Brevet FR2134404A1 — publié le 19721208

-i 2134404 L'invention a pour objet une matière composite nitrate d*ammonium-gel inorganique comprenant un mélange de nitrate d'ammonium et un gel inorganique purifié et gonflé d'une argile ayant la propriété de gonfler et la faculté d'échanger des ions 5 telle que la montmorillonite, la vermiculite, l'halloysite hydratée, et les argiles similaires. L'invention couvre aussi un procédé de fabrication d'une telle matière composite nitrate d' ammonium-gel inorganique. Un gel inorganique purifié et gonflé préparé à partir d'une 10 argile comme celles du groupe de la montmorillonite, la vermiculite, l'halloysite hydratée, et d'autres, de la manière qui sera décrite plus loin, contient de l'eau libre, de l'eau combinée et de l'eau de cristallisation et quand ce gel inorganique est mélangé au nitrate d'ammonium, celui-ci est dissous 15 dans l'eau, remplacé par l'eau et se recristallise pendant 100 à 200 heures à la température de la pièce à partir des particules du gel inorganique gonflé jouant le rôle de noyaux ou de germes (cette recristallisation est appelée ci-après "maturation^ pour donner la matière composite nitrate d* ammonium-gel inorga-20 nique de l'invention contenant des cristaux à arêtes vives. La matière composite nitrate d*ammonium-gel inorganique de l'invention a des propriétés nouvelles différentes des propriétés individuelles d'un gel de l'argile considérée, et du nitrate d'ammonium, et peut être utilisée dans divers domaines 25 conformément aux nouvelles propriétés qui lui sont reconnues. Par exemple, le nitrate d'ammonium seul a des propriétés détonantes mais quand ce nitrate entre dans la matière composite mentionnée plus haut, le produit résultant ne montre aucune propriété détonante à l'exception du cas donné ci-dessous du 30 mélange de cette matière composite avec de la poudre d'aluminium ou d'un corps analogue. Autrement dit, on obtient un nouvel état de nitrate d'ammonium en tant que matière composite ou une bouillie stable d'un nouvel état du nitrate d'ammonium. La matière composite nitrate d'ammonium-gel inorganique de 35 l'invention peut être utilisée dans divers domaines, par exemple comme matière première pour des explosifs sous forme de boue, pour des engrais stables, pour des matières enrichissantes pour le sol du fond d'étangs de pisciculture, pour des engrais pour la culture des algues. 40 On peut préparer cette matière composite de la manière 72 14211 2 2134404 suivante : On lave à l'eau pour éliminer la plus grande partie de sables qu'elle contient une argile brute pulvérisée telle que l'une du groupe montmorillonite, la vermiculite, l'halloysite 5 hydratée,etc... et on place dans un réservoir le mélange d'argile et d'eau. On fait passer ce mélange aqueux à travers un tamis ayant une ouverture de mailles de 0,052 mm à l'aide d'un appareil vibrant et le mélange ayant traversé le tamis est à nouveau placé dans un réservoir dans lequel on obtient une solu-10 tion colloïdale d'argile. Ensuite on fait bouillir cette solution et on la concentre par chauffage; de cette façon l'argile gonfle suffisamment pour donner un gel inorganique gonflé et purifié. On mélange le gel ainsi préparé à du nitrate d'ammonium 15 et on malaxe le tout mécaniquement avec un malaxeur ou un mélangeur à cylindres. Toutefois, il est préférable d'ajouter le gel gonflé inorganique à une solution concentrée chaude de nitrate d'ammonium tirée de la solution de nitrate d'ammonium qui est envoyée à un bac de cristallisation pendant la fabrica-20 tion de nitrate d'ammonium, puis à agiter le mélange pour le rendre homogène. Ainsi, on prépare de la façon la plus économique la matière composite de l'invention. la teneur en nitrate d'ammonium dépend de l'usage envisagé du produit. 25 II est important, comme il est mentionné plus haut, de faire mûrir le mélange, en particulier, quand on veut employer le mélange nitrate d'ammonium-gel inorganique comme matière première pour la fabrication d'explosifs, car on peut accroître la puissance de ces derniers en laissant la maturation se faire 30 suffisamment. On donnera maintenant, pour mieux faire comprendre l'invention, plusieurs exemples pratiques. a) Emploi du mélange de l'invention comme matière première pour obtenir une boue épaisse explosive : 35 EXPLOSIF 1. - matière composite nitrate d'ammonium- gel inorganique 9 parties (nitrate d'ammonium 7 parties) (gel gonflé inorganique ■ 2 parties) 40 - poudre d'aluminium .1 partie 72 14211 3 2134404 8,5 parties 1,5 parti e 9 parties 1 partie 9 parties - vitesse de détonation 4000 à 4800 m/s (mesurée par la méthode de Dautriche) EXPLOSIF 2. - matière composite nitrate d'ammonium-gel 5 inorganique (nitrate d'ammonium 8,5 parties) (gel gonflé inorganique 1,5 partie) - poudre d'aluminium Vitesse de détonation : 5000 à 5500 m/s 10 EXPLOSIF 3. - matière composite nitrate d'ammonium -gel inorganique (nitrate d'ammonium 7 parties ) (gel gonflé inorganique .i parties) 15 (charbon activé 0,5 partie ) - poudre d'aluminium Vitesse de détonation : 4300 à 4700 m/s. EXPLOSIF 4. - matière composite nitrate d'ammonium -20 gel inorganique ( nitrate d'ammonium 7 parties) ( gel gonflé inorganique >1 .. parties) (aérogel de silice en poudre ou silicagel 1 partie ) 25 - poudre d'aluminium Vitesse de détonation 4.500 à 4.900 m/s. Les compositions ci-dessus de la matière composite de l'invention et celles des explosifs donnés en exemples sont caractéristiques; la puissance de détonation des explosifs peut 30 être modifiée comme on le désire par variation de la composition de la matière composite et du rapport de cette matière à la poudre d'aluminium, ce qui est aussi une caractéristique de l'invention. La matière composite de l'invention utilisable comme ma-35 tière première pour la fabrication d'explosifs est tout à fait stable pendant leur préparation et leur transport en raison de la forte teneur en eau; la matière composite ne montre une propriété explosive que quand elle est mélangée à 10% environ de poudre d'aluminium ou d'une poudre analogue; on peut disposer un détonateur ou un accélérateur dans le mélange à l'endroit même où on a besoin d'une détonation. 1 partie 72 14211 4 2134404 L'une des caractéristiques des explosifs sous forme de "boue épaisse préparés à partir de la matière composite de l'invention est que, puisque le gel faisant partie des composants est un gel inorganique, l'onde de détonation se propage de 5 façon bien différente que dans le cas de l'emploi d'un gel organique tel que de la gomme de Kieselguhr et aussi, parce que, dans les explosifs 2, 3 ou 4 décrits ci-dessus, de l'air est bien retenu dans des trous fins ou des capillaires et s'en échappe difficilement; ainsi est empêchée la détérioration de 10 l'explosif provoquée par la fuite de l'air comme avec line dynamite classique. Une autre caractéristique de ces explosifs est que, comme la matière composite nitrate d'ammonium-gel inorganique de l'invention a des propriétés thixotropiques, l'explosif a une cer-15 taine fluidité quand on le presse dans un trou pour explosif au moyen d'une pompe à pression mais il retrouve sa viscosité quand la pression disparaît, ce qui facilite le chargement des trous en explosif ainsi que l'exécution des travaux de démolition par explosions sous l'eau ou en mer. 20 b) Emploi du mélange de l'invention comme engrais stables. Le nitrate d'ammonium incorporé à la matière composite nitrate d'ammonium-gel inorganique de l'invention en proportion de 30 à 50% en poids du gel inorganique gonflé et purifié a une stabilité accrue, employé comme engrais. 25 Ceci veut dire que lorsque la matière composite est utilisée comme engrais, le nitrate d'ammonium qui y est présent est décomposé par les bactéries du sol en ammoniaque et en acide nitrique et l'ammoriac est libéré graduellement dans le sol tel quel ou comme composés formés avec les acides organiques ou 30 inorganiques du sol tandis que l'acide nitrique est aussi libéré dans le sol comme constituant de base combiné avec les ions métalliques échangeables présents dans l'argile elle-même tels que Na+, K+, Mg++, Ca++, Al++, etc... Toutefois, même quand la matière composite de l'invention est employée avec des sols 35 comparables à un sol sableux ou à base de cendres volcaniques, elle a un effet durable en tant qu'engrais du fait du phénomène mentionné ci-dessus et de la propriété de retenir l'eau de l'argile elle-même. En outre, la matière composite de l'invention a aussi un rôle effectif comme agent neutralisant des sols 40 acides puisque le gel inorganique gonflé et purifié contenu dans 72 14211 5 2134404 cette matière a un pH de 7 à 8,5 du fait des ions métalliques cités plus haut qui j sont présents. c) Emploi du mélange de l'invention comme enrichissant du sol au fond des étangs de pisciculture. 5 Un étang de pisciculture devient généralement un milieu nutritif médiocre quand il est exploité pendant une certaine durée ou du fait d'autres circonstances. Plus exactement, la teneur de l'eau en plancton ou le sol au fond de l'eau s'appauvrissent. De ce fait, le rendement de l'élevage, par exemple de carassins 10 se nourrissant principalement du plancton de l'eau et de carpes se nourrissant principalement du plancton du sol, décroît. Mais, un tel étang médiocre recouvre son potentiel nutritif grâce à l'emploi de la matière composite de l'invention contenant de 20 à 40% en poids de nitrate d'ammonium car cette matière four-15 nit graduellement des composants fertilisants efficaces pendant une longue période de temps, comme dit plus haut, sans avoir d'effet néfaste. .Ainsi, par l'emploi de la matière composite de l'invention, le sol d'un étang médiocre peut être amélioré effectivement et l'étang enrichi de matières nutritives. 20 d) Emploi de la matière de l'invention comme engrais pour la culture des algues de mer. On se sert habituellement de cordages en chanvre imprégnés d'agar-agar ou de substances analogues pour faire pousser des algues de mer exploitables et on récolte ces dernières en reti-25 rant les cordages à la saison voulue. Maintenant, en enduisant des faisceaux de tels cordages en chanvre avec de la matière composite nitrate d * ammonium-gel inorganique de l'invention contenant 20 à 50% en poids de nitrate d'ammonium, on peut augmenter efficacement la récolte d'algues marines. 72 14211 6 2134404 BEVEUDI Ci I I 0 S S 1. Matière composite caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange venu à maturation de nitrate d'ammonium et d'un gel inorganique purifié et gonflé préparé à partir d'une argile. 5 2. Matière composite selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'argile est choisie parmi le groupe composé de la montmorillonite, la vermiculite et l'halloysite hydratée. 3. Matière composite selon la revendication 1, caractérisée en ce que sa teneur en nitrate d'ammonium va de 20 à 50% 10 en poidso 4. Matière composite caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange de nitrate d'ammonium, un gel inorganique purifié et gonflé préparé à partir de 1'une au moins des argiles suivantes montmorillonite, vermiculite, halloysite hydratée, et au moins 15 l'un des deux éléments suivants : silicagel, charbon activé. 5. Procédé de fabrication d'une matière composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que on mélange de l'eau et une argile au moins choisie entre la montmorillonite, la vermiculite et l'halloysite hydratée, on 20 tamise le mélange aqueux résultant pour obtenir à la sortie du tamis une solution colloïdale d'argile, on fait bouillir cette solution par chauffage pour provoquer un gonflement et une concentration suffisante pour obtenir un gel inorganique purifié et gonflé, on mélange ce dernier avec du nitrate d'ammonium et 25 on laisse mûrir convenablement l'ensemble. 6. Explosif caractérisé en ce qu'il comprend une matière composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et de la poudre d'aluminium. 7. Engrais à décomposition lente caractérisé en ce qu'il 30 comprend une matière composite selon l'une quelconque des reven dications 1 à 4.