乳化炸藥水相溶液水含量快速測定方法的研究

郭芳萍

【摘 要】為實現含水硝酸銨炸藥 水相配料溶液水分含量的快速檢測，通過在取樣的水相溶液中加入少量膨化劑，再結合負壓蒸發原理，研究含水硝酸銨炸藥水相含水率檢測方法，實現了乳化炸藥水相含水率的快速準確檢測，確保含水硝酸銨炸藥水含量的有效控制。

【Abstract】 In order to realize the rapid detection of water content in aqueous phase proportioning solution of water-containing ammonium nitrate explosive， through adding a small amount of expander to the sampled aqueous solution， andcombined with the principle of negative pressure evaporation， a method for measuring water content in aqueous phase of ammonium nitrate explosive with water content has been developed. It can realize the rapid and accurate detection of water content in aqueous phase of emulsion explosive， and can ensure the effective control of water content in aqueous ammonium nitrate explosive.

【關鍵詞】水相溶液；水含量；快速檢測

【Keywords】 aqueous solution； water content； rapid detection

【中圖分類號】TQ560.1 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2019）04-0193-02

1 引言

乳化炸藥的水相是由硝酸銨、硝酸鈉等氧化劑組成的水溶液，水是氧化劑的主要溶劑，使乳化炸藥具有較好的流變性能，解決了工業炸藥的抗水性問題。水含量的多少對乳化炸藥的穩定性、密度和爆炸性能都有顯著影響。在一定的水分含量范圍內，乳化炸藥的儲存穩定性隨著水分含量的增加而提高，其密度則隨著水分含量的增加而減少，炸藥的威力隨著水分含量的降低而提高，所以，水相的含水量是影響乳化炸藥產品質量的重要性能指標，因此，研究出一種準確、直接、快速的水相含水量檢測方法具有重要意義。

2 水相溶液水含量檢測的幾種方法

目前水分含量測量的常用方法有熱干燥法、卡爾·費休法和析晶點法。

熱干燥法是用于水含量檢測的主要方法，但耗時較長。卡爾·費休法主要用于測量尿素、硝酸銨游離水的含量；我司原來依據水相析晶點間接測量，但只是粗略計算，并不準確，原因是水相析晶點有很多種影響因素，硝酸銨、硝酸鈉的純度及其生產中的其他化學雜質都會影響析晶點，所以用析晶點作為衡量水相含水率的標準是不準確的。在日常生產過程中，由于工藝的調整、產品開發、原材料的檢測等需要一種簡單有效的方法檢測水相溶液水分含量，以便更好地指導生產操作和產品研發。

3 水相溶液水含量快速檢測方法

通過以上三種方法的對比，選擇熱干燥法中的常壓干燥法、負壓干燥法進行了對比實驗，經過兩種方法的實驗對比，常壓干燥法比負壓干燥法耗時更短，但在實驗中均出現一個問題，在加熱過程中，隨著水分的蒸發，硝酸銨溶液上層表面水分小蒸發，下層還有水分未蒸發，上層結塊變硬，使得下層水分蒸發逸出困難，實驗時間過長。就負壓干燥法來說，在實驗過程中，隨著燒杯內氣壓的降低，沸點降低，水分蒸發緩慢，實驗時間變長。為此，我們借鑒了膨化硝酸銨的特征，再結合負壓蒸發原理，實現含水硝酸銨炸藥水相溶液含水量的快速檢測，為生產、檢測研制出了一個操作容易、成本較低、測量準確的檢測方法。

3.1 測量的原理

膨化硝酸銨多微孔、多棱角的晶體結構，表面分布著表面活性劑憎水層，具有吸濕速速慢、結塊強度低、比表面積大等的特點[1]，在硝酸銨水溶液中加入少量膨化劑，使硝酸銨水溶液水分在蒸發過程中膨化，增大蒸發的比表面積，溶液下層的水分通過微孔逸出，在真空泵作用下，使水分迅速排出、蒸發。

3.2 實驗器材

酒精燈、石棉網、鐵架臺、軟木塞、玻璃導管、橡膠管、真空泵、水銀溫度計（量程0～100℃）、天平（量程：0～500g）、燒杯（規格：1000ml、250ml）、硝酸銨（符合GB2945-89）、膨化劑（已干燥）

3.3 實驗數據分析

因為我司乳化炸藥水相溶液的含水量約為10%，溫度約為90℃，所以本實驗配置了90%的硝酸銨水溶液，將溫度加熱至90℃。為了確定膨化劑的用量，我們將不同膨化劑的量分別加入硝酸銨含量為90%的100ml的硝酸銨溶液中，用負壓干燥法進行實驗，并記錄實驗過程和結果，得出以下數據（表1）。

從實驗中可以看出，用時最短、準確率最高的是加入了0.1%膨化劑的硝酸銨水溶液的負壓干燥法，由此，我們確定了水相溶液水含量的測定方法，即為在硝酸銨水溶液中加入0.1%的膨化劑，在負壓環境中迅速蒸發水分，從而可以測量得到水分的蒸發量，得出含水量。

4 結語

利用負壓和向水相溶液中添加0.1%的膨化劑，攻克了低真空度下水分揮發慢的技術難題，而且只需要添加微量的膨化劑就可以實現快速蒸發的目的，為達到快速檢測提供了重要保障。可及時有效把控水相的水含量，杜絕了因水相配制不準確帶來的返工返修的工作量和材料消耗，提高了生產效率。該檢測方法不僅適用于乳化水相，同樣適用于膨化水相、水膠炸藥水相等，也可以用于原材料硝酸銨水溶液入廠檢驗。

【參考文獻】

【1】呂春旭，等.膨化硝銨炸藥[M].北京：兵器工業出版社，2000.