摘要：為了提高乳化炸藥的性能，采用化學(xué)發(fā)泡技術(shù)，對(duì)乳化炸藥進(jìn)行敏化，在保證生產(chǎn)的前提下，將微細(xì)粒末石英砂作為炸藥的添加劑對(duì)乳化膠體進(jìn)行敏化，提高率爆轟感度、縮短了保溫發(fā)泡的時(shí)間，降低了散化劑的使用量，為完善乳化炸藥在礦山現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)和應(yīng)用提供了實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

1、化學(xué)發(fā)泡工藝及其改進(jìn)

為了提高乳化炸藥的爆轟感度，黃沙坪礦乳化炸藥廠采用化學(xué)發(fā)泡技術(shù)對(duì)其進(jìn)行敏化反應(yīng)，而化學(xué)發(fā)泡技術(shù)的難度表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是當(dāng)時(shí)發(fā)不起來(lái)，后來(lái)又繼續(xù)發(fā)泡，即存在后效；二是當(dāng)時(shí)發(fā)得很好，經(jīng)包裝后，氣泡損失，密度升高，難于起爆。為了得到合適的乳化炸藥，在運(yùn)行化學(xué)發(fā)泡技術(shù)時(shí)，一般采用以下幾種方法：

（1）65℃左右發(fā)泡，50℃包裝，但暫不封口，并對(duì)其保溫，待密度合格后，再封口打包。

（2）65℃發(fā)泡，并在室溫下密閉保溫，待炸藥冷卻至40℃左右變稠后，固泡能力增加時(shí)，再采用合適的包裝機(jī)包裝。此時(shí)氣泡因在高稠乳膠中固定，可以保持適合的密度。

以上兩種方法，實(shí)踐證明是有效的，但前者一般廠家保溫時(shí)間至少需要4-5h；后者需要采用無(wú)吸入和抽空過(guò)程的包裝，方可得到合格的產(chǎn)品。兩者均存在保溫時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，對(duì)生產(chǎn)工藝不利。

在上述工藝的基礎(chǔ)上揚(yáng)長(zhǎng)避短，在乳化炸藥中加入添加劑-微細(xì)粉末狀的石英砂，在保證不惡化炸藥生產(chǎn)可靠性的前提下，既可提高乳化炸藥的性能，又縮短了保溫發(fā)泡時(shí)間。

2、用石英砂做添加劑的理論依據(jù)

早在19世末，法國(guó)化學(xué)家別爾特羅首先提出了炸藥起爆假說(shuō)，他認(rèn)為在機(jī)械作用下的起爆是由于機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使炸藥受到起爆溫度所致。這種熱起爆機(jī)理著重指出，當(dāng)炸藥受到撞擊或摩擦?xí)r，機(jī)械能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽@些熱能并不是均勻分布的，而是聚集在炸藥許多局部的地方形成“熱點(diǎn)”，由于熱點(diǎn)的溫度高，在其附近的炸藥開始分解反應(yīng)，同時(shí)也放出熱量，促使反應(yīng)加速，結(jié)果熱點(diǎn)處所形成的強(qiáng)烈反應(yīng)引起炸藥的部分或全部爆炸。熱點(diǎn)的形成和擴(kuò)展的過(guò)程為：首先由機(jī)械作用產(chǎn)生熱點(diǎn)，以熱點(diǎn)為中點(diǎn)，反應(yīng)向周圍的炸藥擴(kuò)展，此時(shí)，大多以爆燃的形式進(jìn)行，然后燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)榈退俦?，再成長(zhǎng)為穩(wěn)定的爆轟。乳化炸藥加入少量添加劑石英砂，使炸藥與固體微粒石英之間產(chǎn)生摩擦，相當(dāng)于加入了微小氣泡，形成局部熱點(diǎn)，從而可以提高乳化炸藥的爆轟感度。

另外有人提出，石英砂在高溫高壓下發(fā)生晶體形態(tài)變化，使體積膨脹，因而有助于炸藥做功。同時(shí)還有人認(rèn)為，在1300℃時(shí)，硅與氨化合生成氮化硅，并放出氣體，因此可以提高炸藥的威力。

3、生產(chǎn)實(shí)踐及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

所加入的石英砂，是經(jīng)過(guò)加工后的較微小的粉狀砂粒，一般超過(guò)100目，其細(xì)度是相當(dāng)小的。黃沙坪礦乳化炸藥廠自1984年引進(jìn)長(zhǎng)沙礦山研究院的乳化炸藥生產(chǎn)技術(shù)后，經(jīng)過(guò)了10多年的生產(chǎn)實(shí)踐，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。但曾有段時(shí)間，由于操作不當(dāng)，敏感度達(dá)不到要求，Φ32mm藥卷經(jīng)常發(fā)生拒爆，尤其是1989年，一次性報(bào)廢炸藥數(shù)10t。后來(lái)在熱起爆機(jī)理的啟迪下，在原炸藥配方中加入適量的石英砂進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果，再也未發(fā)生過(guò)拒爆事故，其它各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均有所提高。

（1）加入石英砂以后，發(fā)泡技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)，夏天不需要保溫，即可達(dá)到要求的爆轟感度，冬天，以前需保溫5-6h，加入石英砂后只需保溫0.5h即可達(dá)到要求的感度。其試驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1密度保溫對(duì)比試驗(yàn)

溫度℃	保溫時(shí)間h	密度g/ml
		加砂	不加砂
50	0.5	1.22	1.28
50	1	1.18	1.28
50	3	1.15	1.25
50	5	1.10	1.18

由表1可知，加石英砂，保溫0.5h就可達(dá)到1.22g/ml的密度，而此時(shí)炸藥也可達(dá)到殉爆60m的性能；不加石英砂，需要保溫5h，才能使密度達(dá)到1.18g/ml。由此可見加入石英砂以后，因微粒的存在，炸藥中相當(dāng)于加入了可形成熱點(diǎn)的物質(zhì)，從而提高了爆轟感度。

（2）實(shí)驗(yàn)表明，加入石英砂后，炸藥的一些性能指標(biāo)大致不變，而威力有所提高。

（3）人們較擔(dān)心的問(wèn)題是加入高硬度的石英砂后，會(huì)增加炸藥的機(jī)械感度，從而發(fā)生爆炸事故。經(jīng)多次采樣檢測(cè)，結(jié)果表明，加入和不加入石英砂的炸藥，其撞擊感度，抗擊感度均為零，這說(shuō)明炸藥不會(huì)因加石英砂而使其性能惡化。

4、結(jié)論

（1）通過(guò)上述理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用石英砂作為乳化炸藥的添加劑是可行的，它可以提高炸藥的爆轟感度，縮短保溫發(fā)泡時(shí)間，使炸藥的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（2）加入石英砂的乳化炸藥，經(jīng)檢測(cè)證明其生產(chǎn)和貯存的可靠性并不會(huì)改變。