大產能膠狀乳化炸藥氧化劑水相溶液的配制

王生義　謝民亭

摘 要：依據國家民用爆破器材行業產業政策發展方向的要求，近年來硝酸銨水溶液在大產能膠狀乳化炸藥生產中得到了快速、廣泛的應用。文章根據企業應用情況，在簡化生產工藝、穩定產品質量、節能降耗、保證職業健康安全等方面，對硝酸銨水溶液取得的經濟效益和社會效益進行了闡述，同時文章對硝酸銨水溶液下一步的普及使用工作提出改進建議。

關鍵詞：乳化炸藥；硝酸銨水溶液；應用

引言

乳化炸藥是以氧化劑水溶液為分散相（亦稱水相），非水溶性組分為連續相構成的乳化體系，屬于油包水型（W/O）[1]。氧化劑水相主要由硝酸銨、硝酸鈉、水組成，傳統水相制備工藝使用的硝酸銨采用的是結晶或顆粒狀的。固體硝酸銨經破碎機破碎后，由螺旋輸送機輸送到溶化罐進行加熱溶化，并進一步保溫儲存。這種工藝設計已不能很好地適應大產能膠狀乳化炸藥生產線（日產50噸及以上）實際生產的要求。硝酸銨水溶液的普及應用無疑成為工業炸藥發展中技術進步的表現形式。

1 前期方案設計的合理性

我公司2010年新建的12000t/a膠狀乳化炸藥生產線為原料制備與制藥包裝聯建的全自動化、連續化生產線。生產線設計了兩個40m3不銹鋼保溫儲罐。依據《民用爆破器材工程設計安全規范》（GB50089-2007）要求，“當硝酸銨為水溶液時可不計入該廠房的計算藥量”。因此，使用硝酸銨水溶液可以有效減少危險工房危險品的存放量。

2 方案實施

公司建立了硝酸銨水溶液輸送管路及槽車泊位。槽車泊位選址依地勢而設，車頭停泊位置與罐車位置存在高差，在不用外加動力的情況下，使槽車內液體從尾端自流；硝酸銨水溶液輸送管道采用低壓蒸汽保溫套管，即在DN50不銹鋼外面套DN80拋光不銹鋼管。管路敷設成15°坡角，實現無外力下自流至兩個40m3保溫儲罐。為防止輸送過程出現硝酸銨析晶、凝固，在卸車前應對保溫管路進行預保溫，同時在卸車后用蒸汽或熱水吹脫內管，以防積料堵塞。

3 實施效果

3.1 生產過程穩定

硝酸銨水溶液輸送管道及槽車泊位設施自使用以來，卸料過程順暢，管內無殘料結晶、無堵管現象。

3.2 產品質量穩定

工業上制造硝酸銨主要生產過程是100%氨氣和50%稀硝酸在微酸性條件下進行中和反應，制取硝酸銨溶液。NH3與HNO3的中和反應是一個飛速化學反應[2]。實際反應過程分為兩步，第一步氨氣溶解于稀硝酸所帶入的水中，生成氫氧化銨（氨水）；第二步氫氧化銨再與硝酸進行反應，生成硝酸銨及水，并放出大量的熱：

NH3+H2O=NH4OH

NH4OH+HNO3=NH4NO3+H2O+Q

因此，中和反應出口后，在溶液槽內的硝酸銨水溶液溫度一般在120℃-125℃，濃度可達85%-93%，溶液呈微酸性。如將溶液槽硝酸銨水溶液在此條件下泵入槽車運輸，依據槽車行程時間及外界氣候條件，到我公司儲罐的物料溫度一般在95℃-110℃，此種狀態的硝酸銨水溶液已基本滿足乳化炸藥水相配比的工藝條件要求。

截止目前，公司直接采用硝酸銨水溶液生產的乳化炸藥累計22000余噸，產品經顧客使用后反映良好。良好的微酸性狀態，無疑對乳化炸藥生產過程的乳化及高溫快速敏化過程起到較好的促進作用。其作用主要表現在兩個方面：一是預乳性能好，乳膠基質狀態優良，延長了炸藥儲存期；二是成品炸藥爆炸性能較好，尤其表現在爆速指標上，一般偏高200m/s-300m/s。

3.3 短、中、長期停產硝酸銨水溶液儲罐內預料處理辦法

利用硝酸銨不同溫度下的溶解度進行加水稀釋，可徹底改變現在采用的蒸汽加熱保溫罐內預料的方法。余料長期處于蒸汽保溫下，水分極易揮發，溫度升高造成硝酸銨分解，為生產帶來安全隱患（見表1）。

為使硝酸銨儲罐內余料在室內（外）環境下達到飽和溶液濃度，中、長期放置不再結晶，依據硝酸銨溶解度通過計算方式補加一定質量的水，攪拌（機械或空氣射流）均勻后靜止存放。補加進的水量，意味著再次開工投料需要按工藝配比在水相制備罐內補充固體硝酸銨、硝酸鈉的。

3.4 效益分析

3.4.1 經濟效益方面

使用硝酸銨水溶液節約用煤、降低人工成本、加工動力費（破碎、輸送、攪拌）等，每使用1噸硝酸銨水溶液節約費用約50元。若每年使用硝酸銨水溶液以12000噸計，年可節約60萬元。

3.4.2 社會效益

（1）節能減排：每年可節約標準煤200多噸，減少了二氧化碳氣體的排放。節約包裝成本，避免因回收包裝袋所造成的二次污染和處理費用。

（2）優化作業環境：使用硝酸銨水溶液，降低勞動者裝卸、搬運、投料等作業活動強度，危險因素得到降低，生產線本質安全性得到了提高。

4 結語及建議

4.1 結語

硝酸銨水溶液直接在乳化炸藥生產中使用，全年可節省費用60萬元，達到節能減排目標，簡化了工業流程、提高了生產效率、優化了作業環境、提高了生產線本質安全水平等，具有較好的經濟效益和社會效益。

4.2 建議

4.2.1 硝酸銨生產廠家在生產硝酸銨的同時，一般亦具備生產硝酸鈉的基礎條件。建議生產廠家能夠依據乳化炸藥生產廠方的要求，配送符合乳化炸藥水相配方的溶液，使炸藥生產線水相制備實現無固定人員操作，從而進一步壓縮在線人員，提前完成工業炸藥三期發展目標。

4.2.2 完善乳化炸藥國家標準，統一乳化炸藥水相成份及配方。國家標準的出臺必將為實現水相溶液全部由硝酸銨生產廠家統一配送成為可能。

參考文獻

[1]汪旭光.乳化炸藥[M].第二版.北京：冶金工業出版社，1993.

[2]趙師琦.無機物工藝[M].北京：化學工業出版社，1993.

作者簡介：王生義（1975-），男，籍貫：山東省菏澤市，現職稱：助理工程師，學歷：中專，主要從事工業炸藥工藝技術管理工作。endprint

摘 要：依據國家民用爆破器材行業產業政策發展方向的要求，近年來硝酸銨水溶液在大產能膠狀乳化炸藥生產中得到了快速、廣泛的應用。文章根據企業應用情況，在簡化生產工藝、穩定產品質量、節能降耗、保證職業健康安全等方面，對硝酸銨水溶液取得的經濟效益和社會效益進行了闡述，同時文章對硝酸銨水溶液下一步的普及使用工作提出改進建議。

關鍵詞：乳化炸藥；硝酸銨水溶液；應用

引言

乳化炸藥是以氧化劑水溶液為分散相（亦稱水相），非水溶性組分為連續相構成的乳化體系，屬于油包水型（W/O）[1]。氧化劑水相主要由硝酸銨、硝酸鈉、水組成，傳統水相制備工藝使用的硝酸銨采用的是結晶或顆粒狀的。固體硝酸銨經破碎機破碎后，由螺旋輸送機輸送到溶化罐進行加熱溶化，并進一步保溫儲存。這種工藝設計已不能很好地適應大產能膠狀乳化炸藥生產線（日產50噸及以上）實際生產的要求。硝酸銨水溶液的普及應用無疑成為工業炸藥發展中技術進步的表現形式。

1 前期方案設計的合理性

我公司2010年新建的12000t/a膠狀乳化炸藥生產線為原料制備與制藥包裝聯建的全自動化、連續化生產線。生產線設計了兩個40m3不銹鋼保溫儲罐。依據《民用爆破器材工程設計安全規范》（GB50089-2007）要求，“當硝酸銨為水溶液時可不計入該廠房的計算藥量”。因此，使用硝酸銨水溶液可以有效減少危險工房危險品的存放量。

2 方案實施

公司建立了硝酸銨水溶液輸送管路及槽車泊位。槽車泊位選址依地勢而設，車頭停泊位置與罐車位置存在高差，在不用外加動力的情況下，使槽車內液體從尾端自流；硝酸銨水溶液輸送管道采用低壓蒸汽保溫套管，即在DN50不銹鋼外面套DN80拋光不銹鋼管。管路敷設成15°坡角，實現無外力下自流至兩個40m3保溫儲罐。為防止輸送過程出現硝酸銨析晶、凝固，在卸車前應對保溫管路進行預保溫，同時在卸車后用蒸汽或熱水吹脫內管，以防積料堵塞。

3 實施效果

3.1 生產過程穩定

硝酸銨水溶液輸送管道及槽車泊位設施自使用以來，卸料過程順暢，管內無殘料結晶、無堵管現象。

3.2 產品質量穩定

工業上制造硝酸銨主要生產過程是100%氨氣和50%稀硝酸在微酸性條件下進行中和反應，制取硝酸銨溶液。NH3與HNO3的中和反應是一個飛速化學反應[2]。實際反應過程分為兩步，第一步氨氣溶解于稀硝酸所帶入的水中，生成氫氧化銨（氨水）；第二步氫氧化銨再與硝酸進行反應，生成硝酸銨及水，并放出大量的熱：

NH3+H2O=NH4OH

NH4OH+HNO3=NH4NO3+H2O+Q

因此，中和反應出口后，在溶液槽內的硝酸銨水溶液溫度一般在120℃-125℃，濃度可達85%-93%，溶液呈微酸性。如將溶液槽硝酸銨水溶液在此條件下泵入槽車運輸，依據槽車行程時間及外界氣候條件，到我公司儲罐的物料溫度一般在95℃-110℃，此種狀態的硝酸銨水溶液已基本滿足乳化炸藥水相配比的工藝條件要求。

截止目前，公司直接采用硝酸銨水溶液生產的乳化炸藥累計22000余噸，產品經顧客使用后反映良好。良好的微酸性狀態，無疑對乳化炸藥生產過程的乳化及高溫快速敏化過程起到較好的促進作用。其作用主要表現在兩個方面：一是預乳性能好，乳膠基質狀態優良，延長了炸藥儲存期；二是成品炸藥爆炸性能較好，尤其表現在爆速指標上，一般偏高200m/s-300m/s。

3.3 短、中、長期停產硝酸銨水溶液儲罐內預料處理辦法

利用硝酸銨不同溫度下的溶解度進行加水稀釋，可徹底改變現在采用的蒸汽加熱保溫罐內預料的方法。余料長期處于蒸汽保溫下，水分極易揮發，溫度升高造成硝酸銨分解，為生產帶來安全隱患（見表1）。

為使硝酸銨儲罐內余料在室內（外）環境下達到飽和溶液濃度，中、長期放置不再結晶，依據硝酸銨溶解度通過計算方式補加一定質量的水，攪拌（機械或空氣射流）均勻后靜止存放。補加進的水量，意味著再次開工投料需要按工藝配比在水相制備罐內補充固體硝酸銨、硝酸鈉的。

3.4 效益分析

3.4.1 經濟效益方面

使用硝酸銨水溶液節約用煤、降低人工成本、加工動力費（破碎、輸送、攪拌）等，每使用1噸硝酸銨水溶液節約費用約50元。若每年使用硝酸銨水溶液以12000噸計，年可節約60萬元。

3.4.2 社會效益

（1）節能減排：每年可節約標準煤200多噸，減少了二氧化碳氣體的排放。節約包裝成本，避免因回收包裝袋所造成的二次污染和處理費用。

（2）優化作業環境：使用硝酸銨水溶液，降低勞動者裝卸、搬運、投料等作業活動強度，危險因素得到降低，生產線本質安全性得到了提高。

4 結語及建議

4.1 結語

硝酸銨水溶液直接在乳化炸藥生產中使用，全年可節省費用60萬元，達到節能減排目標，簡化了工業流程、提高了生產效率、優化了作業環境、提高了生產線本質安全水平等，具有較好的經濟效益和社會效益。

4.2 建議

4.2.1 硝酸銨生產廠家在生產硝酸銨的同時，一般亦具備生產硝酸鈉的基礎條件。建議生產廠家能夠依據乳化炸藥生產廠方的要求，配送符合乳化炸藥水相配方的溶液，使炸藥生產線水相制備實現無固定人員操作，從而進一步壓縮在線人員，提前完成工業炸藥三期發展目標。

4.2.2 完善乳化炸藥國家標準，統一乳化炸藥水相成份及配方。國家標準的出臺必將為實現水相溶液全部由硝酸銨生產廠家統一配送成為可能。

參考文獻

[1]汪旭光.乳化炸藥[M].第二版.北京：冶金工業出版社，1993.

[2]趙師琦.無機物工藝[M].北京：化學工業出版社，1993.

作者簡介：王生義（1975-），男，籍貫：山東省菏澤市，現職稱：助理工程師，學歷：中專，主要從事工業炸藥工藝技術管理工作。endprint

摘 要：依據國家民用爆破器材行業產業政策發展方向的要求，近年來硝酸銨水溶液在大產能膠狀乳化炸藥生產中得到了快速、廣泛的應用。文章根據企業應用情況，在簡化生產工藝、穩定產品質量、節能降耗、保證職業健康安全等方面，對硝酸銨水溶液取得的經濟效益和社會效益進行了闡述，同時文章對硝酸銨水溶液下一步的普及使用工作提出改進建議。

關鍵詞：乳化炸藥；硝酸銨水溶液；應用

引言

乳化炸藥是以氧化劑水溶液為分散相（亦稱水相），非水溶性組分為連續相構成的乳化體系，屬于油包水型（W/O）[1]。氧化劑水相主要由硝酸銨、硝酸鈉、水組成，傳統水相制備工藝使用的硝酸銨采用的是結晶或顆粒狀的。固體硝酸銨經破碎機破碎后，由螺旋輸送機輸送到溶化罐進行加熱溶化，并進一步保溫儲存。這種工藝設計已不能很好地適應大產能膠狀乳化炸藥生產線（日產50噸及以上）實際生產的要求。硝酸銨水溶液的普及應用無疑成為工業炸藥發展中技術進步的表現形式。

1 前期方案設計的合理性

我公司2010年新建的12000t/a膠狀乳化炸藥生產線為原料制備與制藥包裝聯建的全自動化、連續化生產線。生產線設計了兩個40m3不銹鋼保溫儲罐。依據《民用爆破器材工程設計安全規范》（GB50089-2007）要求，“當硝酸銨為水溶液時可不計入該廠房的計算藥量”。因此，使用硝酸銨水溶液可以有效減少危險工房危險品的存放量。

2 方案實施

公司建立了硝酸銨水溶液輸送管路及槽車泊位。槽車泊位選址依地勢而設，車頭停泊位置與罐車位置存在高差，在不用外加動力的情況下，使槽車內液體從尾端自流；硝酸銨水溶液輸送管道采用低壓蒸汽保溫套管，即在DN50不銹鋼外面套DN80拋光不銹鋼管。管路敷設成15°坡角，實現無外力下自流至兩個40m3保溫儲罐。為防止輸送過程出現硝酸銨析晶、凝固，在卸車前應對保溫管路進行預保溫，同時在卸車后用蒸汽或熱水吹脫內管，以防積料堵塞。

3 實施效果

3.1 生產過程穩定

硝酸銨水溶液輸送管道及槽車泊位設施自使用以來，卸料過程順暢，管內無殘料結晶、無堵管現象。

3.2 產品質量穩定

工業上制造硝酸銨主要生產過程是100%氨氣和50%稀硝酸在微酸性條件下進行中和反應，制取硝酸銨溶液。NH3與HNO3的中和反應是一個飛速化學反應[2]。實際反應過程分為兩步，第一步氨氣溶解于稀硝酸所帶入的水中，生成氫氧化銨（氨水）；第二步氫氧化銨再與硝酸進行反應，生成硝酸銨及水，并放出大量的熱：

NH3+H2O=NH4OH

NH4OH+HNO3=NH4NO3+H2O+Q

因此，中和反應出口后，在溶液槽內的硝酸銨水溶液溫度一般在120℃-125℃，濃度可達85%-93%，溶液呈微酸性。如將溶液槽硝酸銨水溶液在此條件下泵入槽車運輸，依據槽車行程時間及外界氣候條件，到我公司儲罐的物料溫度一般在95℃-110℃，此種狀態的硝酸銨水溶液已基本滿足乳化炸藥水相配比的工藝條件要求。

截止目前，公司直接采用硝酸銨水溶液生產的乳化炸藥累計22000余噸，產品經顧客使用后反映良好。良好的微酸性狀態，無疑對乳化炸藥生產過程的乳化及高溫快速敏化過程起到較好的促進作用。其作用主要表現在兩個方面：一是預乳性能好，乳膠基質狀態優良，延長了炸藥儲存期；二是成品炸藥爆炸性能較好，尤其表現在爆速指標上，一般偏高200m/s-300m/s。

3.3 短、中、長期停產硝酸銨水溶液儲罐內預料處理辦法

利用硝酸銨不同溫度下的溶解度進行加水稀釋，可徹底改變現在采用的蒸汽加熱保溫罐內預料的方法。余料長期處于蒸汽保溫下，水分極易揮發，溫度升高造成硝酸銨分解，為生產帶來安全隱患（見表1）。

為使硝酸銨儲罐內余料在室內（外）環境下達到飽和溶液濃度，中、長期放置不再結晶，依據硝酸銨溶解度通過計算方式補加一定質量的水，攪拌（機械或空氣射流）均勻后靜止存放。補加進的水量，意味著再次開工投料需要按工藝配比在水相制備罐內補充固體硝酸銨、硝酸鈉的。

3.4 效益分析

3.4.1 經濟效益方面

使用硝酸銨水溶液節約用煤、降低人工成本、加工動力費（破碎、輸送、攪拌）等，每使用1噸硝酸銨水溶液節約費用約50元。若每年使用硝酸銨水溶液以12000噸計，年可節約60萬元。

3.4.2 社會效益

（1）節能減排：每年可節約標準煤200多噸，減少了二氧化碳氣體的排放。節約包裝成本，避免因回收包裝袋所造成的二次污染和處理費用。

（2）優化作業環境：使用硝酸銨水溶液，降低勞動者裝卸、搬運、投料等作業活動強度，危險因素得到降低，生產線本質安全性得到了提高。

4 結語及建議

4.1 結語

硝酸銨水溶液直接在乳化炸藥生產中使用，全年可節省費用60萬元，達到節能減排目標，簡化了工業流程、提高了生產效率、優化了作業環境、提高了生產線本質安全水平等，具有較好的經濟效益和社會效益。

4.2 建議

4.2.1 硝酸銨生產廠家在生產硝酸銨的同時，一般亦具備生產硝酸鈉的基礎條件。建議生產廠家能夠依據乳化炸藥生產廠方的要求，配送符合乳化炸藥水相配方的溶液，使炸藥生產線水相制備實現無固定人員操作，從而進一步壓縮在線人員，提前完成工業炸藥三期發展目標。

4.2.2 完善乳化炸藥國家標準，統一乳化炸藥水相成份及配方。國家標準的出臺必將為實現水相溶液全部由硝酸銨生產廠家統一配送成為可能。

參考文獻

[1]汪旭光.乳化炸藥[M].第二版.北京：冶金工業出版社，1993.

[2]趙師琦.無機物工藝[M].北京：化學工業出版社，1993.

作者簡介：王生義（1975-），男，籍貫：山東省菏澤市，現職稱：助理工程師，學歷：中專，主要從事工業炸藥工藝技術管理工作。endprint