工業炸藥生產中的混合理論及其技術

孟祥良

摘? 要：工業炸藥是由氧化劑、可燃劑、敏化劑和功能添加劑組成的多組分混合炸藥。如果這些組分混合均勻，工業炸藥進行爆轟反應時，反應速度快，反應發生完全，有利于提高工業炸藥的爆炸性能和作用效果。基于此，本文主要對工業炸藥生產中的混合理論及其技術進行分析探討。

關鍵詞：工業炸藥生產;混合理論;技術分析

1、前言

工業生產中固相混合、液相混合和固液混合最為常見。粉碎和混合作為兩個常見的操作在工業炸藥生產中直接影響著產品質量和性能，因而越來越不容忽視。對于混合的方法及設備的研究日趨活躍，目前在超細粉碎技術、細度測定、高精度混合等方面均有很大進展，工業炸藥生產過程中應當應用這些新技術。

2、混合的基本原理

工業生產中最常用的混合是固相混合、固液混合和液相混合。固相混合多指不同粉粒的混合。不同粉粒，或物性不同，或形狀、大小不同，或顏色不同，簡單堆放在一起會呈現分區或分層隨機分布，克服物料分層趨勢，最終使任一空間位置上的每種物料的比例均等于該物料的配料比時，即達到混合均勻的目的。

液相混合是指液體物料的混合。液體物料可以是某物料的溶液、懸浮液、熔融液。事實上，化工生產中許多化學反應過程均離不開液相混合操作。液相混合視其所用裝置的不同，其工作原理也不同。例如用攪拌器進行液相混合，是利用攪拌器的推動和剪切作用，加上器壁效應，使液體產生大的流動和小的旋渦及湍動，促使液體混合均勻。靜態混合器是利用混合通道內多個交叉片，按幾何形狀將流體剪切而使其裂開再合并，這樣反復多次直至混合均勻。混合操作的目的是要得到均勻的混合體。混合產物的均勻度如何，是否達到要求，混合效率的高低如何？這些均需通過混合程度的檢測才能了解。對于固相混合，在不同空間位置取得的樣品，其粉粒組成越接近則說明混合越接近均勻。

除了混合度外，還要有一個說明取樣量大小的數值才能表達清楚某一混合操作的效果。因為混合度計算中，取樣量越小精度越高;同一混合度的混合操作，取樣量小的比取樣量大的更均勻。所以，用設備均勻度這一參數表示取樣量的大小。

3、混合的方法與裝置

3.1固相混合

固相混合是指粉粒體的混合。用于固相混合的設備有很多，大致可分為容器旋轉型、容器固定型、氣流混合型和其他特殊類型混合器等種類。

3.1.1容器旋轉型混合機

容器旋轉型混合機的容器有大有小，有各種形狀，如雙圓錐筒、單圓錐筒、六角形筒、荸薺形筒、V型雙筒和最常見的圓柱形筒。圓柱形筒還有臥式和立式之分。圓筒內有裝抄板的，有裝螺旋葉片的，也有不裝而為空筒的。隨著容器的旋轉，機內的物料同時運動，達到混合的目的。容器可裝設夾套，以便進行冷卻或加熱。對于粘附性大、易凝結的物料，還可同時裝入鋼珠（與球磨機相似）或裝設擋板等以強化攪動。一般裝填系數為30%～50%，均為間歇操作。混合機的容器轉速應適當。轉速過小，物料僅靠摩擦力被提升而使水平面傾斜，則無法翻動;轉速過大，產生的離心力超過重力時，物料將隨著筒壁旋轉，則無法進行混合，因而要使轉速掌握在離心力足夠大但又不超過重力的范圍內。

容器旋轉型混合機的結構簡單，易于清掃，適于多品種小批量生產，對于物性差異不大而流動性較好的物料混合效果好。缺點是當混合機容量大時要求設備的基礎牢固，啟動功率大，定位停車較困難，進出料粉塵較大。

3.1.2容器固定型混合機

容器固定型混合機的容器是固定不轉動的，但里面裝有螺旋攪拌器，用以翻轉攪拌物料來實現混合。這種混合機常見的型式有如下幾種：

（1）立式螺旋混合機：筒體為錐底圓柱形，中心裝螺旋攪拌器。

（2）單錐行星螺旋混合機：筒體為圓錐體，一條或對稱的兩條螺旋攪拌器平行于錐壁而斜插入底部，螺旋攪拌器一邊自轉，一邊繞錐體中心線公轉。

（3）雙錐螺旋混合機：容器為呈W形的兩個圓錐體，向同一側傾斜的兩條攪拌器在兩個錐體中同時自轉和公轉。

（4）臥式單軸螺旋混合機：水平放置的圓筒，其中心軸上的攪拌槳葉不停地轉動以翻攪物料。

（5）臥式復軸式螺旋混合機：平臥的圓筒體內兩條平行的攪拌軸同時轉動，每條軸上的槳葉交錯安置。

上述各種型式的混合機中，錐形混合機是一種新發展的高效混合機，適用于絕大多數的粉狀物料。它采用的螺旋一般是提升式的，物料在攪拌螺旋的自轉作用下向上翻滾，同時又在公轉的作用下作圓周運動，能在短時間內使物料得到充分混合。在使用錐形混合器之前，首先應作一些簡單的實驗，找出混合某一物料的最佳轉速，使混合所用的時間最短。其次，應注意錐底出料口是否會發生所謂“搭橋”現象而使排料困難。

3.1.3氣流混合器

氣流混合器是利用氣流的力量帶動粉粒運動來實現混合的。混合器用真空泵抽吸，使容器內外有足夠的壓差，空氣便被高速吸進混合器，物料受這股氣流的作用而上下翻騰。氣流混合器有內循環和外循環兩種類型。這種混合器無粉塵外流，但物料粒度和密度差別較大時無法均勻混合，且動力消耗和物料磨損均較嚴重，故應用范圍受到限制。除上述三類固相混合器外，還有少數特殊類型的混合器，如振動式混合器、轉盤型混合器等，它們各具特點，時有應用。

3.2液相混合

液相混合的物料可以是溶液、懸浮液、乳液或熔融態液體。常用的混合器為攪拌混合器和靜態混合器。

3.2.1攪拌混合器

攪拌混合是化工生產中最常見的一種操作，釜式反應器的攪拌混合即為一例。攪拌混合器所用的攪拌器有多種形式，如槳式、推進式、渦輪式、框式等。

3.2.2靜態混合器

靜態混合主要通過液流在交叉通道的多次分流來實現。通道外殼往往是各種大小的圓管，里面的混合單元有多種結構，如波紋板組合和金屬板扭成的螺旋形等。靜態混合器具有能耗低、傳動部件少、結構簡單、能連續生產等優點。好的靜態混合器可在很短的管道內完成混合，流量和粘度改變均不影響效果，拆裝清洗方便。靜態混合器不僅可混合液體，也可混合氣體、氣液兩相物料等。它正得到越來越廣泛的應用。

4、結語

與我國目前工業炸藥生產中的粉碎和混合相關的基礎理論、技術及設備裝置的研究不夠，粉碎和混合的設備裝置比較陳舊、單一，特別是粉狀工業炸藥的原料粉碎僅使用凸輪粉碎機或錘式粉碎機，而混合設備僅使用輪碾機、螺旋混合機和單、雙螺旋等。因此，應在進行工業炸藥的工藝與配方研究的同時，注重用于粉狀工業炸藥生產的粉碎和混合設備裝置的應用開發，促進工業炸藥生產技術整體水平和產品質量的提高。

參考文獻：

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