Favoritföreningar är sprängämnen från den grupp som har ett kväve-ammoniumsalt som bas. Används för gruvsprängning .
Kväve-ammoniaksalt under förhållanden med den snabbaste och starkaste uppvärmningen kan sönderdelas med en explosion enligt ekvationen:
NH4NO3 \u003d 2H2O + N2 + 0,5O 2.Implementeringen av sådana förhållanden för stora laddningar är dock inte möjlig att uppnå, åtminstone med hjälp av säkringar eller tändpatroner som är obetydliga i vikt, eftersom mängden värme som utvecklas under sönderdelningen enligt ovanstående ekvation inte är tillräckligt stor för att stödja den explosiva processen från lager till lager. Blandningar av kväve-ammoniaksalt med olika brännbara kolväteämnen exploderar lättare, eftersom de senare, som brinner på grund av överskottet av syre som finns i NH 4 NO, ökar mängden värme som frigörs och ökar uppvärmningen från lager till lager. Blästring uppnås enklast när de inblandade brännbara ämnena nitreras, eftersom den separerade värmen och lager-för-lager uppvärmningen då ökar ännu mer. Beroende på de inblandade brännbara ämnena har olika författare föreslagit flera explosiva blandningar som skiljer sig i namn på den angivna grunden. Dessutom, om nitratkolväten ersätts med rena kolväten, tillsätts ibland små mängder salpeter- eller bartolitsalt till blandningen för att underlätta sprängning, till exempel till Westfalite, som är en blandning av kväve-ammoniaksalt med gummi.
I de Favier-kompositioner som behandlas i denna artikel används nitronaftalener av olika grader av nitrering som brännbara ämnen. Deras tillverkning och egenskaper har nu studerats i detalj, och allt som fastställts för dem kan mer eller mindre gälla andra sprängämnen i samma grupp. Lägg märke till att:
Tillverkning består av följande delar:
För att göra detta, använd en av tre metoder:
Den senare metoden är fördelaktig när någon form av nitrering samtidigt utförs på anläggningen. I detta fall utförs operationen i lerkärl nedsänkta i rinnande kallt vatten, varvid man tillsätter i varje 200 liter svag salpetersyra och tillsätter sedan lite i taget vattenhaltig ammoniak, så att temperaturen om möjligt inte stiger; Slutligen tillsätts en liten mängd kaustikbaryt för att fälla ut eventuell svavelsyra som kan vara närvarande. Om de ursprungliga materialen måste köpas, är ovanstående första och andra metoder mer lönsamma. Vid användning av dubbel sönderdelning av natriumnitrat med svavelhaltigt ammoniumsalt är det nödvändigt att kyla lösningarna kraftigare; vid -15° fälls svavelhaltiga natriumsalt ut fullständigt, och rent kväve-ammoniaksalt blir kvar i vattenlösningen (Benker). Under inverkan av koldioxid på en lösning av natriumnitrat i vattenhaltig ammoniak fälls det resulterande bikarbonatet av soda ut och separeras genom filtrering, och kväve-ammoniaksalt erhålls från lösningen i rent tillstånd genom en serie kristallisationer. För att separera kväve-ammoniaksaltet från lösningar som innehåller det, förkondenseras de senare genom förångning i dubbelbottnade gjutjärnspannor som värms upp med ånga tills de visar 35 ° - 36 ° Baume. Därefter hälls de heta lösningarna i gjutjärnsemaljerade kristallisationstankar; för att förhindra bildandet av stora kristaller, omrörs vätskan då och då; det är bättre när kristallisation sker i en alkalisk miljö, för vilken lite ammoniak tillsätts till den kristalliserande vätskan. Efter att moderluten tömts vid slutet av kristallisationen, pressas kristallerna ut i en centrifug, och endast ca 2 % fukt finns kvar i dem, och i detta tillstånd kan de användas direkt för framställning av explosiva blandningar.
Mononitro-, dinitro- och trinitronaftalener används beroende på syftet med den explosiva sammansättningen.
Vägda mängder nitronaftalen och kväve-ammoniaksalt blandas vanligtvis under löpare, som är helt lika de som används vid tillverkning av svartkrut, men lättare; dessutom anordnas här uppvärmning med hjälp av en lämpligt placerad rörledning, på grund av vilken en större torrhet av S. uppnås och å andra sidan mononitronaftalen, som mjuknar vid ca 40°, bättre införs i kornen av kväve-ammoniaksalt. Med användning av di- och trinitronaftalener, på grund av deras högre smältpunkter, spelar denna uppvärmning ingen roll. För bearbetning tas bokmärken på 35 kg av blandningen; gnuggningen fortsätter i 1 timme. De resulterande kakorna, torkade i 24 timmar, krossas för hand och bearbetas sedan i roterande fat med en 2,5 mm maskvidd. Vid en rotationshastighet på 30 varv i 1' ett fat i 10 timmar. arbete ger ca 1000 kg spannmål. Damm separeras genom silning i silar med 0,55 mm hål. Spannmålsutbyte 40-50%. Dammet förvandlas igen till korn genom bearbetning under skenorna i 30 minuter. Kokta spannmål torkas sedan till 0,2 % fuktighet. För att göra detta hälls de i ett speciellt rum i träbrickor som mäter 0,60 × 0,50 m med en glasbotten, 5-7 kg vardera, och dessa brickor placeras på hyllor av något som värms upp underifrån av en ångledning; temperaturen håller sig runt 40°; torkning varar 7-8 timmar. Torra korn hälls i zinklådor med ett fyrkantigt hål på den övre väggen med en sidostorlek på 0,14 m; detta hål, när det är fyllt, försluts omedelbart hermetiskt med ett zinklock, förseglas med hjälp av Darce-legeringen. De fysiska konstanterna för de färdiga kornen är följande:
Kornen förs till pressen och här, beroende på patronernas storlek, hängs de i portioner från 50 till 300 g på små Roberval-vågar, anpassade på ett sådant sätt att när den erforderliga mängden S. hälls på koppen med hjälp av en speciell sked, denna kopp lutar av sig själv och provet, glidande, faller in i pressens laddningskammare, där det pressas så att det finns ett tomrum längs cylinderns axel för placering av detonatorn. Allt detta görs mycket snabbt, så att medan en arbetare väger upp en ny laddning, stiger kolven tillsammans med den färdiga pressade patronen till toppen av pressen, och en annan arbetare tar bort denna patron i en närliggande låda.
De pressade cylindrarna överförs till bordet från ett bad av låg höjd fyllt med paraffin, som hålls smält med hjälp av en ångledning. Genom att blötlägga ett papper av lämplig storlek i detta bad, lindar arbetaren snabbt patronen, och medan paraffinet ännu inte har hunnit härda, stänger han en av ändarna på skalet. Därefter överförs patronerna till ett annat bord, där deras inre tomma del är fylld med en pulverformig komposition och den andra änden av det vaxade skalet stängs. Ett känt antal sådana inslagna patroner placeras sedan i en gallerkorg och nedsänks, tillsammans med den senare, i smält paraffin, varefter det återstår endast för att låta överskottet paraffin rinna av, och beredningen av pressade patroner avslutas. För vissa speciella sorter, t.ex. grizuniter; pressning används inte alls och patronerna är fyllda med pulverformig C. I det här fallet används speciella reedingmaskiner, vars beskrivning vi inte kommer att skriva in. Färdiga vaxade patroner placeras i 2,5 kg rektangulära kartonger, som, inslagna i papper, även nedsänks i smält paraffin för att ytterligare skydda mot fukt. Istället för kartonger används även zinkboxar för förvaring av patroner, förseglade med hjälp av Darce-legeringen. Dessa lådor ingår även i trälådor. Följande S. Favier tillverkas i Frankrike på det sätt som beskrivs:
Nr 1:a A
Nr 1:a B
Nr 2
Nummer 3
Grader nr 1 till 4 kräver sprängning primers med 1 g kvicksilver fulminat, och det är nödvändigt att primers är i direkt kontakt med en pulveriserad detonator (se fig. 1). Mängden kvicksilverfulminat som krävs för korrekt detonation ökar i allmänhet snabbt med graden av kompression av patronerna, t.ex. grad 1 vid en densitet av 1,00 exploderas lätt med 0,75 g kvicksilverfulminat, men vid en densitet av 1,25 krävs det redan 2 g av detta salt. Alla betyg är chockokänsliga; t.ex. Nr 1, den mest kraftfulla, exploderar inte när en stållast på 4 kg faller från en höjd av 4 meter, vilket resulterar i att deras transport inte utgör någon fara. Dessutom är de okänsliga för temperaturförändringar i olika klimat och är inte föremål för några förändringar från frost. I båda dessa avseenden representerar de en otvivelaktig fördel gentemot dynamit (se), med vilken de kan jämföras i sin styrka och verkan. De senare är emellertid underlägsna i följande avseenden: patronernas hårda konsistens hindrar brunnarna från att fyllas ordentligt; å andra sidan kräver deras densitet, som är mindre än dynamiternas, mer voluminösa borrhål för att uppnå samma effekt; Slutligen är för hög fuktkänslighet också obekvämt, eftersom till och med 1 % absorberat vatten är tillräckligt för att göra blästring extremt svår. Den explosiva kraften hos sorter från nr 1 till nr 4 minskar gradvis: 1:an är nära dynamit med 75 % nitroglycerin, de andra nr motsvarar svagare dynamit, vilket är lätt att verifiera med en enkel beräkning, särskilt eftersom deras sönderdelning under en explosion förutses a priori, som för sprängämnen som innehåller tillräckligt med syre (se Sprängämnen); till exempel, nr 1 A sönderdelas enligt ekvationen:
C10N6(NO2)2 + 19NH4NO3 = 10CO2 + 41H2O + 20 N2.Det faktum att C. Favier, med en tillräcklig mängd syre, sönderdelas under en explosion till helt oxiderade produkter (utan bildning av giftig kolmonoxid och andra brännbara gaser), gör dem mycket bekväma för underjordisk sprängning. I denna applikation har de ytterligare en fördel, som är mycket viktig i de fall explosiv gas uppträder i underjordiska gallerier, nämligen när de exploderar utvecklas en relativt låg temperatur, på grund av vilken den omgivande explosiva gasen inte antänds. Kärnan i saken här är som följer. Det följer av studierna av Malard och Leshatelier (se Gasexplosioner ) att blandningar av sumpgas med luft genomgår snabb förbränning (med en explosion) vid en antändningstemperatur på 650° först efter att denna temperatur varat i cirka 10 sekunder, och att detta är en avmattning i explosiv förbränning minskar med ökande temperatur, till exempel vid 1000° är det cirka 1 sekund. Om vi antar att samma förhållande även bibehålls vid högre temperaturer, å andra sidan, med hänsyn till att detonationen av små sprängladdningar sker nästan omedelbart, kan vi uppenbarligen föreställa oss sådana förhållanden under vilka explosioner av laddningar, trots kontakt med brandgas, inte kommer att tända den senare. I själva verket behåller de gasformiga produkterna från en momentan explosion sin förhöjda temperatur under endast en obetydlig bråkdel av en sekund, eftersom de kyls extremt snabbt av sin expansion och blandning med den omgivande atmosfären. Ju lägre förbränningstemperaturen för den explosiva laddningen är, desto mindre är chansen för antändning av explosiv gas. En särskild fransk kommission kom, på grundval av många av sina experiment ("Mé morial des Poudres et Salpetres", vol. II) i detta avseende, till slutsatsen att explosiva ämnen som inte antänder brandgas bör utveckla en förbränningstemperatur på ca. inte över 1900° eller ens 1500°. För att sänka temperaturen under explosioner till denna gräns, av de olika föreslagna metoderna (vattentäppning av borrhål, blandning av salter med kristallisationsvatten till laddningar, etc.), var det mest effektiva tillsatsen av kväve-ammoniaksalt till sprängämnen, eftersom detta salt , som sönderdelas med bildning av vatten, kväve och syre samtidigt, bildar kallare gaser (med en temperatur på 1130 ° beräknat med formeln), och de senare, blandade med gaserna från sprängämnet, producerar deras mer trogna kylning för att önskad gräns. På så sätt går det att göra mer eller mindre säker sprängning i gruvor med till exempel alla möjliga sprängämnen. med pyroxylin, dynamiter, etc., men närvaron av kväve-ammoniaksalt under lång lagring kan excitera sönderdelning i den senare och i allmänhet förstöra på ett eller annat sätt; å andra sidan är temperatursänkningen som uppnås med dessa sprängämnen ofta otillräcklig, till exempel en blandning av: kväve-ammoniaksalt - 80%; pyroxylin - 20%, genom beräkning, ger en temperatur på 1930 °. Samtidigt som S. Favier utvecklar temperaturer nära detta värde, redan i normala proportioner; till exempel, för den starkaste av dem nr 1 A, beräknas 2139 °. Samtidigt hindrar ingenting att öka andelen kväve-ammoniaksalt i dem, och då kommer mycket lägre temperaturer att erhållas; så, för grizunite (roche) 1875° och grizunite (soffa) 1445°. Uppenbarligen uppfyller de två sista kompositionerna just ovanstående krav från den franska kommissionen för sprängämnen som är säkra i närvaro av brandgas.
Av de andra sammansättningarna som hör till samma grupp av sprängämnen med kväve-ammoniaksalt nämner vi här förresten endast följande: