Bouillie inerte du type nitrate-fuel, explosif obtenu par incorporation d'air, et procédés de fabrication

Description

[0001] La présente invention concerne une bouillie du type nitrate-fuel, inerte (ou insensible) lors de sa fabrication, de son transport et de son stockage, stable durant ce dernier, et pouvant être facilement transformée sur le site de tir en un explosif pompable, puissant et présentant des caractéristiques annexes intéressantes.

[0002] Les combinaisons nitrate-fuel sont connues depuis fort longtemps. On connait également des "bouillies" contenant ces éléments et des additifs classiques.

[0003] On distingue deux familles de bouillies. La première génération de produits de ce type contenait des substances explosives comme sensibilisateur.

[0004] On a développé depuis une seconde génération de bouillies contenant de l'air comme sensibilisateur.

[0005] On notera à ce sujet qu'il est d'ailleurs impossible à ce jour d'éviter d'incorporer de l'air en quantité importante dans les bouillies, lors de la fabrication.

[0006] Ainsi toutes les bouillies connues contiennent une quantité d'air telle qu'elles ne sont pas inertes, et ce dès leurfabrication, ce qui présente des inconvénients évidents notamment dans le domaine de la sécurité.

[0007] La présente invention a pour but de conserver les avantages connus des combinaisons du type nitrate-fuel, que l'on ne sait fabriqueur actuellement que sous forme solide et immédiatement explosive, c'est-à-dire non-inerte, mais de fabriqueur sur cette base une bouillie qui soit inerte durant la fabrication, le transport et le stockage, et qui permette de préparer sur le site de tir, de manière aussi simple que possible, un explosif puissant qui soit lui-même pompable et présente un ensemble de qualités intéressantes.

[0008] Ces objectifs sont réalisés par les bouillies selon l'invention dont la caractéristique est de ne pas contenir d'air, ou tout au moins pas sous une forme sensibilisante.

[0009] Compte tenu des connaissances actuelles en ce domaine et des produits commercialisés, l'obtention d'une telle bouillie exempte d'air, exempte de substances explosives, et stable physiquement (pas de séparation des phases) durant une très longue période ne paraissait pas possible à l'homme du métier, malgré l'intérêt majeur d'un tel produit.

[0010] Ce résultat peut être cependant atteint en utilisant de manière doublement originale (au niveau de la fonction et au niveau de la quantité utilisée) un produit connu et utilisé depuis longtemps dans le secteur technique considéré.

[0011] Selon l'invention, on fournit une bouillie inerte et stable, sans élément explosif, servant à réaliser un explosif, du type contenant de l'eau, du nitrate d'ammonium seul ou en mélange avec certains nitrates solubles alcalins (sodium) ou alcalino-terreux (calcium), du fuel, un système de gommes d'hydratation et un agent réticulant, caractérisé en ce que le système de gommes d'hydratation consiste en un mélange d'une gomme de base partiellement dépolymérisée, d'une gomme bipolymérisée dont l'hydratation est très rapide dans l'eau, mais très lente dans la solution de nitrate d'ammonium et d'un polyacrylamide, et en ce que ledit agent réticulant consiste en une gomme autoréticulante employée en une proportion comprise entre 200 et 600 ppm, ladite bouillie étant pompable, ne contenant pas d'air inclus ou bien contenant de l'aire de fabrication sous une forme non sensibilisante.

[0012] L'invention est donc basée sur la découverte qu'il était possible d'obtenir une bouillie inerte et stable, en utilisant un système de gommes d'hydratation tel que défini précédemment en association avec une gomme autoréticulante, connue en soi, comme agent réticulant.

[0013] Selon l'invention, la gomme autoréticulante est utilisée à très faibles doses et provoque la réticulation très lente des deux gommes contenues dans un système de gommes d'hydratation dont on indiquera, ci-après, un mode de réalisation préféré.

[0014] Avantageusement, on utilisera, comme gomme autoréticulante, la gomme "GUARTEC 417" commercialisée par la Société Mills.

[0015] Un second élément essentiel de l'invention réside dans l'incorporation d'une combinaison d'un tensio-actif et d'un solvant puissant de ce tensio-actif.

[0016] Il a été indiqué ci-dessus que le but de l'invention était d'obtenir une bouillie ne contenant pas d'air de sensibilisation.

[0017] Cependant, un autre but de l'invention est d'obtenir une bouillie pouvant être réactivée facilement sur le site, par exemple par introduction de fines bulles d'air dans la masse inerte pour la sensibiliser.

[0018] Il faut aussi que la bouillie inerte soit stable au stockage, donc éviter la séparation de la phase aqueuse et du fuel.

[0019] Ces impératifs contradictoires sont satisfaits selon l'invention par l'emploi en combinaison d'un tensio-actif très moussant (ce qui est paradoxal compte tenu du fait que l'on souhaite incorporer aussi peu d'air que possible) et d'un solvant puissant type DMSO (diméthylsulfoxyde).

[0020] Il a été découvert que cette combinaison permet au tensio-actif de remplir deux fonctions essentielles différentes:

- lors de la préparation de la bouillie, on parvient à stabiliser la dispersion de fuel tout en évitant le moussage, et cette stabilité se conserve au stockage;

- lors de la sensibilisation (c'est-à-dire transformation de la bouillie inerte en un explosif sur le site) le tensio-actif présent dans la masse favorise l'invorporation de fines bulles d'air ou de gaz sensibilisateur (oxygène, etc.) dans la bouillie, si ce moyen de sensibilisation - qui est le plus simple - est employé.

[0021] Il faut noter que tous les tensio-actifs ne conviennent pas. Cela est le cas en particulier des tensio-actifs les plus usuels, comme par exemple les alkylarylsulfonates. Avec le laurylsulfate, notamment, la phase gazole se sépare en quelques semaines. On évitera également les produits présentant un pont époxy.

[0022] Les meilleurs résultats ont été obtenus avec une combinaison: dérivé de bétaïne + DMSO.

[0023] Il à été précisé ci-dessus que la bouillie inerte obtenue selon l'invention était pompable, ce qui représente un avantage essentiel.

[0024] Elle peut donc être sensibilisée de manière très simple par incorporation d'air sur le site, ou d'un gaz sensibilisateur différent, incorporation rendue particulièrement efficace grâce au choix spécial du tensio-actif et de son solvant.

[0025] Bien entendu, sur le site, la bouillie sensibilisée peut être encartouchée pour son transport jusqu'à l'emplacement de tir proprement dit.

[0026] A titre de variante, on peut aussi sensibiliser la bouillie inerte par incorporation, de manière connue, de billes creuses de verre, bakelite et matériaux analogues et réaliser un encartouchage.

[0027] A ce stade, la bouillie activée présente deux avantages supplémentaires:

- bien que pompable, elle est cependant assez visqueuse pour bien résister à l'eau (ce qui est important car il arrive fréquemment sur les chantiers de rencontrer de l'eau au fond des trous de tir); l'homme du métieur sait que, à partir du type de composants décrits plus haut, ce compromis entre la pompabilité et la résistance à l'eau, qui sont deux caractéristiques contradictoires, est extrêmement difficile à réaliser: l'invention y parvient, probablement en raison des propriétés spéciales et inattendues de réticulation de la gomme GUARTEC utilisée à cette fin.

- la durée de vie de l'explosif (de l'ordre de 100h), c'est-à-dire de la bouillie après sa sensibilisation, est suffisamment longue pour permettre un tir retardé, ce qui arrive fréquement sur les chantiers, mais suffisamment courte pour que, assez rapidement, l'explosif redevienne inerte (probablement par coalescence des bulles d'air introduites). Ainsi en cas de perte, d'oubli, de vol de l'explosif, celui-ci cesse très rapidement d'être dangereux.

[0028] Bien entendu, cette durée de vie de l'explosif (de l'ordre de 100h) ne doit pas être confondue avec la durée de vie au stockage de la bouillie inerte qui, elle, est très longue: de l'ordre d'un an.

[0029] Selon l'invention, on utilise comme "gomme d'hydratation" en fait une combinaison originale de deux gommes et d'un polyacrylamide.

[0030] Cette combinaison est la suivante:

a) gomme de base partiellement dépolymérisée,

b) gomme bipolymérisée, dont l'hydratation est très rapide dans l'eau mais très lente dans la solution de nitrate d'ammonium de départ,

c) polyacrylamide dont la fonction est double:

i) hydratation,

ii) formation d'un gel à caractère filandreux.

[0031] Les gommes a) et b) seront choisies de manière à être réticulées par la gomme GUARTEC utilisée selon l'invention comme agent réticulant. Le polyacrylamide ne sera bien entendu pas réticulé.

[0032] Ce mélange participe à l'obtention des propriétés de la bouillie inerte selon l'invention, en raison du fait qu'il est suffisamment fluide mais possède néanmoins un caractère "filandreux" lui conférant une consistance analogue à celle des gommes à mâcher.

[0033] Notamment, compte tenu également de la présence dans la bouillie inerte d'un tensio-actif très moussant, comme indiqué plus haut, on pourra créer par simple aération de la bouillie sur le site un très fin réseau très sensibilisant de bulles d'air ou de gaz sensibilisant.

[0034] Le procédé de fabrication que l'on préconise selon l'invention doit être tel qu'il introduise aussi peu d'air que possible dans la bouillie, ce qui est extrêmement difficile avec les bouillies et procédés connus.

[0035] Le procédé employée selon l'invention comporte quatre étapes principales.

[0036] 1 Une partie du nitrate (représentant environ 30% en poids du mélange total) est dissoute dans l'eau et on ajoute à cette solution le reste du nitrate, ce qui constitue la première étape.

[0037] Il Par ailleurs, on prépare séparément un mélange consistant en une partie du fuel ou de gazole, le réticulant selon l'invention, (gomme "GUARTEC"), et la première gomme d'hydratation (a) décrite ci-dessus. Le temps de mélange est d'environ une heure. L'addition de ce mélange à la solution (1) constitute l'étape (II).

[0038] III L'étape (III) consiste à ajouter ensuite un mélange consistant en:

- le reste du fuel (ou de gazole)

- la deuxième gomme d'hydratation (b) décrite ci-dessus

- le polyacrylamide (c).

[0039] IV La quatrième étape consiste à ajouter le tensio-actif et son solvant.

[0040] La quantité d'air introduite peut être contrôlée par des mesures et calculs de densités.

[0041] La densité théorique (c'est-à-dire absence totale d'air) de la bouillie inerte selon l'invention est de 1,38-1,39.

[0042] Lorsque l'on opère de manière non-industrielle, c'est-à-dire en prenant des précautions (mélange manuel, etc.) incompatibles avec un coût acceptable, la densité obtenue est d'environ 1,37, valeur très légèrement inférieure à la densité théorique.

[0043] L'intérêt de l'invention est que, même en opérant de manière industrielle, et même très rapidement puisque l'on préconise d'employer pour les différentes étapes un mélangeur rapide, par exemple à soc type "Lôdige", la densité ne descend en général pas au-dessous de 1,35 environ, ce qui traduit la faiblesse de la quantité d'air introduite.

[0044] Avec un mélangeur à soc, de laboratoire, les temps de mélange pour les quatre étapes sont d'environ:

l secondes

Il 5 secondes

III 10 secondes

IV 5 secondes

Ces valeurs sont importantes et ont été longues à déterminer.

[0045] On notera que si l'on utilise un mélangeur mal adapté, par exemple un mélangeur à ruben pour poudres, la densité de la bouillie tombe à 1,30 environ.

[0046] Il faut encore remarquer que, compte tenu des produits de départ utilisés selon l'invention, et de la densité d'environ 1,35 obtenue selon une technique industrielle, l'homme de métier considerait que la bouillie obtenue devait présenter les caractéristiques d'un explosif.

[0047] Or, si on la soumet à un essai de détonabilité très sévère de la CEE [annexe Il du Journal Officiel des Communautés Européennes n° 1250 du 23 septembre 1980] elle se révèle être inerte.

[0048] Sans vouloir être limité par une théorie, la demandeur considère que ce comportement contraire à ce qui pouvait être prévu est dû à une cinétique particulièrement lente de la reticulation provoquée par la gomme "GUARTEC", cinétique qui ne pouvait pas être prévue puisque cette gomme n'avait jamais été utilisée, ni comme agent réticulant, ni à une dose comparable. Cette hydratation-réticulation très lente permettrait l'échappement de la majeure partie de l'air inclus.

[0049] Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée.

Exemple 1

Preparation d'une bouillie inerte

Composition globale

[0050] 

- eau 10-14,5(% en poids)

- nitrate d'ammonium 84,75-79,65

- fuel 4,00-4,39

- gommes 0,51-1,13, soit:

(a) Viscogum FP 200 0,55-0,22

(b) GUARTEC LV 0,11-0,28

(c) BOZEFLOC NC 0,18-0,33

- réticulant 0,02-0,06 (200-600 ppm)

- tensio-actif 0,22-0,44

- diméthyl sulfoxyde 0,11-0,22

Composition détaillée

[0051] 

- solution de nitrate

d'ammonium: eau 12(% en poids)

NA 30

- nitrate d'ammonium

solide 52,57

-1° fraction fuel 1,1

- 2° fraction fuel 3,03

(a)-VISCOGUM FP 200 0,39

(b)- GUARTEC LV 0,22

(c) - BOZEFLOC NC 0,22

- GUARTEC 417 320 ppm

- INTRAPHOR 171 0,33

- Diméthyl sulfoxyde 0,11

Descriptif des éléments:

A) Nitrate d'ammonium

[0052] Elément que l'on trouve dans la bouille sous deux formes: l'une en solution aqueuse et l'autre sous forme solide.

[0053] La solution aqueuse est une solution dont la température de cristallisation est de préférence de 32°C, mais cet exemple n'élimine pas l'emploi de solutions plus ou moins chargées en nitrate d'ammonium.

[0054] Le nitrate d'ammonium solide est de préférence en nitrate provenant du broyage de nitrate d'ammonium en "prill".

B) Fuel

[0055] Elément combustible classique dit fuel domestique, de densité supérieure à 0,8 et dont le point éclair se situe au-delà de 55°C.

C) Gommes d'hydratation

[0056] 

(a) VISGOGUM FP 200: gomme de la Société CECA dont l'origine est un extrait de l'endosperme de graine de guar de nom Cyamopsis tétragonolobus. Par dépolymérisation plus ou moins marquée de cette gomme d'origine, on peut utiliser une série de gommes en particulieur le VISCOGUM FP 200 dont les solutions aqueuses présentent un caractère rhèologique bien adapté au problème posé. (voir notice intitulée "GOMMES DE GUAR VISCOGUM TECHNIQUES" (10.74) et notice FTC 0100 intitulée "Mesure des viscosités des Viscogum Techniques" (02.76)).

(b) GUARTEC LV: Gomme de la Société General Mills (Henkel), modifiée pour l'obtention d'un gel à viscosité relativement basse.
Le GUARTEC LV renforce l'activité de la VISCOGUM FP 200 dans leur fonction essentielle de constituer avec la solution aqueuse une phase de viscosité permettant le pompage.
Des gommes gélifiantes obtenues à partir de produits amylacés, telles que le produit "SOLVITEX Cp" commercialisé par la Société Paul DOITTAU, peuvent avantageusement remplacer la gomme GUARTEC LV.

(c) BOZEFLOC N 26: Polymère synthétique de la Société HOECHST: polyacrylamide à très haut poids moléculaire (6 x 10⁶) non ionique.

[0057] Ce polymère gélifie également des solutions aqueuses de nitrate d'ammonium, mais ne réticule pas avec le réticulant employé. Il modifie la cinétique d'hydratation et de réticulation des deux gommes précédentes. Cet effet a pour but principal de conserver, pendant un laps de temps suffisant, une viscosité minimale de l'ensemble afin de permettre une coalescence des bulles d'air introduites lors de la fabrication et enfermées dans la masse, coalescence qui empêche la'air inclus de sensibiliser la masse.

D) GUARTEC 417

[0058] Gomme autoréticulante utilisée comme gélifiant, dans la profession, à des taux avoisinant, dans la plupart des cas le 1%. Cette gomme ne pourrait pas être utilisée en tant que gomme d'hydratation, selon l'jnvention, les viscosités étant trop fortes.

[0059] Par contre, dans des proportions infiniment plus petites (200-600 ppm), elle possède de manière surprenante toutes les qualités d'un réticulant et provoque une réticulation des deux gommes (a) et (b) employées.

[0060] La mise en oeuvre nécessite un protocole particulier.

[0061] On réalise, au sein d'un élément hydrophobe, tel que le fuel, par mélange intense, un contact physique entre le Guar 417 et le VISCOGUM FP 200.

[0062] Cette opération facilite une adsorption probable de la gomme Guar 417 sur le VISCOGUM et provoque une réticulation très lente.

[0063] Le phénomène hydratation-réticulation du système trouve son optimum de réalisation dans une fourchette de pH comprise entre 5 et 6.

[0064] A noter que cette gomme est auto-réticulante, c'est-à-dire possède ses proprés éléments de réticulation, en très faibles quantités, et que rien ne laissait supposer qu'elle même, en proportions minimes, serait capable d'agir comme réticulant.

E) Tensio-actif

[0065] La dispersion du fuel dans une composition hydrophile aussi chargée en élément ionique (nitrate d'ammonium), le maintien de cette dispersion dans le temps sont facilités par l'emploi d'un tensio-actif, l'INTROPHOR 171, de la Société DIAMOND SHAMROCK, de la famille des alkylamido-bétaïnes.

[0066] Par adjonction au tensio-actif d'un solvant puissant tel que le diméthyl sulfoxyde (DMSO), on en améliore la diffusion au sein dela masse, ce qui permet de diminuer le temps d'agitation et donc d'éviter d'introduire trop de bulles d'air malgré le caractère moussant du tensio-actif, ce qui est surprenant.

Méthode de fabrication

[0067] On peut diviser le procédé de fabrication en quatre étapes.

1 - Mouillage du nitrate d'ammonium solide par la solution aqueuse de nitrate d'ammonium.

Il - Introduction de la première fraction fuel accompagnée du VISCOGUM FP 200 et GUARTEC 417.

lll - Introduction de la deuxième fraction fuel accompagnée du GUARTEC LV et BOZEFLOC N 26. IV - Introduction du mélange (tension-actif + DMSO).

[0068] En fonction du mélangeur dynamique ou malaxeur adopté, le temps de mélange de chacune de ces étapes est variable. Le processus de mélange employé est soumis à l'impératif d'une densité finale aussi élévée que possible. Le mélange manuel, avec le maximum de précautions, donne une densité finale de 1,37.

[0069] Avec un mélangeur à bandes (mélangeur à pulvérulent), après 15 minutes à 20 minutes, nous obtenons une densité de 1,30.

[0070] Avec un mélangeur par projection et tourbillonnement, type Lôdige, le temps de mélange global est de 25 secondes pour aboutir à une densité de 1,35. Bien entendu, cette liste des différents types de mélangeurs n'est pas exhaustive.

Exemple 2

Utilisation de la bouillie pour usage explosif.

[0071] Selon les critères d'explosibilité décrits dans la norme décrite ci-dessus du Conseil des Communautés Européennes (Charge d'essai placée dans un tube fixé sur cinq paliers de plomb. A l'entrée du tube, on fait détoner un Boostex. On mesure ensuite le degré d'écrasement de chaque palier. Moins les paliers éloignés du Boostex sont écrasés, moins l'explosion s'est propagée et donc plus la charge d'essai est inerte), la bouillie décrite précédemment est assimilable à une matière inerte. Pour activer cette matière, on doit employer un moyen physique de dispersion de très fines bulles de gaz pour créer ainsi un explosif de densité inférieure à 1,20.

[0072] Sur le site d'exploitation, on peut utiliser une pompe, type pompe moineau par exemple, gavée par une vis sans fin. En aval de cette pompe on place un mélangeur, type statique, pour gazéifier uniformément la phase solide. La phase gazeuse est introduite en amont du mélangeur statique. A la sortie du mélangeur statique, la bouillie présente toutes les caractéristiques d'un explosif.

[0073] Comme gaz, on peut utiliser en particulier l'air.

[0074] Dans le cas de la sensibilisation par aération, l'invention permet, grâce à l'aération sur le site, de faire varier la densité de l'explosif depuis le fond du trou jusqu'à son orifice, en fonction de l'énergie nécessaire, par exemple de d = 1,29 à d = 1,10, ce qui est impossible avec les explosifs pompables classiques. Dans le cas des explosifs selon l'invention, il suffit de faire varier le débit de gaz d'aération.

Caractéristques explosives:

[0075] On a réalisé des tirs en tube acier de diamètre 80 mm et de longueur 600 mm, avec amorçage par un Booster de Dynamite type F 15 d'un diamètre (c'est-à-dire dont la longueur égale le diamètre du tube).

[0076] Les résultats (valeurs moyennes de vitesse de détonation) ont été les suivants:

[0077] Ces valeurs permettent de classer les explositifs selon l'invention dans la catégorie des explosifs rapides.

[0078] Coefficient de puissance (coefficient d'utilisation pratique, CUP): environ 1.

[0079] Densités limites (valeurs au-dessus desquelles il ne se produit plus d'explosion):

diamètre 50 mm: d = 1,17

diamètre 80 mm: d, = 1,27

La figure unique annexée représente l'essai CEE décrit plus haut appliqué:

- au sable (courbe a), produit inerte par excellence;

- à la bouillie inerte selon l'invention (courbe b)

- au nitrate d'ammonium agricole pur type Ammonitrate (courbe c)

- au nitrate d'ammonium industriel pur type B3 (courbe d).

[0080] L'essai a été mené dans un tube acier de diamètre 100 mm, avec amorçage par un Booster de Dynamite type F 15 de 1,5 kg (longueur 1 = 15 cm).

[0081] La courbe obtenue met en évidence la grande inertie de la bouillie selon l'invention, avant sensiblisation sur le site.

Revendications

1. Bouillie inerte et stable, sans éléments explosifs, servant à réaliser un explosif du type contenant de l'eau, du nitrate d'ammonium seul ou en mélange avec certains nitrates solubles alcalins (sodium) ou alcalino-terreux (calcium), du fuel, un système de gommes d'hydratation et en agent réticulant, caractérisée en ce que ledit système de gommes d'hydratation consiste en un mélange d'une gomme de base partiellement dépolymérisée, d'une gomme bipolymérisée dont l'hydratation est très rapide dans l'eau, mais très lente dans la solution de nitrate d'ammonium et d'un polyacrylamide et en ce que ledit agent réticulant consiste en une gomme autoréticulante employée en une proportion comprise entre 200 et 600 ppm, ladite bouillie étant pompable, ne contenant pas d'air inclus ou bien contenant de l'air de fabrication sous une forme non sensibilisante.

2. Bouillie selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient: (% en poids)

- eau 10-14,5

- nitrate d'ammonium 84,75-79,65

- fuel 4,00-4,39

- gommes d'hydratation 0,51-1,13

- réticulant (gomme

autoréticulante) 0,02-0,06 (200-600 ppm)

- tensio actif moussant 0,22-0,44

- solvant du tensio-actif 0,11-0,22

3. Bouillie selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle contient: (% en poids)

- eau 12

- nitrate d'ammonium 82,57

- fuel 4,13

- gommes d'hydratation 0,83

- réticulant (gomme

autoréticulante) 0,03 (soit 320 ppm)

- tensio actif moussant 0,33

- solvant du tensio-actif 0,11

4. Bouillie selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle contient comme tensio-actif un dérivé de la bétaïne, notamment un alkyl-amidobétaïne, et comme solvant associé un solvant puissant comme le DMSO.

5. Bouillie selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle contient comme système de gommes d'hydratation un mélange synergétique de deux gommes.

la première provenant de l'extrait de l'endosperme de graine de guar de Cyamopsis tétragonolobus, et étant partiellement dépolymérisée (0,39% en poids) "VISCOGUM FP 200"),

la seconde étant une gomme formant un gel à viscosité relativement basse (0,22% en poids) ("GUARTEC LV") et d'un polyacrylamide de très haut poids moléculaire, non ionique.

6. Explosif pompable obtenu par sensibilisation de la bouillie inerte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, par exemple par aération sur le site de tir par de l'air ou un gaz sensibilisant.

7. Explosif pompable ou encartouchable obtenu par sensibilisation de la bouillie inerte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, par incorporation de billes creuses, en particulier en verre, bakelite.

8. Procédé de préparation des bouilles inertes selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il'comporte les quatre étapes principales suivantes:

I- Une partie du nitrate (représentant environ 30% en poids du mélange total) est dissoute dans l'eau et on ajoute à cette solution le reste du nitrate;

Il - On prépare séparément un mélange consistant en une partie du fuel ou du gazole, la gomme réticulante selon l'invention, et la première gomme d'hydratation précitée pendant environ une heure, le mélange obtenu étant alors ajouté à la solution obtenu à l'étape (I);

III - On ajoute ensuite au mélange obtenu à l'étape (II) le reste du fuel, ou du gas-oil, la deuxième gomme d'hydratation précitée et le polyacrylamide; et

IV - On ajoute enfin le tensio-actif moussant et son solvant.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un utilise pour chaque étape un mélangeur rapide, par exemple du type à soc.

10. Procédé de fabrication, éventuellement sur le lieu d'emploi, d'un explosif pompable, caractérisé en ce qu'on incorpore de l'air ou un gas sensibilisant dans une bouillie inerte telle que définie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, ou telle que préparée par le procédé selon la revendication 8 ou 9.

11. Utilisation d'une gomme autoréticulante en une quantité comprise entre 200 et 600 ppm, comme agent de réticulation d'un système comportant une gomme de base partiellement dépolymérisée, une gomme bipolymérisée, dont l'hydratation est très rapide dans l'eau, mais très lente dans la solution de nitrate d'ammonium et un polyacrylamide contenu dans une bouillie du type eau-nitrate-fuel.

12. Utilisation d'une gomme autoréticulante en une quantité de 200 à 600 ppm, comme agent de réticulation d'un système comportant une gomme de base partiellement dépolymérisée, une gomme bipolymérisée, dont l'hydratation est très rapide dans l'eau, mais très lente dans la solution de nitrate d'ammonium et un polyacrylamide contenu dans une bouillie du type eau-nitrate-fuel, en combinaison avec un tensio-actif moussant et un solvant du tensio-actif.

Ansprüche

1. Inerter und stabiler Brei ohne explosive Bestandteile zur Herstellung eines Sprengstoffs, der Wasser, Ammoniumnitrat allein oder im Gemisch mit gewissen löslichen Alkali(Natrium)- oder Erdalkali(Calcium)-nitraten, Heizöl, ein System von Hydratationsgummi und ein Vernetzungsmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das System von Hydratationsgummi aus einem Gemisch eines teildepolymerisierten Grundgummis, eines bipolymerisierten Gummis, dessen Hydratation in Wasser sehr schnell aber in der Ammoniumnitratlösung sehr langsam erfolgt, und einem Polyacrylamid besteht, und das Vernetzungsmittel aus einem selbstvernetzenden Gummi in einer Menge von 200 bis 600 ppm besteht, und der Brei pumpfähig ist, keine eingeschlossene Luft oder Herstellungsluft in nichtsensibilisierender Form enthält.

2. Brei nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Gew.-% enthält:

- Wasser 10-14,5

-Ammoniumnitrat 84,75-79,65

- Heizöl 4,00-4,39

- Hydratationsgummi 0,51-1,13

- Vernetzungsmittel

(selbstvernetzender Gummi) 0,02-0,06 (200-600 ppm)

-schäumendes grenzflächenaktives Mittel 0,22-0,44

- Lösungsmittel des grenzflächenaktiven Mittels 0,11-0,22.

3. Brei nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er in Gew.-% enthält:

- Wasser ^. 12

-Ammoniumnitrat 82.57

- Heizöl 4,13

- Hydratationsgummi 0,83

- Vernetzungsmittel

(selbstvernetzender Gummi) 0,03 (d.h. 320 ppm)

- schäumendes grenzflächenaktives Mittel 0,33

- Lösungsmittel des grenzflächenaktiven Mittels 0,11.

4. Brei nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er als grenzflächenaktives Mittel ein Betainderivat, insbesondere ein Alkyl-amidobetain, und als damit, verbundenes Lösungsmittel ein starkes Lösungsmittel, wie Dimethylsulfoxid (DMSO) enthält.

5. Brei nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er als System von Hydratationsgummi ein synergistisches Gemisch von zwei Gummis, wobei

der erste aus dem Extrakt des Mehlkörpers von Cyamopsis-tetragonolobus-Guarsamen stammt und teil-depolymerisiert ist (0,39 Gew.-%, "VISCOGUM FP 200"),

der zweite ein Gel mit relativ niedriger Viskosität bildender Gummi ist (0,22 Gew.-%, "GUARTEC LV"), und ein nichtionisches Polyacrylamid mit sehr hohem Molekulargewicht enthält.

6. Pumpfähiger Sprengstoff, erhalten durch Sensibilisierung des inerten Breis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, beispielsweise durch Belüftung mit Luft oder einem sensibilisierenden Gas am Schießplatz.

7. Pumpfähiger oder in Patronen einfüllbarer Sprengstoff, erhalten durch Sensibilisierung des inerten Breis nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durch Einbringen von Hohlkugeln, insbesondere aus Glas oder Bakelit.

8. Verfahren zur Herstellung der inerten Breie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende vier Hauptstufen:

I eine Teil des Nitrats (etwa 30 Gew.-% des Gesamtgemisches) wird in Wasser gelöst, die Lösung wird mit dem Rest des Nitrats versetzt;

11 getrennt wird ein Gemisch, das aus einem Teil des Heizöls oder Gasöls, dem erfindungsgemäßen vernetzenden Gummi und dem ersten oben angegebenen Hydratationsgummi besteht, während etwa 1 h hergestellt, das erhaltene Gemisch wird dann der in Stufe I erhaltenen Lösung zugegeben;

111 das in Stufe II erhaltene Gemisch wird mit dem Rest des Heizöls oder Gasöls, dem zweiten oben angegebenen Hydratationsgummi und dem Polyacrylamid versetzt; und

IV das schäumende grenzflächenaktive Mittel und sein Lösungsmittel werden zugegeben.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Stufe ein schneller Mischer, beispielsweise ein Flügelmischer, verwendet wird.

10. Herstellungsverfahren, ggf. am Verwendungsort, eines pumpfähigen Sprengstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß in einen inerten Brei nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9 Luft oder ein Sensibilisierungsgas eingebracht wird.

11. Verwendung eines selbstvernetzenden Gummis in einer Menge von 200 bis 600 ppm als Vernetzungsmittel eines Systems, das einen teildepolymerisierten Grundgummi, einen bipolymerisierten Gummi, dessen Hydratation sehr schnell in Wasser aber sehr langsam in der Ammoniumnitratlösung erfolgt, und ein Polyacrylamid enthält und in einem Wasser-Nitrat-Heizöl-Brei enthalten ist.

12. Verwendung eines selbstvernetzenden Gummis in einer Menge von 200 bis 600 ppm als Vernetzungsmittel eines Systems, das einen teildepolymerisierten Grundgummi, einen bipolymerisierten Gummi, dessen Hydratation in Wasser sehr schnell aber in der Ammoniumnitratlösung sehr langsam erfolgt, und ein Polyacrylamid enthält und in einem Wasser-Nitrat-Heizöl-Brei enthalten ist, in Kombination mit einem schäumenden grenzflächenaktiven Mittel und einem Lösungsmittel des grenzflächenaktiven Mittels.

Claims

1. Inert and stable slurry, without explosive elements, is provided for producing an explosive of the type containing water, ammonium nitrate on its own or in admixture with certain soluble alkaline (sodium) or alkaline-earth (calcium) nitrates, fuel, a system of hydrating gums and a crosslinking agent, charcterized in that the system of hydrating gums consists in a mixtue of a partly depolymerized basic gum, of a bipolymerized gum of which the hydration is very fast in water, but very slow in the solution of ammonium nitrate and of a polyacrylamide, and in that said cross-linking agent consists in a self-cross-linking gum used in a proporation varying between 200 and 600 ppm, said slurry being pumpable, and containing no included air, or else containing air of manufacture in non-sensitizing form.

2. Slurry according to claim 1, characterized in that it contains: (% by weight)

- water 10-14.5

- ammonium nitrate 84.75-79.65

- fuel 4.00-4.39

- hydration gums 0.51-1.13

- cross-linking agent self

cross-linking gum) 0.02-0.06 (200-600 ppm)

- surface-active agent 0.22-0.44

- solvent for the surface-active agent 0.11-0.22

3. Slurry according to claim 2, characterized in that it contains: (% by weight)

- water 12

- ammonium nitrate 82.57

-fuel 4.13

- hydration gums 0.83

- cross-linking agent

(self cross-linking gum) 0.03 (or 320 ppm)

-surface-active agent 0.33

- solvent for the surface-active agent 0.11

4. Slurry according to claim 2 or 3, charcterized in that it contains as surface-active agent a betaine derivative, particularly an alkyl-amidobetaine, and as associated solvent a powerful solvent like DMSO.

5. Slurry according to one of claims 1 to 4, characterized in that it contains as hydrating gum system a synergistic mixture of two gums:

- the first coming from extract of endosperm of guar grain of Cyamopsis tetragonolobus, and being partly depolymerized (0.39% by weight) ("VISCOGUM FP 200"),

- the second being a gum forming a gel with relatively low viscosity (0.22% by weight) ("GUARTEC LV") and of a non-ionic polyacrylamide of very high molecular weight.

6. Pumpable explosive obtained by sensitizing the inert slurry according to any one of claims 1 to 5, for example by aeration on the firing site by air or a sensitizing gas.

7. Pumpable or encapsulatable explosive obtained by sensitizing the inert slurry according to any one of claims 1 to 5, by the incorporation of hollow beads, particularly in glass or bakelite.

8. Process for the preparation of inert slurry according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises the four following steps:

I A portion of the nitrate (representing about 30% weight of the total mixture) is dissolved in water and to this solution is added the rest of the nitrate;

II A mixture is prepared separately which consists of a part of the fuel or gasoil, the cross-linking agent according to the invention, and the aforesaid first hydrating gum for about one hour, the resulting mixture being then added to the solution obtained in step (I);

III Then to the mixture obtained in Step (II) is added the rest of fuel or of the gasoil, the second hydrating gum described above; and the polyacrylamide; and

IV finally the surface-active agent and its.solvent.

9. Process according to claim 8, characterized in that a rapid mixer, such as of the blade type is used for each step.

10. Process for the manufacture, possibly on the site of use, of a pumpable explosive, characterized in that air or a sensitizing gas is incorporated into an inert slurry such as defined in any one of claims 1 to 5, or such as prepared by the process according to claim 8 or 9.

11. Use of a self-crosslinking gum in quantity ranging between 200 and 600 ppm, as crosslinking agent in a system comprising a partly depolymerized basic gum, a bipolymerized gum, of which the hydration is very fast in water, but very slow in the solution of ammonium nitrate and a polyacrylamide contained in a slurry of water-nitrate-fuel type.

12. Use of a self-crosslinking gum in quantity varying between 200 and 600 ppm, as crosslinking agent in a system comprising a partly depolymerized basic gum, a bipolymerized gum, of which the hydration is very fast in water, but very slow in the solution of ammonium nitrate and a polyacrylamide contained in a slurry of water-nitrate-fuel type, in combination with a surface-active foaming agent and solvent for the surfactant.

Dessins