Suosituimmat yhdisteet ovat räjähteitä ryhmästä, jonka emäksenä on typpi-ammoniumsuola. Käytetään kaivosräjäytyksissä .
Typpi-ammoniakkisuola pystyy nopeimman ja voimakkaimman kuumentamisen olosuhteissa hajoamaan räjähdyksellä yhtälön mukaisesti:
NH4NO3 \u003d 2H2O + N2 + 0,50 2.Tällaisten olosuhteiden toteutuminen suurilla latauksilla ei kuitenkaan ole saavutettavissa ainakaan painoltaan merkityksettömien sulakkeiden tai sytytyspatruunoiden avulla, koska yllä olevan yhtälön mukaisessa hajoamisessa kehittyvä lämmön määrä ei ole riittävän suuri tukemaan. räjähtävä prosessi kerroksesta kerrokseen. Typpi-ammoniakkisuolan seokset erilaisten palavien hiilivetyaineiden kanssa räjähtävät helpommin, koska viimeksi mainitut palaessaan NH 4 NO:n sisältämän ylimääräisen hapen vuoksi lisäävät vapautuvan lämmön määrää ja lisäävät lämpenemistä kerroksesta kerrokseen. Räjäytystyö on helpoimmin saavutettavissa, kun siihen sekoitetut palavat aineet nitrataan, koska erottuva lämpö ja kerroskerroslämmitys lisääntyvät silloin entisestään. Sekoitettuista palavista aineista riippuen eri kirjoittajat ovat ehdottaneet useita räjähtäviä seoksia, joiden nimi eroaa esitetyn perusteella. Lisäksi, jos nitratut hiilivedyt korvataan puhtailla hiilivedyillä, puhalluksen helpottamiseksi seokseen lisätään joskus pieniä määriä salpeteria tai bartoliittisuolaa, esimerkiksi Westfaliittiin, joka on typpi-ammoniakkisuolan ja kumin seos.
Tässä artikkelissa käsitellyissä Favier-koostumuksissa käytetään palavina aineina eri nitrausasteisia nitronaftaleeneja. Niiden valmistus ja ominaisuudet on nyt tutkittu yksityiskohtaisesti, ja kaikki niille todettu voi enemmän tai vähemmän päteä muihin saman ryhmän räjähteisiin. Huomaa, että:
Valmistus koostuu seuraavista osista:
Voit tehdä tämän käyttämällä yhtä kolmesta menetelmästä:
Jälkimmäinen menetelmä on edullinen, kun laitoksella suoritetaan samanaikaisesti jonkinlainen nitraus. Tässä tapauksessa toimenpide suoritetaan saviastioissa, jotka on upotettu juoksevaan kylmään veteen, lisäämällä kuhunkin 200 litraa heikkoa typpihappoa ja lisäämällä sitten vähitellen ammoniakin vesiliuosta, jotta lämpötila ei mahdollisuuksien mukaan nouse; Lopuksi lisätään pieni määrä emäksistä bariittia mahdollisen rikkihapon saostamiseksi. Jos alkuperäiset materiaalit on ostettava, yllä olevat 1. ja 2. menetelmä ovat kannattavampia. Käytettäessä natriumnitraatin kaksinkertaista hajottamista rikkiammoniumsuolalla on tarpeen jäähdyttää liuokset voimakkaammin; -15°:ssa rikkihapon natriumsuola saostuu täydellisesti, ja puhdasta typpi-ammoniakkia jää vesiliuokseen (Benker). Hiilidioksidin vaikutuksesta natriumnitraatin vesipitoiseen ammoniakkiliuokseen tuloksena saatu soodabikarbonaatti saostuu ja erotetaan suodattamalla, ja typpi-ammoniakkisuola saadaan liuoksesta puhtaassa tilassa sarjan kiteytysten kautta. Typpi-ammoniakkisuolan erottamiseksi sitä sisältävistä liuoksista viimeksi mainitut esikondensoidaan haihduttamalla kaksipohjaisissa valurautaemaloiduissa kattiloissa, joita kuumennetaan höyryllä, kunnes ne osoittavat 35 ° - 36 ° Baumea. Tämän jälkeen kuumat liuokset kaadetaan valurauta-emaloituihin kiteytyssäiliöihin; suurten kiteiden muodostumisen estämiseksi nestettä sekoitetaan ajoittain; on parempi, kun kiteytys tapahtuu emäksisessä ympäristössä, jolloin kiteytysnesteeseen lisätään vähän ammoniakkia. Kun emäliuos on valutettu kiteytymisen lopussa, kiteet puristetaan ulos sentrifugissa, ja niihin jää vain noin 2 % kosteutta, ja tässä tilassa niitä voidaan käyttää suoraan räjähdysvaarallisten seosten valmistukseen.
Räjähdekoostumuksen käyttötarkoituksesta riippuen käytetään mononitro- , dinitro- ja trinitronaftaleeneja .
Punnittuja määriä nitronaftaleenia ja typpi-ammoniakkisuolaa sekoitetaan yleensä juoksuputkien alle, jotka ovat täysin samanlaisia kuin mustan jauheen valmistuksessa, mutta kevyempiä; lisäksi tässä on järjestetty lämmitys sopivasti sijoitetun putkilinjan avulla, minkä ansiosta saavutetaan suurempi S.:n kuivuus ja toisaalta noin 40°:ssa pehmenevä mononitronaftaleeni pääsee paremmin jyviin. typpi-ammoniakkisuola. Di- ja trinitronaftaleeneja käytettäessä tällä kuumennuksella ei ole merkitystä niiden korkeampien sulamispisteiden vuoksi. Käsittelyä varten otetaan kirjanmerkit 35 kg: sta seosta; hankaus jatkuu 1 tunnin ajan. Tuloksena olevat kakut, joita on kuivattu 24 tuntia, murskataan käsin ja käsitellään sitten pyörivissä tynnyreissä, joiden silmäkoko on 2,5 mm. Pyörimisnopeudella 30 kierrosta 1' yhdessä tynnyrissä 10 tunnin ajan. työ antaa noin 1000 kg viljaa. Pöly erotetaan seulomalla siivilöissä, joissa on 0,55 mm:n reikiä. Viljasaanto 40-50 %. Pöly muuttuu jälleen rakeiksi käsittelemällä sitä 30 minuutin ajan jakoputkien alla. Keitetyt jyvät kuivataan sitten 0,2 %:n kosteuteen. Tätä varten ne kaadetaan erityisessä huoneessa puisiin, kooltaan 0,60 × 0,50 m lasipohjaisiin astioihin, kukin 5-7 kg, ja nämä lokerot asetetaan hyllyille, joita lämmitetään alhaalta höyryputkella; lämpötila pysyy noin 40°; kuivuminen kestää 7-8 tuntia. Kuivat jyvät kaadetaan sinkkilaatikoihin, joiden yläseinässä on neliömäinen reikä, jonka sivukoko on 0,14 m; tämä reikä, kun se on täytetty, suljetaan välittömästi hermeettisesti sinkkikannessa, joka on tiivistetty Darce-seoksen avulla. Valmiiden jyvien fysikaaliset vakiot ovat seuraavat:
Jyvät tuodaan puristimeen ja täällä ne ripustetaan patruunoiden koosta riippuen 50-300 g:n annoksina pienille Roberval-vaakoille, jotka on sovitettu siten, että kun tarvittava määrä S.:tä kaadetaan kuppi erityisellä lusikalla, tämä kuppi kallistuu itsestään ja näyte putoaa liukuen puristimen latauskammioon, jossa se puristuu niin, että sylinterin akselilla on tyhjiö sytytin sijoittamista varten. Kaikki tämä tapahtuu erittäin nopeasti, niin että kun yksi työntekijä punnittaa uuden panoksen, mäntä yhdessä valmiin puristetun patruunan kanssa nousee puristimen yläosaan ja toinen työntekijä poistaa tämän patruunan läheiseen laatikkoon.
Puristetut sylinterit siirretään pöydälle matalakorkuisesta parafiinikylvystä, joka pidetään sulana höyryputken avulla. Kastamalla sopivan kokoisen paperin tähän kylpyyn, työntekijä kääri kasetin nopeasti ja kun parafiini ei ole vielä ehtinyt kovettua, sulkee yhden kuoren päistä. Tämän jälkeen patruunat siirretään toiseen pöytään, jossa niiden tyhjä sisäosa täytetään jauhemaisella koostumuksella ja vahatun kuoren toinen pää suljetaan. Tunnettu määrä tällaisia käärittyjä patruunoita asetetaan sitten ristikkokoriin ja upotetaan yhdessä jälkimmäisen kanssa sulaan parafiiniin, minkä jälkeen jää vain ylimääräisen parafiinin valua pois, ja puristettujen patruunoiden valmistus päättyy. Joillekin erikoislajeille, esim. grizuniitit; puristamista ei käytetä ollenkaan ja patruunat on täytetty jauhetulla C:llä. Tässä tapauksessa käytetään erityisiä ruokokoneita, joiden kuvausta emme kirjoita. Valmiit vahatut patruunat laitetaan 2,5 kg:n suorakaiteen muotoisiin pahvilaatikoihin, jotka paperiin käärittynä upotetaan myös sulatettuun parafiiniin, jotta ne suojaavat paremmin kosteudelta. Pahvilaatikoiden sijasta sinkkilaatikoita käytetään myös patruunoiden säilytykseen, jotka on suljettu Darce-seoksella. Nämä laatikot sisältyvät myös puisiin laatikoihin. Seuraavat S. Favierit valmistetaan Ranskassa kuvatulla tavalla:
Nro 1st A
Nro 1st B
Nro 2
Numero 3
Luokat 1-4 edellyttävät räjäytyspohjustusaineita, joissa on 1 g elohopeafulminaattia, ja on välttämätöntä, että alukkeet ovat suorassa kosketuksessa jauhemaiseen sytytin (ks. kuva 1). Oikeaan räjäytykseen tarvittavan elohopeafulminaatin määrä kasvaa yleensä nopeasti patruunoiden puristusasteen mukaan, esim. luokka 1, jonka tiheys on 1,00, räjäyttää helposti 0,75 g:lla elohopeafulminaattia, mutta tiheydellä 1,25 se vaatii jo 2 g tätä suolaa. Kaikki luokat ovat iskunkestäviä; esim. Voimakkain nro 1 ei räjähdä, kun 4 kg:n teräskuorma putoaa 4 metrin korkeudesta, minkä seurauksena niiden kuljettaminen ei aiheuta vaaraa. Lisäksi ne eivät ole herkkiä lämpötilan muutoksille eri ilmastoissa, eivätkä ne ole alttiina pakkasen aiheuttamille muutoksille. Molemmissa näissä suhteissa ne edustavat kiistatonta etua dynamiitteihin verrattuna (katso), johon niitä voidaan verrata vahvuudeltaan ja vaikutukseltaan. Jälkimmäiset ovat kuitenkin seuraavilta osin huonompia: patruunoiden kova konsistenssi estää kuoppien asianmukaisen täyttämisen; toisaalta niiden tiheys, joka on pienempi kuin dynamiittien, vaatii suurempia reikiä saman vaikutuksen saavuttamiseksi; Lopuksi liiallinen kosteusherkkyys on myös epämukavaa, sillä jopa 1 % imeytyneestä vedestä riittää tekemään puhalluksen erittäin vaikeaksi. Lajikkeiden räjähdysvoima 1:stä numeroon 4 laskee vähitellen: 1. on vahvuudeltaan lähellä dynamiittia, jossa on 75 % nitroglyseriiniä, muut not vastaavat heikompia dynamiittejä, mikä on helppo varmistaa yksinkertaisella laskelmalla, varsinkin kun niiden hajoaminen räjähdyksen aikana ennakoidaan etukäteen, kuten riittävästi happea sisältäville räjähteille (katso Räjähteet); esimerkiksi nro 1 A hajotetaan yhtälön mukaan:
C10N6(NO2)2 + 19NH4NO3 = 10CO2 + 41H2O + 20 N2.Se tosiasia, että C. Favier hajoaa räjähdyksen aikana riittävän happimäärän kanssa täysin hapettuneiksi tuotteiksi (ilman myrkyllisen hiilimonoksidin ja muiden palavien kaasujen muodostumista), tekee niistä erittäin käteviä maanalaiseen räjäytykseen. Tässä sovelluksessa niillä on vielä toinen etu, joka on erittäin tärkeä tapauksissa, joissa räjähdysherkkää kaasua ilmaantuu maanalaisiin gallerioihin, nimittäin niiden räjähtäessä kehittyy suhteellisen alhainen lämpötila, jonka vuoksi ympäröivä räjähtävä kaasu ei syty. Asian ydin tässä on seuraava. Malardin ja Leshatelierin tutkimuksista (katso Kaasuräjähdykset ) seuraa, että suokaasun ja ilman seokset palavat nopeasti (räjähdyksellä) 650°:n syttymislämpötilassa vasta, kun tämä lämpötila on kestänyt noin 10 sekuntia, ja että tämä on räjähdysmäisen palamisen hidastuminen vähenee lämpötilan noustessa, esimerkiksi 1000 °:ssa se on noin 1 sekunti. Olettaen, että sama suhde säilyy myös korkeammissa lämpötiloissa, toisaalta, kun otetaan huomioon, että pienten räjähteiden räjähdys tapahtuu lähes välittömästi, voimme luonnollisesti kuvitella sellaisia olosuhteita, joissa panosten räjähdykset eivät tule kosketuksesta huolimatta sytytä jälkimmäinen. Itse asiassa hetkellisen räjähdyksen kaasumaiset tuotteet säilyttävät kohonneen lämpötilansa vain merkityksettömän sekunnin murto-osan, koska ne jäähtyvät erittäin nopeasti laajentuessaan ja sekoittuessaan ympäröivään ilmakehään. Näin ollen mitä alhaisempi räjähdysainepanoksen palamislämpötila on, sitä pienempi on mahdollisuus räjähtävän kaasun syttymiseen. Erityinen ranskalainen komissio päätyi monien tässä yhteydessä tekemiensä kokeiden ("Mé morial des Poudres et Salpetres", osa II) perusteella siihen johtopäätökseen, että räjähteiden, jotka eivät sytytä tulipalon happivetykaasua, tulisi kehittää palamislämpötila ei yli 1900° tai edes 1500°. Lämpötilan alentamiseksi räjähdysten aikana tähän rajaan ehdotetuista erilaisista keinoista (porareikien tukkiminen vedellä, suolojen sekoittaminen kiteytysveden kanssa panoksiksi jne.) tehokkain oli typpi-ammoniakkisuolan lisääminen räjähteisiin, koska tämä suola , joka hajoaa samalla kun muodostuu vettä, typpeä ja happea, muodostaa kylmempiä kaasuja (lämpötila 1130° laskettuna kaavalla), ja jälkimmäiset sekoittuessaan räjähteen kaasuihin tuottavat niiden uskollisemman jäähtymisen haluttu raja. Näin kaivoksissa voidaan tehdä enemmän tai vähemmän turvallisia räjäytystyötä esimerkiksi kaikenlaisilla räjähteillä. pyroksiliinilla, dynamiiteilla jne., mutta typpi-ammoniakkisuolan läsnäolo pitkän varastoinnin aikana voi kiihdyttää hajoamista jälkimmäisessä ja yleensä pilaantua tavalla tai toisella; toisaalta näillä räjähteillä saavutettu lämpötilan lasku on usein riittämätön, esimerkiksi sekoitus: typpi-ammoniakkosuola - 80 %; pyroksyliini - 20%, laskennallisesti antaa lämpötilan 1930 °. Samaan aikaan kun S. Favier kehittää lämpötiloja lähellä tätä arvoa, jo normaalissa suhteessa; esimerkiksi vahvimmalle niistä nro 1 A lasketaan 2139 °. Samanaikaisesti mikään ei estä lisäämästä typpi-ammoniakkisuolan osuutta niissä, ja sitten saadaan paljon alhaisempia lämpötiloja; siis grizuniitille (roche) 1875° ja grizuniitille (sohva) 1445°. Ilmeisesti kaksi viimeistä koostumusta täyttävät juuri edellä mainitun Ranskan komission vaatimuksen räjähteistä, jotka ovat turvallisia paloveden kanssa.
Muista samaan typpi-ammoniakkisuolan räjähteiden ryhmään kuuluvista koostumuksista mainitaan tässä muuten vain seuraavat: