Brevet FR2002151A1 — publié le 19691017

Cette invention concerne des composés contenant du. nitrate d ' ammoni nm, du blanc de zinc actif, et de l'octadécylamine avec ou sans son acétate, qui peuvent être avantageusement utili-sés pour la production d'explosifs; elle concerne également un 5 procédé pour leur fabrication, et vise aussi à réduire la tendance du nitrate d'ammonium à s'agglutiner. Cette tendance q.ui tient à l'hygroscopicité du nitrate d'ammonium, à. la variation de la température ou à celle du volume des cristaux lors du passage en phase cristalline, constitue un 10 handicap à la manipulation» Jusqu'à, présent, pour prévenir cette agglutination, de nombreux procédés ont été utiliséss addition d'agents desséchants, addition, de poudres inorganiques comme la bentonite, l'alumine active, ou le sulfate d'aluminium, enrobage organique hydrofuge, traitement par un agent modificateur de 15 l'état cristallin, addition d'agents tensio-actifs, et addition de sulfate de fer, d'aluminium» ou de zinc, ou de sels doubles de ceux-ci. Cependant, quand le nitrate d'ammonium ainsi préparé était utilisé pour la fabrication, d'explosifs, c'était au détri-20 ment de la theimo—stabilité, et l'hygroscopicité globale était augmentée. Si particulier, dans la fabrication d'explosifs au nitrate d'ammonium-fuel-oil (.explosifs AH-EO), il peut être difficile d'obtenir une explosibilité uniforme. Aussi désire-t-25 on vivement à. l'heure actuelle trouver le moyen de prévenir l'agglutination du nitrate d'ammonium, et d'améliorer la rapidité de détonation des explosifs produits. Quand le nitrate d'ammonium entre en majeure partie dans la fabrication d'un explosif, il importe de rendre plus fa-30 cile cette fabrication, d'obtenir une explosibilit é stable et une qualité uniforme d'explosif. C'est l'un des objets de la présente invention. Un autre objet est de fournir un procédé pour fabriquer de tels composés. Un autre objet est de prévenir l'aggLu— 35 tinatian du nitrate d'ammonium. D'autres objets apparaîtront de la description détaillée de l'invention. Tous ces objectifs peuvent être atteints avec des composés contenant du nitrate d'ammonium, du blanc de zinc actif, et de 1'octadéculamine et/ou son acétate, et en utilisant un pro— 40 cédé de fabrication consistant' à mélanger le nitrate d'ammonium 69 03277 2 2002151 à uxl agent composé de blanc de zinc actif et d 'octadécylamine et/ou. aon acétate, au. à mélanger le nitrate d'ammonium avec le blanc de zinc actif et 1'octadécylamine et/ou aon acétate. Des recherches faites sur ces divers pointa, pour 5 trouver un agent capable d'améliorer la sensibilité cl'amorçage et la rapidité de détonation des explosifs fabriqués, ainsi que pour prévenir l'agglutination du nitrate d'ammonium lui-même, ont permis d'établir que l'agent composé de blanc de aine actif et d'octadécylamine et/ou son acétate répondait à ces objectifs. 10 le composé prévu par l'invention, qui consiste à ajouter 0,1 à 1,55* en poids des agents de traitement, peut être obtenu en ajoutant au nitrate d'ammonium l'agent formé de blanc de zinc actif et d'octadécylamine et/ou son acétate, à une température comprise entre le point de fusion et la température de 15 décomposition de 1'octadécylamine ou de aon acétate» à raison de 0,1 à 1»5?S du poids de nitrate d'ammonium, lea proportions respectives du blanc de zinc actif et de l'octadéculamine et/ou son acétate variant entre 5Q/5Q et 98/2, le nitrate d'ammonium étant utilisé de préférencé sous forme de poudre, cristal ou 20 granule. D'autre part, le composé peut ausai être obtenu en mélangeant successivement le nitrate d'ammonium, le blanc de zinc actif et l'octadécylamine et/ou son acétate dans lea proportions mentionnées ci-dessua. 25 Le blanc de zinc actif peut être sous forme de gra— nulea ultra fin3, ne dépassant pas 0,2Jb , avec une surface spécifique de 4,5 à 5,5 m2/g» les graina étant de forme aphérique. Dana la présente invention l'agent peut être employé de la manière suivante: 30 1) L'agent pulvérisé est préparé en ajoutant de l'eau au blanc de zinc actif et à l'octadécylamine et/ou 3on acétate, en agitant et homogénéisant suffisamment le mélange, puis en séchant en un temps court à la température de 50 à 25Q°C. 2) L'agent est préparé en chargeant le blanc de zinc 35 actif et 1'octadécylamine et/ou son acétate dans le tambour à agitation maintenu à. une température intermédiaire entre le point de fusion et la température de décomposition de 1*octadécylamine ou aon acétate, c'est-à-dire à une température comprise entre 50° et 250°G, avec agitation et homogénéisation suffisante . 40 Les taux de mélange du blanc de zinc actif et de 69 03277 3 2002151 l'octadécylamine et/ou son acétate, peuvent varier entre 5O/5O et 98/2 suivant l'utilisation envisagée pour l'agent, et la proportion de 80 à 97 : 20 à 3 peut êôre préférée. Le tableau I indique, pour divers taux de mélange, 5 la 3ansibilité à'amorçage, la rapidité de la détonation (nombre de détonateurs), le degré d'agglutination. Les composés et explosifs sont préparés de la façon suivante: Les mélanges de blanc de zinc actif et d'acétate 10 d'octadécylamine aux différents taux prévus sont séchés à une température de 100 à 130°0, de façon à obtenir des agents pulvérisés contenant 2$. en poids d'humidité. Les agents résultants sont respectivement ajouûés à du nitrate d'ammonium poreux en granules, à raison de 0,5ï* du 15 poids de ce dernier. .. Les composés obtenus sont mélangés à 6çé en poids de fuel-oil, en vue d'obtenir des explosifs AIT- i?Q. SABTIÏ'IAU I Bapidité de Degré détonation d'agglutina-(m/sec} tion (. 0 0 7 2780 97 100 0 6 2900 43 99 1 5 2910 11 97 3 3 2960 10 95 5 3 3010 4 90 10 2 3010 3 85 15 2 3050 3 80 20 2 3100 4 70 30 1 3220 4 60 40 1 3300 1 50 50 1 3380 0 Proportions relatives en poids) blanc de Acétate zinc actif dr octa,dé-cylamine Sensibilité de l'explosif à 1'amorçage (Sombre des détonateurs) BAD 69 03277 4 2002151 'Je tableau montre clairement que la sensibilité d'amorçage et la rapidité de détonation sont augmentées aux taux élevés d'acétate d'octadécylamine. Quand le taux d'acétate dépasse 50-;î, sa sensibilité devient excessive. 5 Le degré d'ag&Lutination, la sensibilité, et la ra pidité de détonation des explosifs faisant l'objet de cette ei-•périmentation sont mesurés par les méthodes suivantes: Degré d'agglutination 1) Test de compacité du sachet: Après avoir scellé par la chaleur l'ouverture d'un 10 sachet de polyéthylène de 0,2mm d'épaisseur, dans lequel on a empaqueté 1 à 2kg de l'échantillon, et après avoir appliqué sur ce sachet, durant 20 jours, une charge de 0,5 kg/cm2.g, en faisant varier les conditions de température de 2Q°à 45°, et celles d'humidité relative de 40>i à 8Q5J une fois par jour, on a laissé 15 tomber le sachet d'une hauteur de 80cm, après quoi on a déterminé la proportion de fragments agglomérés; qui ne passaient pas au tamis de 6 mailles. Les résultats sont indiqués en $ de poids, comme moyenne de trois tests successifs. 20 2) Test de tassement du sac; ilprès avoir rempli un sac en papier, à l'épreuve de l'humidité, de 30 kg de l'échantillon, et après scellement de son ouverture, le sac a été soumis pendant 30 jours à une charge correspondant au poids de 10 sacs mis les uns sur les autres;, 25 dans les mêmes conditions que dans le test précédent du sachet; ensuite on l'a laissé tomber d'une hauteur d'un mètre, deux fois de suite, après quoi l'on a déterminé la portion de fragments agglomérés ne passant pas à travers le tamis de 6 mailles, et l'on note la moyenne des résultats de trois tests successifs. Test de sensibilité à l'amorçage des explosifs AU"—BPs 30 Les explosifs en état de bonne fluidité sont versé3 dans un tube de carton de 100mm de diamètre à l'ouverture et de lQOmo. de hauteur, qui est ràis sur bloc de fer de 45ûnua x 270mm x 130mm, le détonateur lï°6 étant enfoui au centre desdits explosifs. L'amorce du détonateur est disposée entre ledit bloc 35 de fer et ledit tube de carton, en la déportant d'environ 15mm. du milieu du tube. L'explosion 11'est considérée comme complète que si l'ignition et la combustion de l'amorce de détonateur ont été complètes; s'il n'en reste même qu'une petite partie cela est considéré comme un essai manqué. 69 03277 5 2002151" Tant qu'on n'a pas observé l'explosion complète, il faut augmenter le nombre de détonateurs H°6» Ge qui compte pour le résultat c'est le nombre de détonateurs nécessaires pour une explosion complète. Test de rapidité de détonation des explosifs iif-ffQt 5 On détermine la rapidité de détonation par la mé thode de Bautricke.70g de dynamite servent de charge, et le détonateur E°6 est utilisé comme amorce» La densité de charge est exprimée "par la moyenne des résultats d'un double essai aaoa 0,85 à. 0,90 g/ec. 10 lie meilleur- résultat s'obtient lorsque la proportion de 1*ensemble: blanc de zinc actif + octadécylamine et/ou son acétate, représente 0,1 à. 1,55& du poids sec de nitrate d'ammonium» Le tableau donne les résultats en fonction des quantités d'agent. L'expérience est conduite de façon similaire à celle 15 de l'expérience pour le taux de mélange du blanc de zinc actif avec l'acétate d'octadécolamina.. Tableau 2 Proportions du mélange Taux de Sensibilité Hapid. Degré (£en poids) l'agent d'amorçage de d'ag- Blanc de zlœ Acétate a«oe- * m ïoMs actif tadêcylamiae ' !>}aeS) teura 95 5 0,Q5 7 2800 60 95 5 0,10 6 2890 32 — 0,30 5 2940 11 0,50 3 2010 3 — — 0,80 2 3160 1 — — 1 1 3200 0 — 1,50 1 3250 0 — — 1,70 1 3310 0 — 2 1 3380 0 90 10 0,05 7 '2800 55 0,10 S 2890 30 — 0,30 4 2950 10 — 0,50 2 3010 3 — 0,80 1 3190 1 1 1 3290 0 — 1,50 1 3330 0 — — 1,70 1 3370 0 — — 2 1 3410 0 Il apparaît clairement que lorsque le taux de l'agent (blanc de grfnr» -t- acétate d'octadécylamine) est inférieur à 0,1$ 69 03277 6 2002151 en poids il n'est guère constaté d'amélioration dana la sensibilité dea explosifs, dans la rapidité de détonation et le degré d'agglutination; et quand le taux dépasse 1,5^ en poids, les résultats sont très défavorables du point de vue économique. 5 Dans la mise en oeuvre de la présente invention» on. peut ajouter au nitrate d'ammonium l'agent préalablement préparé suivant la méthode décrite plus haut;, ou bien le blanc de zinc actif et 1*octadécylamine et/ou son acétate, ou leur mélange, peuvent être ajoutés au nitrate d'ammonium tenu à une température 10 entre le point de fusion et la température de décomposition de l'octadécylamine et/ou son acétate. Sa. outre, le blanc de zinc actif et l'aetadéeylamine fondue et/ou son acétate, au. leur mélange, peuvent être ajoutés au nitrate d'ammonium. La composition ainsi obtenue est remar— 15 quablement améliorée quant à son degré d'agglutination. Et les explosifs dans la fabrication desquels, ce composé entre comme élément essentiel ont une sensibilité à l'amorçage et une. rapidité de détonation améliorées. En particulier» il est reconnu que lorsque l'agent est mélangé à. du nitrate d'ammonium en gra-2Û nules, il a beaucoup moins tendance à s'agglutiner* et lea explosifs fabriqjuéa en mélangeant le composé résultant avec du fuel-. oil ont une rapidité de détonation améliorée. La présente invention est exposée en détail par les exemples ci-après, qui ne sont pas limitatifs. Les pourcentages 25 et les parties s'entendent en poids, et le degré d'agglutination, la sensibilité à l'amorçage et la rapidité de détonation sont mesurés selon la méthode mentionnée ci-dessus. EKWPLB 1 97 parties de blanc de zinc actif, et 3 parties d'acétate d'octadécialamine ont été suffisamment agités dans un peu. 30 d'eau; ensuite la bouillie résultante eat aéchée à une température de 100 èt 130°G jusqu'à obtention d'un agent pulvérulent (taux d'humidité 2$). 0,5 partie de l'agent obtenu, eat mélangée avec 99,5 parties de nitrate d'ammonium en granules (taux d'humidité 0,15$) de façon à. obtenir un composé ayant un degré d'ag-35 glutination de 10fô. v L'explosif préparé en mélangeant. 6 parties de fuel-oil avec 94- parties du composé obtenu ci-dessus, a une sensibilité à. l*amorçage de 3, et une rapidité de détonation de 2960 m/aec 69 03277 7 2002151 BZEJPEBS 2 à 8 Lié ne procédé qufà l'exemple 1, sauf en ce qui concerne les taux de mélange du blanc de sine actif et de l'acétate d'octadécylasiine, taux qui sont indiqués au tableau suivant, qui indique pour les différents produits obtenus, le degré d'agglutination des composés, la sensibilité d'amorçage et la rapidité de détonation des explosifs fabriqués avec ces composés. Ex.î Propartions relatives ($ en poids) Blanc de Acétate zinc d'octa-actif décyl-aaine Sensib.de 1' explosif à. l'amorçage (libre de détonateurs) Hapid.de détonation (o/'sec) Degré d'agglu-t inat ion {fo en poids) 2 95 5 3 3010 4 3 90 10 2 3010 3 4 85 15 2 3050 3 5 8Q 20 2 3100 4 6 70 30 1 3220 4 7 60 40 1 3300 1 8 50 50 1 3380 0 69 03277 8 2002151 10 15 rx-i:?iiE 9 95 parties de blanc de zinc actif, 5 parties d'acétate d'octad-aoylasine et un peu d'eau ont été suffisamment agitées; ensuite la bouillie résultante est séciiée à une température de 100 à 130°C, de façon à obtenir une poudre à 2$ d'humidité. Q,1 partie de l'agent obtenu est mélangée avec 99,9 parties de nitrate d'ammonium poreux en granules (taux d'humidité: 0,15^) de façon à obtenir une composition ayant un degré d'agglutination de 32$. L'explosif préparé en mélangeant 6 parties de fuel-oil avec 94 parties du composé obtenu ci-dessus, a une sensibilité à l'amorçage de 6, et une rapidité de détonation de 2890m/seconde. 5XBEPLBS 10 à 16 Par le môme procédé qu'à l'exemple 1, à l'exception du taux de mélange de l'agent* qui est indiqué au tableau suivant, on a obtenu des composés ayant les degrés d'agglutination indiqués dans le tableau, et les explosifs ayant lea sensibilités à l'amorçage et les vitesses de détonation'figurant à ce même tableau. Proportions du mélange ($ en poids) blànc de Acétate zinc actif d'octadécylamine Taux de Sensibil. Sapid.de l'agent. d'amorçage déto-, ., Degré d'agglutination ( 10 95 5 0,30 5 2940 11 11 95 5 0,50 3 2010 3 12 95 5 0,80 2 3160 1 13 95 5 1 1 3200 0 14 95 5 1,50 1 3250 0 15 95 5 1,70 1 3310 0 16 95 5 2 1 3380 0 69 03277 -9- 2002151 BgmrPT.Tg 17 Un mélange de- 90 parties de blanc de zinc actif, 10 parties d'acétate d'octadécylamine, est traité comme à l'exemple 9* de façon à obtenir une composition ayant un degré d'agglutination de 3Q$a. L'explosif préparé en mélangeant 6 parties de 5 fuel-oil avec 94 parties du composé obtenu ci—dessus» a une sensibilité à l'amorçage de 6» et une rapidité de détonation de 289Q mètres seconde. TmrPIiBS 18 à 25 Bar le même procédé qu'à 1'exemple 17, à l'exception du taux de mélange de l'agent» qui est indiqué au tableau sui-10 vant, on a obtenu le composé ayant le degré d'agglutination, donné par le tableau, et les explosifs ayant le degré d'amorçage et la rapidité de détonation indiqués dans ce même tableau. Tableau - Proportions du Sensibil. Eapid.de Degré mélange Taux de d'amorçage détona d'agglutina Ex. 1% en poids l'agent de 1*explo tion tion H° blanc de Acétate (jt poids) sif (nbre de déto— Cm/sec} (£ en poids) zinc d* octa rateurs} actif décylamine ia 90 10 0,10 6 2890 30 19 - - 0,30 4 2950 10 20 - - 0,50 2 3010 3 21 — — 0»ÔQ 1 3190 1 22 - — 1 1 3290 0 23 — - 1,50 1 3330 0 24 — — 1,70 1 3410 0 25 — — Z 1 3410 0 KXESlPLES 26 et 27 et exemples comparatifs 1 à 4 A. Chaque fois* 95 parties de blanc de zinc actif» de terre diatamée, et d'alumine active, sont respectivement mélangées avec 5 parties d'acétate d'octadécylamine, puis le mélange eat séché à une température de 100 à 130°C jusqu'à obtenir des agents contenant 1,5>& d'humidité. 0,5 partie des agents obtenus est respectivement mélangée avec 95 parties de nitrate d'ammonium en granules poreux, de façon à obtenir les composés. 69 03277 2002151 B. 0,5 partie d'un mélange de 5 parties d*octadécylamine et chaque fais 95 parties de blanc de zinc actif, de terres diatomées et d'alumine active, est ajoutée à 99,5 parties de nitrate d'ammonium, on granules poreux tenu à la température de 5 60°C, de façon à obtenir les composés. Le degré d'aggLutination des composés obtenus aux alinéas A et B, la sensibilité à l'amorçage et la rapidité de détonation des explosifs préparés en mélangeant 6 parties de fuel— oil et 94 parties des composés, sont indiqués au tableau suivan.tr Ex.E° Mode de Agent utilisé préparation Sensibilité Sapidité Degré à l'amorçage de d'agglomé- (libre de de- détonation ration (£} tonateurs (m/sec) HTa6) 26 A Blanc de Acétate zinc d'Qcta-actif décyl-amine 3 3130 5 Sx.compar. H«1 A Eerres diatomées n 7 2640 44 Ex.campar. E°2 A Alumine active 9 275Q 39 Ex.compar. K°3 B îerres diatomées Octadécylamine 7 2600 41 Sx. compar. H°4 B Alumine active tt 9 2730 40 27 B Blanc de tt 5 313Q 2 zànc actif: Témoin 9 27SO 100 69 03277 u 2002151 SEînaïC Ail QES L'invention a pour objets 1) Un composé contenant: nitrate d'ammonium, blanc de aine actif et octadécylamine et/ou son acétate. 2) Un composé selon 1, dans lequel le taux de blanc 5 de zinc actif et d'octadécylamine et/'ou son acétate représente, en poids, 0,1 à 1,5$ du poids de nitrate d'ammonium. 3) Composé selon 1, dans lequel la proportion de blanc de zinc actif par rapport à l1octadécylamine et/ou son acétate est compris entre 50/50 et 98/2. 10 4) Composé selon 1, dans lequel le nitrate d'ammo nium est sous forme de poudre, cristal ou granule. 5) Procédé de fabrication d'une composition contenant du nitrate d'ammonium, du blanc de zinc actif, et de l'octadécyl-amine et/ou son acétate, consistant à mélanger le nitrate d'am- 15 monium avec un agent formé de blanc de zinc actif et d'octadécylamine et/ou 3on acétate, cet agent étant préparé en procédant au mélange de "blanc de zinc actif et d'octadécylamine et/ou son acétate, à. une température comprise entre le point de fusion et la température de décomposition de 1*octadécylamine ou de aon 20 acétatej ou en mélangeant le nitrate d'ammonium avec le blanc de zinc, actif et l'octadécylamine et/ou son acétate, à une température comprise entre le point de fusion et la température de décomposition de 11octadécylamine ou de son acétate. 6) Procédé selon 5, dans lequel le taux de l'agent 25 formé de blanc de zinc actif et d'actadécylamine et/ou son acétate représente en poids 0,1 à 1,5$ du poids de nitrate d'ammonium. 7) Procédé selon 5, dans lequel les proportions respectives du blanc de zinc actif et de 1'octadécylamine et/ou son 30 acétate sont comprises entre 50/50 et 98/2. 8) Procédé selon 5, dans lequel le nitrate d'ammonium est sous forme de poudre, cristal ou granule. 9) Procédé selon 5, dans lequel l'agent est préparé en procédant au mélange de blanc de zinc actif et d'octadécyl- 35 aminé et/ou son acétate, à une température située entre le point de fusion et la température de décomposition de 1'octadécylamine ou de son acétate en présence de solvant. 10) Procédé pour prévenir l'agglutination du nitrate d'ammonium, consistant à mélanger le nitrate d'ammonium avec un 69 03277 12 2002151 agent formé de blanc de zinc actif et d'octadécylamine et/ou son acétate, cet agent étant préparé en procédant au mélange de blanc de zinc actif et d'octadécylamine et/ou son acétate, à une température située entre le point de fusion et la tempéra-5 ture de décomposition de 1 *octadécylamine ou de aon acétate; ou à mélanger le nitrate d'ammonium avec le blanc de zinc actif et l1octadécylamine et/ou son acétate à une température située entre le point de fusion et la température de décomposition de 1'octadécylamine ou de son acétate.