi)襯牛皮革，磨球?yàn)槟局撇馁|(zhì)，工藝條件如下：
磨球占轉(zhuǎn)鼓容積，30％；
球料比，1:1；
轉(zhuǎn)鼓與磨球直徑比，20:1；
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，8r/min；
粉碎時(shí)間，6h。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種溫壓火藥，原料組分包括：
硝酸鹽：硝酸鈉，95重量份；
可燃劑：鋁粉和鎂鋁合金粉按照質(zhì)量比1:1組成的混合物，5重量份；
助燃劑：煤粉和木粉質(zhì)量比1:1組成的混合物，15重量份；
氧化銅，10重量份。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供了所述溫壓火藥的制備方法，包括如下步驟：
(1)稱取所述硝酸鹽，先將所述硝酸鹽干燥至水分低于0.25wt％，之后再進(jìn)行粉碎，得到粒徑為200目的硝酸鹽細(xì)粉；
(2)分別稱取可燃劑、助燃劑和氧化銅，在密閉條件下進(jìn)行球磨6h，得到粒徑為200目的混合細(xì)粉；進(jìn)行混合球磨的豬皮轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓為豬皮材質(zhì)，磨球?yàn)閷?dǎo)電橡膠材質(zhì)，工藝條件如下：
磨球占轉(zhuǎn)鼓容積，30％；
球料比，1.5:1；
轉(zhuǎn)鼓與磨球直徑比，40:1；
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，(D為轉(zhuǎn)鼓直徑，D＝1.0m)；
粉碎時(shí)間，6h；
(3)將步驟(1)所述的硝酸鹽細(xì)粉與步驟(2)所述的混合細(xì)粉在密閉條件下進(jìn)行球磨8h，即得粒徑為200目的溫壓火藥；
進(jìn)行混合球磨的羊皮轉(zhuǎn)股，轉(zhuǎn)鼓為銅制材質(zhì)、內(nèi)襯羊皮革，磨球?yàn)槟局撇馁|(zhì)，工藝條件如下：
磨球占轉(zhuǎn)鼓容積，30％；
球料比，1:1；
轉(zhuǎn)鼓與磨球直徑比，40:1；
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，12r/min；
粉碎時(shí)間，8h。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供一種溫壓火藥，原料組分包括：
硝酸鹽：硝酸鈉，95重量份；
可燃劑：鋁粉和鎂鋁合金粉按照質(zhì)量比1:1組成的混合物，5重量份；
助燃劑：煤粉和木粉質(zhì)量比1:1組成的混合物，15重量份；
氧化銅，10重量份。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供了所述溫壓火藥的制備方法，包括如下步驟：
(1)稱取所述硝酸鹽，先將所述硝酸鹽干燥至水分低于0.25wt％，之后再進(jìn)行粉碎，得到粒徑為200目的硝酸鹽細(xì)粉；
(2)分別稱取可燃劑、助燃劑和氧化銅，在密閉條件下進(jìn)行球磨6h，得到粒徑為200目的混合細(xì)粉；進(jìn)行混合球磨的豬皮轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓為豬皮材質(zhì)，磨球?yàn)閷?dǎo)電橡膠材質(zhì)，工藝條件如下：
磨球占轉(zhuǎn)鼓容積，30％；
球料比，1.5:1；
轉(zhuǎn)鼓與磨球直徑比，40:1；
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，(D為轉(zhuǎn)鼓直徑，D＝2.0m)；
粉碎時(shí)間，6h；
(3)將步驟(1)所述的硝酸鹽細(xì)粉與步驟(2)所述的混合細(xì)粉在密閉條件下進(jìn)行球磨8h，即得粒徑為200目的溫壓火藥；
進(jìn)行混合球磨的羊皮轉(zhuǎn)股，轉(zhuǎn)鼓為銅制材質(zhì)、內(nèi)襯羊皮革，磨球?yàn)槟局撇馁|(zhì)，工藝條件如下：
磨球占轉(zhuǎn)鼓容積，30％；
球料比，1:1；
轉(zhuǎn)鼓與磨球直徑比，40:1；
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，12r/min；
粉碎時(shí)間，8h。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供一種溫壓火藥，原料組分包括：
硝酸鹽：硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鋇和硝酸鍶按照質(zhì)量比1:1:1:1組成的混合物，40重量份；
氧化物：四氧化三鉛、二氧化錳、過氧化鋇按照質(zhì)量比1:1:1組成的混合物，40重量份；
可燃劑：鋁粉、鎂鋁合金粉、鈦粉、硅粉、鈹粉、硼粉、鋯粉按照質(zhì)量比等質(zhì)量份組成的混合物，10重量份；
助燃劑：煤粉和木粉按照質(zhì)量比1:1組成的混合物，10重量份；
氧化銅，25重量份。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供了所述溫壓火藥的制備方法，包括如下步驟：
(1)稱取所述硝酸鹽和氧化物，先將所述硝酸鹽和氧化物分別干燥至水分低于0.25wt％，之后再分別進(jìn)行粉碎，得到粒徑均為200目的硝酸鹽細(xì)粉和氧化物細(xì)粉；
(2)分別稱取可燃劑、助燃劑和氧化銅，在密閉條件下利用立式高速SC-H型研磨機(jī)(由青島思創(chuàng)新材料有限公司提供)進(jìn)行球磨3h，得到粒徑為200目的超細(xì)混合細(xì)粉；
(3)將步驟(1)所述的硝酸鹽細(xì)粉和氧化物細(xì)粉與步驟(2)所述的混合細(xì)粉在密閉條件下利用立式高速SC-H型研磨機(jī)進(jìn)行球磨3h，即得粒徑為200目的超細(xì)溫壓火藥；
使用SC-H型研磨機(jī)進(jìn)行研磨時(shí)，向待研磨細(xì)粉中加入無水乙醇溶劑，無水乙醇與待研磨細(xì)粉重量比為3:1；所用氧化鋯磨介球的直徑為0.03-2mm，轉(zhuǎn)速一般在1000-4200rpm之間可調(diào)，研磨后，可以獲得亞微米級、納米級超細(xì)粉體，而且粒度分布很窄，功率是0.5KW。
實(shí)施例6
本實(shí)施例提供一種溫壓火藥，原料組分包括：
硝酸鹽：硝酸鉀、硝酸鈣、硝酸鈉、硝酸鋇和硝酸鍶按照質(zhì)量比1:1:1:1:1組成的混合物，80重量份；
可燃劑：鋁粉、鎂鋁合金粉、鈦粉、硅粉、鈹粉、硼粉、鋯粉按照質(zhì)量比等質(zhì)量份組成的混合物，10重量份；
助燃劑：煤粉、木粉、秸稈按照質(zhì)量比1:1:1組成的混合物，10重量份；
氧化銅，18重量份。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供了所述溫壓火藥的制備方法，包括如下步驟：
(1)稱取所述硝酸鹽，先將所述硝酸鹽干燥至水分低于0.25wt％，之后再進(jìn)行粉碎，得到粒徑為100目的硝酸鹽細(xì)粉；
(2)分別稱取可燃劑、助燃劑和氧化銅，在密閉條件下進(jìn)行球磨5h，得到粒徑為100目的混合細(xì)粉；進(jìn)行混合球磨的球磨機(jī)，轉(zhuǎn)鼓為銅制材質(zhì)，磨球?yàn)閷?dǎo)電橡膠材質(zhì)，工藝條件如下：
磨球占轉(zhuǎn)鼓容積，30％；
球料比，1.5:1；
轉(zhuǎn)鼓與磨球直徑比，30:1；
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，(D為轉(zhuǎn)鼓直徑，D＝1m)；
粉碎時(shí)間，5h；
(3)將步驟(1)所述的硝酸鹽細(xì)粉與步驟(2)所述的混合細(xì)粉在密閉條件下進(jìn)行球磨7h，即得粒徑為100目的溫壓火藥；進(jìn)行混合球磨的球磨機(jī)，轉(zhuǎn)鼓為鋁制材質(zhì)、內(nèi)襯牛皮革，磨球?yàn)槟局撇馁|(zhì)，工藝條件如下：
磨球占轉(zhuǎn)鼓容積，30％；
球料比，1:1；
轉(zhuǎn)鼓與磨球直徑比，30:1；
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，10r/min；
粉碎時(shí)間，7h。
實(shí)驗(yàn)例
本發(fā)明人利用爆發(fā)點(diǎn)測試儀并沒有測試到溫壓火藥的爆發(fā)點(diǎn)，這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中沒有一次產(chǎn)生爆炸或者爆燃現(xiàn)象。本發(fā)明人經(jīng)過慎重考慮，采取遞增溫壓火藥的藥量進(jìn)行測試，直至增加到100mg，溫度調(diào)節(jié)到590℃(爆發(fā)點(diǎn)測試儀的最高工作溫度為600℃)，并且相應(yīng)地延長測試的時(shí)間，仍然沒有爆炸現(xiàn)象的產(chǎn)生。把藥品取出后，觀察到溫壓火藥仍然是完好的，并且通過起爆器電弧放電仍能可靠點(diǎn)火。故本溫壓火藥的熱感度特別低，在儲存和使用過程中是比較安全的。
本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。