Fremgangsmåte for fremstilling av et eksplosiv

Transkript

1 Fremgangsmåte for fremstilling av et eksplosiv 1 Foreliggende oppfinnelse vedrører i store trekk ammoniumnitrat/brenseloljeeksplosiver, også kjent som ANFO- eller ANFEX-eksplosiver, og heretter også vist til som ANFO-eksplosiver. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av et ANFO-eksplosiv, og et ANFO-eksplosiv når fremstilt ved fremgangsmåten. Vann- og olje-emulsjonskomponenter, slik som de anvendt i fremstillingen av ANFO-eksplosiver, er kjent for å være utstabile i det at separasjon av olje- og vannfasene etter blanding derav lett inntreffer. Slik separasjon er særlig problematisk når emulsjonen er forblandet og deretter transportert til et ANFOeksplosiv-produksjonssted eller drift, siden gjenblanding av emulsjonen er påkrevd før den kan anvendes i fremstillingen av ANFO-eksplosivet. Konvensjonelle tilnærminger for å overkomme eller hemme denne ustabiliteten inkluderer tilsetning av surfaktanter til emulsjonen og kontinuerlig omrøring av emulsjonen. Kontinuerlig omrøring av emulsjonen er imidlertid en besværlig oppgave. Anvendelsen av surfaktanter er et levedyktig alternativ, men surfaktanter er kostbare og i bulkoperasjoner, slik som i fremstilling av store mengder ANFO-eksplosiv, er således ikke anvendelsen av store mengder surfaktanter en økonomisk gunstig løsning. 2 Det er således et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en kostnadseffektiv fremgangsmåte for fremstilling av et ANFO-eksplosiv, som særlig retter seg mot separasjon av vann- og oljekomponenter av en vann/oljeemulsjon anvendt i fremstillingen av en brenselolje for produksjon av ANFOeksplosivet. 3 Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremstilling av et ammoniumnitrat/brenselolje-eksplosiv, idet fremgangsmåten inkluderer å: blande en olje med vann for å danne et brennstoff omfattende en emulsjon; innføre ozon i emulsjonen, derved å oppnå en ozonert emulsjon; og blande den ozonerte emulsjonen med fast partikulært ammoniumnitrat for å absorbere emulsjonen inn i ammoniumnitratet, derved å danne et ammoniumnitrat/ brenselolje-eksplosiv.

2 2 Innføringen av ozon i emulsjonen kan inkludere å boble ozon eller en ozonholdig gass gjennom emulsjonen. Å boble ozon eller ozonholdig gass gjennom emulsjonen kan utføres ved en tilstrekkelig høy hastighet slik at det forårsakes ozonering av emulsjonen. Innføringen av ozon i emulsjonen gjør at emulsjonens viskositet øker. Innføringen av ozon i emulsjonen kan derfor utføres i en tilstrekkelig behandlingsperiode for å oppnå en emulsjon med ønsket viskositet. Mer spesielt kan innføringen av ozon i emulsjonen fortsettes i en behandlingsperiode på fra omtrent 1 time til omtrent 24 timer, for eksempel i omtrent 3 timer. Når den blir ozonert, får emulsjonen et sort eller melkeaktig sort utseende, og boblingen av ozon gjennom emulsjonen vil derfor typisk fortsette inntil et slikt utseende har blitt oppnådd. Når den blir ozonert er det er ventet at emulsjonens viskosietet vil øke over den til oljen som anvendes i emulgeringen. I hvilken utstrekning viskositeten øker forstås også å være avhengig av mengden vann som anvendes til å danne emulsjonen. Ozon oppnås typisk ved å la komprimert luft, oksygen, nitrogen, eller blandinger derav passere gjennom en ozongenerator. Produktgassen fra ozongeneratoren inneholder typisk 3 volum-% til 6 volum-% ozon; denne produktgassen kan deretter bobles gjennom emulsjonen. 2 Innføringen av ozon, eller ozonholdig gass, i emulsjonen kan utføres samtidig med blandingen av oljen og vannet. Avhengig av blant annet de relative andeler av olje og vann anvendt skal det forstås at emulsjonen således enten kan være en vann-i-olje emulsjon eller en olje-i-vann emulsjon. 3 Det kan anvendes tilstrekkelig av oljen og vannet slik at oljen utgjør 0 masse- % - 98 masse-% av emulsjonen, der balansen således er vann. Foretrukket anvendes tilstrekkelig av oljen og vannet slik at oljen utgjør 72 masse-% - 89 masse-% av emulsjonen, for eksempel omtrent 7 masse-% derav. Når oljen utgjør 7 masse-% av emulsjonen, vil således vannet utgjøre 2 masse-% derav.

3 3 Oljen kan særlig være brukt smøreolje. Enda mer spesielt kan smøreoljen være av typen anvendt, eller heller tidligere anvendt, for smøring av motorkjøretøydeler. Motorkjøretøydelene kan spesielt være de av nyttekjøretøy av typene anvendt i gruver eller lignende maskineri, som krever smøring. Anvendelsen av gjenvunnede motorsmøreoljer i sprengningssammensetninger er kjent fra U.S. Patent Blandingen av oljen og vannet kan utføres ved høyskjærblanding. Dette kan oppnås ved å anvende en høyskjærblander eller annen emulgeringsmåte eller midler. Blandingen av olje og vann kan utføres i nærvær av et emulgeringsmiddel / en surfaktant, heretter vist til som en surfaktant. Når anvendt kan surfaktanten typisk utgjøre 0,2 masse-% - 1,0 masse-% av emulsjonen. Foretrukket utgjør surfaktanten, når anvendt, 0,3 % - 0,8 %, for eksempel omtrent 0, % av emulsjonen. I det minste en del av surfaktanten som anvendes kan tilveiebringes av oljen. I dette henseende skal det forstås at brukt smøreolje normalt inneholder litt surfaktanter, og disse surfaktantene kan således utgjøre i det minste en del av surfaktanten som diskutert over. Det antas at det normalt typisk ikke vil være nødvendig å anvende ytterligere eller ekstern surfaktant. 2 De relative andelene av emulsjon og ammoniumnitrat anvendt i fremstilling av ammoniumnitrat/brenselolje (ANFO) eksplosivet vil være mer eller mindre konvensjonelle. Mer spesielt kan tilstrekkelig av emulsjonen og ammoniumnitratet anvendes i fremstillingen av ANFO-eksplosivet slik at oljen utgjør 2, masse-% - 22 masse-% av ANFO-eksplosivet. Mer foretrukket kan tilstrekkelig av emulsjonen og ammoniumnitratet anvendes slik at oljen utgjør masse-% - 7 masse-% av ANFO-eksplosivet, for eksempel omtrent 6 masse-% derav. 3 Det partikulære ammoniumnitratet kan være i form av porøse ammoniumnitratpriller, dvs. porøst prillet ammoniumnitrat. Typisk vil det porøse prillede ammoniumnitratet (PPAN) være av typen konvensjonelt anvendt i fremstillingen av ANFO-eksplosiver. PPAN-prillene kan anvendes i et masseforhold til brenslet

4 4 på 98:2-78:22. Foretrukket anvendes PPAN i et masseforhold til brenslet på 94:6-91:9, for eksempel omtrent 94:6. Blanding av den ozonerte emulsjonen med det porøse prillede ammoniumnitratet kan utføres på konvensjonell måte ved å pumpe emulsjonen fra en kildetank og spraye det ved hjelp av en dyse på ammoniumnitratet som beveges på langs ved rillene i en skruetransportør (the flutes of an auger). Det er forventet at å bevege ammoniumnitratet på en slik måte vil tilveiebringe ytterligere blanding. Alternativt, og typisk for fremstilling av ANFO-eksplosivet i batchskala, kan en betongblander eller lignende anvendes. Oppfinnelsen vedrører også et ANFO-eksplosiv når det er fremstilt ifølge fremgangsmåten beskrevet heri. Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet, ved eksempel, med henvisning til det tilhørende ikke-begrensende illustrerende utførte eksempel. Eksempel En vann-i-olje emulsjon, omfattende, 2 masse-% vann og 7 masse-% olje, ble fremstilt ved å blande passende mengder vann og brukt smøreolje i en høyskjærblandingsbeholder. 2 Ozonert luft, dvs. en gass oppnådd ved å la komprimert luft passere gjennom en ozongenerator og inneholdende 3 volum-% til 6 volum-% ozon, ble boblet gjennom blandingen i en behandlingsperiode på 3 timer, under hvilken emulsjonens viskositet økte over den til oljen anvendt og emulsjonen fikk et sort utseende. Det skal forstås at i samsvar med de andre utførelser av oppfinnelsen, kan enhver annen egnet gass anvendes i stedet for komprimert luft til å generere en ozonholdig gass som deretter bobles gjennom blandingen eller emulsjonen av vann og brukt smøreolje. 3 Ved slutten av behandlingsperioden ble bobling av ozon gjennom emulsjonen stoppet. En stabilisert vann-i-olje emulsjon ble oppnådd. Et ANFO-eksplosiv ble deretter fremstilt ved å blande den stabiliserte emulsjonen eller brenslet med porøst prillet ammoniumnitrat (PPAN) i et masseforhold på

5 PPAN:stabilisert emulsjon (brensel) på 94:6. Blandingen ble utført ved å pumpe emulsjonen fra en kildetank og spraye det ved hjelp av en dyse på ammoniumnitratprillene. Søker mener at foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en levedyktig og kostnadsbesparende fremgangsmåte for fremstilling av ANFO-eksplosiv som særlig adresserer vanskelighetene forbundet med separasjonen av vann- og oljekomponenter i en vann/olje-emulsjon. Anvendelsen av ozon i dannelsen av olje/vann-emulsjonen, i henhold til oppfinnelsen, tjener til å stabilisere emulsjonen slik at separasjon av emulsjonen i separate olje- og vannfaser ikke skjer så lett. Når brukt smøreolje anvendes som oljen, eller som i det minste en komponent av oljen, vil surfaktanter allerede til stede i den brukte smøreoljen tjene til å stabilisere emulsjonen ytterligere, typisk i den utstrekning at det ikke er nødvendig å anvende ekstra, dvs. ekstern eller ytterligere, surfaktant. Den stabiliserte ozonerte emulsjonen tilveiebrakt ved denne fremgangsmåten er således økonomisk gunstig, idet behovet for store mengder av dyre tilleggssurfaktanter for å stabilisere emulsjonen er redusert eller til og med eliminert. Den stabilserte emulsjonen ble funnet å være stabil i lange tidsperioder, og å være særlig fordelaktig når emulsjonen behøver å transporteres i forblandet form til et ANFO-eksplosiv produksjonssted eller drift. 2

6 6 Patentkrav 1. Fremgangsmåte for fremstilling av et ammoniumnitrat/brenselolje-eksplosiv, idet fremgangsmåten inkluderer: blande en olje med vann for å danne et brennstoff omfattende en emulsjon; innføre ozon i emulsjonen, derved å oppnå en ozonert emulsjon; og blande den ozonerte emulsjonen med fast partikulært ammoniumnitrat for å absorbere emulsjonen inn i ammoniumnitratet, derved å danne et ammoniumnitrat/brenselolje-eksplosiv. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori innføringen av ozon i emulsjonen inkluderer å boble ozon eller en ozonholdig gass gjennom emulsjonen. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 2, hvori innføringen av ozon i emulsjonen er for en behandlingsperiode på fra 1 time til 24 timer. 4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvori innføringen av ozon i emulsjonen finner sted samtidig med blandingen av oljen og vannet.. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvori tilstrekkelig olje anvendes slik at oljen utgjør 0 masse-% til 98 masse-% av emulsjonen Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvori oljen er brukt smøreolje. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvori blandingen av oljen og vannet utføres i nærvær av en surfaktant, der surfaktanten utgjør fra 0,2 masse-% til 1,0 masse-% av emulsjonen. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, hvori minst en del av surfaktanten er tilveiebrakt av oljen Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvori de relative andeler av emulsjonen og ammoniumnitratet anvendt er slik at oljen danner fra 2, masse-% til 22 masse-% av eksplosivet.

7 7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvori det partikulære ammoniumnitratet er i form av porøst prillet ammoniumnitrat. 11. Fremgangsmåte ifølge krav, hvori det porøse prillede ammoniumnitratet anvendes i et forhold til brennstoffet på 98:2 til 78:22 i masse. 12. Fremgangsmåte ifølge krav eller krav 11, hvori blandingen av den ozonerte emulsjonen med det porøse prillede ammoniumnitratet utføres ved å spraye emulsjonen på ammoniumnitratet mens ammoniumnitratet beveges på langs ved hjelp av rillene i en skruetransportør (the flutes of an auger). 13. Fremgangsmåte ifølge krav eller krav 11, hvori blandingen av den stabiliserte emulsjonen med det porøse prillede ammoniumnitratet utføres i en betongblander.