(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. C06B 47/14 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2012/23 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Kompozycje emulsyjnych materiałów wybuchowych i metody ich wytwarzania (30) Pierwszeństwo: US (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2010/16 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2012/11 (73) Uprawniony z patentu: Maxamcorp Holding, S.L., Madrid, ES (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 CARL LUBBE, Charleston, US JOSEPH OLIPHANT, Cross Lanes, US (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Rafał Witek WTS RZECZNICY PATENTOWI WITEK, ŚNIEŻKO I PARTNERZY ul. R. Weigla Wrocław Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 PZ/1663/RW 2 EP B1 Opis Dziedzina wynalazku [0001] Niniejszy wynalazek jest poświęcony kompozycjom materiałów wybuchowych emulsyjnych wrażliwych na detonatory zawierające azotan heksaminy oraz metodom ich wytwarzania. Tło wynalazku [0002] Materiały wybuchowe emulsyjne są zazwyczaj wytwarzane jako emulsje typu woda w oleju w procesach zachodzących w temperaturach z przedziału od 40 do 100 C. Faza wodna (utleniacz) zazwyczaj zawiera roz twór przesycony azotanu amonu (saletry amonowej), azotanów metali alkalicznych, tak jak azotanu sodu, azotanu wapnia, etc. lub też inne depresatory temperatury krystalizacji dla wyższych temperatur. Faza utleniacza będzie krystalizowała jeśli zostanie schłodzona poniżej temperatury przesycenia, tak więc musi być podtrzymywana w wyższej temperaturze podczas procesu wytwarzania. Zależnie od składu fazy utleniacza i od temperatury krystalizacji użytego depresatora (lub depresatorów), typowa temperatura krystalizacji typowego depresatora mieści się w przedziale temperatur od 30 do 100 C. [0003] Faza olejowa (paliwowa) zazwyczaj zawiera olej mineralny lub roślinny, co najmniej jeden środek powierzchniowo czynny oraz inne środki modyfikujące lepkość, takie jak woski, wielkocząsteczkowe oleje ciężkie, etc. Faza olejowa jest również utrzymywana w wysokiej temperaturze podczas procesu wytwarzania, by zapobiec przedwczesnej krystalizacji fazy utleniacza. Emulsja wytwarzana jest w mikserze o wysokich siłach ścinających, które są w stanie rozdrobnić środek utleniający na kropelki o wielkości rzędu mikronów, otoczone fazą olejową. Unikalną właściwością wybuchowej emulsji typu woda w oleju jest to, że faza utleniacza może zostać schłodzona poniżej temperatury przesycenia, gdy emulsja jest już uformowana, bez efektu krystalizacji kropelek utleniacza. Jednakże, nadmierne i zbyt szybkie wychłodzenie emulsji spowoduje, że kropelki emulsji gwałtownie skrystalizują, powodując, że emulsja stanie się niewrażliwa oraz wybuchowa. Tak jak przywołane tu odwołanie, temperatura krystalizacji emulsji odnosi się do temperatury krystalizacji fazy utleniacza, która to odnosi się do temperatury rozpoczęcia się procesu krystalizacji, np. roztworu azotanu amonowego oraz do temperatury krystalizacji depresatora. [0004] Wrażliwość emulsji wybuchowych do detonacji przez uderzenie jest regulowana poprzez ilość wody w emulsji. Materiały wybuchowe emulsyjne wrażliwe na detonatory mogą zostać wykonane jedynie z azotanu amonowego (saletry amonowej) oraz wody jako fazy utleniacza, ale temperatura inicjująca krystalizację (punkt krystalizacji) dla

3 PZ/1663/RW 3 EP B1 tych związków jest na takim poziomie, że nie można zagwarantować odpowiedniej długości czasu przechowywania takiego produktu. Problemem jest to, że kropelki fazy związku utleniacza w emulsji ulegają przechłodzeniu i krystalizacji w temperaturze pokojowej, co powoduje, że staje się ona niewrażliwa na detonacje. Azotan sodu oraz nadchloran sodu były powszechnie stosowane by obniżyć temperaturę krystalizacji (punkt krystalizacji) dla materiałów wybuchowych emulsyjnych wrażliwych na detonatory, przy utrzymaniu tej samej zawartości wody w emulsji, tak by zapewnić jej wrażliwość detonacyjną. [0005] Wśród amerykańskich zgłoszeń patentowych opisujących zastosowanie materiałów wybuchowych emulsyjnych oraz zastosowanie związków obniżających punkt krystalizacji, znajdują się zgłoszenia patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki numer 3,447,978 - twórca Harold F. Bluhm; EP ; oraz zgłoszenia patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki o numerach 4,110,134; 4,138,281; 4,149,916; oraz 4,149,917 - twórca Charles G. Wade. Dodatkowo, w innym zgłoszeniu patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki o numerze 5,244,475; twórcy C. Mick Lownds oraz Steven C. Grow, opisano zastosowanie środków sieciujących w materiałach wybuchowych emulsyjnych. [0006] Mimo że dodanie azotanu sodu do związku utleniacza obniża temperaturę krystalizacji emulsji, zauważono również, że azotan sodu powoduje desensybilizację emulsji. Mikrobąbelki lub pęcherzyki gazu były stosowane w materiałach wybuchowych emulsyjnych jako wysokoaktywne ogniska uwrażliwiające emulsję, które to są znane ze zwiększania wrażliwości materiału wybuchowego emulsyjnego. Odpowiednio, w emulsjach, z zastosowaniem azotanu sodu jako depresatora do obniżenia temperatury krystalizacji, należy wprowadzić więcej mikrobąbelków lub pęcherzyków gazu, jako sensybilizator, by zachować wrażliwość detonacyjną [0007] Emulsje zawierające azotan sodu jako depresator do obniżenia temperatury krystalizacji mogą być wytworzone jedynie o gęstościach poniżej 1.22 g/cm 3. Emulsje zawierające nadchloran sodu do obniżenia punktu krystalizacji mogą być wytworzone jedynie o gęstościach poniżej 1.32 g/cm 3. Skutkuje to wyższą prędkością detonacji, wyższą gęstością energii w otworze i ogólnie lepszymi osiągami. Dlatego, nadchloran sodu był wybierany jako eliminator punktu krystalizacji dla pozyskania najlepszej jakości materiałów wybuchowych emulsyjnych. [0008] W USA zastosowanie nadchloranu sodu zostało zabronione w kilku Stanach z powodu obiekcji dotyczących możliwego zanieczyszczenia wód gruntowych. Dodatkowo, nadchloran sodu staje się coraz droższy i niektóre kraje rozważają wprowadzenie restrykcji dotyczących jego importu i transportu.

4 PZ/1663/RW 4 EP B1 Tak więc, wciąż istnieje potrzeba znalezienia tańszej i bardziej odpowiedniej alternatywy, przy zachowaniu korzyści (wysoka prędkość detonacji, wysoka gęstość energii, etc.) płynących z nadchloranu sodu. [0009] Możliwe znane alternatywne związki do obniżenia punktu krystalizacji to azotan sodu, azotan wapnia, azotan monometyloaminy (MMAN) lub azotan heksaminy (HNS). Jak stwierdzono powyżej, problemem związanym z zastosowaniem azotanu sodu jest desensybilizacja emulsji, co wiąże się z koniecznością wprowadzenia większej ilości mikrobąbelków lub pęcherzyków gazu, co zwiększa koszt, a obniża ogólne osiągi. [0010] Azotan monometyloaminy (MMAN) jest bardzo dogodnym związkiem do obniżenia punktu krystalizacji i był powszechnie stosowany w wodnych, żelowych materiałach wybuchowych, ale nie w emulsjach. Jednym z problemów związanych z zastosowaniem azotanu monometyloaminy, jest to, że jej transport jest zabroniony na terenie USA. Kolejnym problemem jest, to że azotan monometyloaminy podczas krystalizacji wysycha i staje się wrażliwy na detonacje. Tak więc, zastosowanie azotanu monometyloaminy musi odbyć się w miejscu docelowym, jeśli ma być on zastosowany w materiale wybuchowym. Należy więc, zachować szczególną ostrożność, by zapobiec wysychaniu i formowaniu się wrażliwych kryształów. Wymaga to uważnego przetestowania instalacji rurowej ze względu na nieszczelności i jej starannej konstrukcji, zapobiegającej krystalizowaniu się azotanu monometyloaminy w jakimkolwiek jej miejscu. Oprócz niebezpieczeństw związanych z transportem, przechowywaniem i zastosowaniem azotanu monometyloaminy, bardzo kosztowne jest wybudowanie fabryki, która może bezpiecznie wytwarzać azotan monometyloaminy. Jednym z powodów wysokiego kosztu jest zastosowanie bezwodnika monometyloaminy, jednego z komponentów zasilających proces wytwarzania azotanu monometyloaminy, który to jest palnym gazem i musi być przechowywany pod ciśnieniem w stanie ciekłym. [0011] Azotan heksaminy (HNS) jest również stosowany jako depresator służący do obniżenia punktu krystalizacji i również może być stosowany do poprawienia w materiałach wybuchowych ich wrażliwości i prędkości detonacji przy gęstościach emulsji do wartości 1.35 g/cm 3. Jednakże, azotan heksaminy ma jedną główną wadę jako depresator punktu krystalizacji, która to ogranicza jej zastosowanie w materiałach wybuchowych emulsyjnych. Mianowicie, w wysokich temperaturach azotan heksaminy gwałtownie rozpada się na formaldehyd i amoniak, tracąc właściwości depresatora temperatury krystalizacji, jakie zapewniał azotan heksaminy. Podsumowanie [0012] Niniejszy wynalazek dotyczy kompozycji materiałów wybuchowych emulsyjnych wrażliwych na detonatory, zawierających fazę utleniacza oraz fazę paliwową. Faza

5 PZ/1663/RW 5 EP B1 utleniacza zawiera przesycony roztwór azotanu amonowego w wodzie. Faza paliwowa zawiera co najmniej jeden olej i odpowiedni emulgator, tak by zapewnić dyspersję fazy utleniacza w fazie paliwowej. Dodatkowo, oprócz wodnego roztworu azotanu amonowego w fazie utleniacza, oleju, oraz emulgatorów w fazie paliwowej, materiał wybuchowy emulsyjny może zawierać jeden lub więcej wosków, środki sieciujące, granulki azotanu amonowego, glin, mikrobąbelki, pęcherzyki gazu lub inne konwencjonalne składniki. Dodatkowo, emulsyjna kompozycja materiału wybuchowego prezentowana w opisie niniejszego wynalazku zawiera co najmniej jeden depresator temperatury krystalizacji. Depresator temperatury krystalizacji zawiera korzystnie azotan heksaminy. [0013] Prezentowany wynalazek dotyczy metod wytwarzania kompozycji materiałów wybuchowych emulsyjnych wrażliwych na detonatory w reaktorze. Reaktor może zawierać jeden lub więcej mikserów, mieszalników, elementów chłodzących, elementów podgrzewających, zbiorników lub innych elementów wyposażenia, niezbędnych do wytwarzania opisywaną metodą. Kompozycja materiału wybuchowego emulsyjnego może być wytwarzana poprzez wprowadzenie do reaktora roztworu azotanu amonu do wody, fazy olejowej oraz depresatora temperatury krystalizacji. Roztwór azotanu amonu może być podtrzymywany w temperaturze około 90 C lub wyższej by zapobiec nasyceniu lub przesyceniu się roztworu i by zapobiec krystalizacji roztworu azotanu amonu, zanim zostanie wprowadzony do reaktora. Roztwór azotanu amonu, faza olejowa oraz depresator temperatury krystalizacji są wymieszane w reaktorze w celu stworzenia emulsji typu woda w oleju. Reaktor utrzymywany jest w temperaturze około 90 C lub wyższej i po mniej niż 24 godzinach do reaktora jest wprowadzany depresator temperatury krystalizacji. Korzystniej, reaktor utrzymywany jest w temperaturze około 90 C lub wyższej i wprowadzenie depresatora odbywa się po mniej 12, lub jeszcze bardziej korzystnie po mniej niż 1 godzinie. [0014] Wyżej opisywana metoda może być przeprowadzana w rozmaitych odmianach konfiguracji rozwiązań produkcyjnych, uwzględniając proces okresowy i proces ciągły. Na przykład, reaktor może uwzględniać reaktor procesów okresowych. Roztwór azotanu amonu, faza olejowa, depresator temperatury krystalizacji mogą być wprowadzone w dowolnej kolejności do reaktora procesów porcjowych i wymieszane w celu otrzymania emulsyjnej kompozycji wybuchowej. Podobnie, reaktor może uwzględniać reaktor procesu ciągłego, zawierając co najmniej mikser emulsji przystosowany do mieszania roztworu azotanu amonu oraz fazy olejowej. W niektórych rozwiązaniach produkcyjnych, może być korzystne przechowywanie roztworu azotanu amonu, fazy olejowej i depresatora temperatury krystalizacji oddzielnie, zanim zostaną

6 PZ/1663/RW 6 EP B1 wymieszane w mikserze do emulsji i/lub zanim zostaną wprowadzone do miksera by uformować strumień zasilający mikser do emulsji. [0015] Te, jak i inne cechy i korzyści niniejszego wynalazku staną się bardziej czytelne na podstawie poniższego opisu lub wynikną z przedstawionych poniżej metod. Zwięzły opis figur rysunku [0016] W celu lepszego zrozumienia wyżej wspomnianych i innych cech oraz korzyści niniejszego wynalazku, bardziej szczegółowe opisy prezentowanych kompozycji i metod zwięźle opisywanych powyżej, będą przedstawiane w postaci odwołań do specyficznych realizacji wynalazku, które są zilustrowane na załączonych figurach. Należy przyjąć, że figury te uwidaczniają jedynie niektóre z typowych realizacji opisywanych metod, a zatem nie ograniczają zakresu wynalazku, prezentowane kompozycje oraz metody będą opisane i wyjaśnione za pomocą dodatkowych wyszczególnień i detali, za pomocą załączonych figur rysunku, na którym: [0017] Fig.1 to schematyczny diagram procesu ilustrujący metodę wytwarzania kompozycji materiałów wybuchowych emulsyjnych według niniejszego wynalazku; [0018] Fig.2 to schematyczny diagram przepływu ilustrujący przykładowy porcjowy proces produkcji kompozycji materiałów wybuchowych emulsyjnych; oraz [0019] Fig.3 to schematyczny diagram przepływu ilustrujący przykładowy ciągły proces produkcji kompozycji materiałów wybuchowych emulsyjnych. Szczegółowy opis [0020] Korzystne realizacje wynalazku najlepiej będzie można zrozumieć w odniesieniu do załączonych figur rysunku. Składniki ogólnie opisane i zilustrowane na załączonych figurach, mogą być zaaranżowane i zaprojektowane w wielu rozmaitych konfiguracjach. W ten sposób, następujące poniżej opisy metod produkcji kompozycji emulsyjnych materiałów wybuchowych, jak przedstawiono na figurach od 1 do 3, nie mają na celu ograniczenia w jakikolwiek sposób zakresu niniejszego wynalazku, ale są jedynie reprezentacją korzystnych zastosowań wynalazku. [0021] Na Fig.1 przedstawiono schematyczny diagram przebiegu procesu dla sposobu 10 wytwarzania materiałów wybuchowych emulsyjnych wrażliwych na detonatory. W tym najbardziej podstawowym opisie, metody wytwarzania materiałów wybuchowych emulsyjnych zawartych w zakresie prezentowanego wynalazku zawierają źródło utleniacza 12, źródło paliwa 14 i źródło depresatora temperatury krystalizacji 16, których to zawartości zasilają reaktor 18, gdzie to są mieszane by uformować emulsję 64. Dodatkowo, ujęto źródło jednego lub więcej składników uzupełniających 20, które to mogą być wprowadzane do reaktora 18 w celu zmodyfikowania charakterystyki

7 PZ/1663/RW 7 EP B1 materiału wybuchowego emulsyjnego. Emulsja 64 wytwarzana w reaktorze 18 opuszcza reaktor, jest pakowana, przechowywana, lub w przeciwnym razie przetwarzana dalej w urządzeniu wykańczającym 22 dla zastosowania jako emulsyjna kompozycja materiału wybuchowego. W niektórych realizacjach wynalazku, proces od wprowadzenia depresatora temperatury krystalizacji do reaktora, po zapakowanie kompozycji emulsyjnego materiału wybuchowego może trwać mniej niż około 24 godziny, mniej niż około 12 godzin, lub korzystnie mniej niż około 1 godzinę. W innych realizacjach wynalazku, w procesie możliwe jest wytworzenie ustabilizowanej kompozycji emulsyjnego materiału wybuchowego w okresie krótszym niż około 24 godziny, krótszym niż około 12 godzin, lub korzystnie krótszym niż około 1 godzinę podczas gdy sam proces pakowania może nastąpić później. [0022] Źródło utleniacza 12 może być zaadaptowane by przechowywać lub zmagazynować fazę utleniacza 24 by zasilić reaktor poprzez strumień zasilania utleniaczem 26. Konfiguracja źródła utleniacza 12 jak i sposób w jaki faza utleniacza zasila reaktor 18 może się różnić, w zależności od kompozycji fazy utleniacza 24. Na przykład, źródło utleniacza 12 może być wyposażone w mikser 44. Dodatkowo, lub alternatywnie, faza utleniacza 24 może krystalizować w temperaturze otoczenia i źródło utleniacza 12 może być wyposażone w podgrzewacz i/lub elementy do kontroli temperatury by utrzymać fazę utleniacza 24 powyżej jej temperatury krystalizacji. Podobnie, inne jest w przypadku pozostałych źródeł takich jak, źródła paliwa 14, źródła depresatora temperatury krystalizacji 16, jak i źródła składników uzupełniających 20, które to mogą być wyposażone w mikser 44, i/lub inne komponenty odpowiednie do utrzymania przechowywanego komponentu w postaci i warunkach. [0023] Jedna z przykładowych faz utleniacza 24 składa się z roztworu azotanu amonu zawierającego około 87.5% azotanu amonu i około 12.5% wody. Inne stężenia roztworów azotanu amonu również mogą być wykorzystywane jako faza utleniacza. Podobnie, faza utleniacza może zawierać inne komponenty, które to komponenty korzystnie nie są ujęte negatywnym wpływem warunków źródła fazy utleniacza 12 i, które to komponenty korzystnie nie wywierają negatywnego wpływu na zdolność fazy utleniacza do zasilania reaktora płynnym strumieniem. Przykładowy roztwór 87.5/12.5 fazy utleniacza ma określoną temperaturę krystalizacji przy około 85 C. Stosownie do tego, źródło fazy utleniacza 12 zostanie zaadaptowane, by przechowywać fazę utleniacza 24, zawierająca przykładowy roztwór azotanu amonu i może zawierać zespół podgrzewacza zaadaptowany do kontroli temperatury fazy utleniacza 24 powyżej 85 C a korzystnie w około 95 C. Azotan amonu i roztwory azotanu amonu są dobrze znane i ich zastosowanie w materiałach wybuchowych jest podobnie dobrze udokumentowane. Jak zasugerowano, faza utleniacza 24 może obejmować każde

8 PZ/1663/RW 8 EP B1 korzystne stężenie roztworu azotanu amonu, lub roztworu otrzymanego z azotanu amonu wymieszanego z innymi solami azotanowymi, takimi jak azotan potasowy, azotan sodu, azotan wapnia, etc. i może być wytworzona w każdy odpowiedni sposób. [0024] Źródło paliwa 14, podobnie jak źródło utleniacza 12, może zostać zaadaptowane do przechowywania i/lub zaopatrzenia w fazę paliwową 28 by zasilić reaktor 18 poprzez strumień zasilania paliwem 30. Powszechnie uznana faza paliwowa 28 dla materiałów wybuchowych emulsyjnych typu woda w oleju zawiera, co najmniej jeden mineralny lub roślinny olej 32. Faza paliwowa 28 może również zawierać jeden lub więcej emulgatorów 34 i/lub środki modyfikujące lepkość 36, które to mogą być różne w zależności od pozostałych komponentów w materiale wybuchowym emulsyjnym i/lub w zależności od przewidywanego zastosowania wytwarzanego emulsyjnego materiału wybuchowego. Przykładowe proporcje będą ujawnione poniżej, jak również inne, pozostałe proporcje mogą być wdrożone zgodnie ze zrozumieniem przedstawionego ujawnienia. [0025] Kontynuując rozważania nad schematycznym diagramem dokonywania się procesu na Fig. 1, źródło depresatora temperatury krystalizacji 16 do zasilania reaktora 18, jest reprezentatywne dla wielu różnych konfiguracji instalacji procesowych, które mogą być zastosowane do zasilania procesu depresatorem punktu krystalizacji 38. Chociaż w materiałach wybuchowych emulsyjnych można zastosować wiele depresatorów punktu krystalizacji, to prezentowany tu depresator punktu krystalizacji zawiera zasadniczo roztwór azotanu heksaminy. Inne dogodne roztwory amin niewchodzące w część wynalazczą mogą zawierać mocznik oraz mono-, di-, oraz trietanolaminę. Inne dogodne roztwory azotanów amin niewchodzące w część wynalazczą mogą zawierać azotan mocznika, oraz azotany etanolamin (na przykład azotan mono-, di-, tri-etanolaminy). Depresator temperatury krystalizacji 38 może zasilać reaktor 18 poprzez strumień zasilania depresatorem 40. [0026] Jak zilustrowano na Fig. 1, strumień zasilania utleniaczem 26, strumień zasilania paliwem 30, oraz strumień zasilania depresatorem 40; każdy z nich zawiera pompę 42 w strumieniu zasilania. Pompy 42 to przykładowe różne wyposażenie jakie może zostać włączone do strumieni zasilania ze źródeł 12, 14, 16, 20 by udogodnić opisywaną tu metodę. [0027] Materiały wybuchowe emulsyjne wrażliwe na detonatory są znane od wielu lat. Jak jest opisywane powyżej, podstawowe składniki azotanu amonu i źródła paliwa zostały uzupełnione przez te lata w różnorodne inne komponenty, które dostarczają wiele różnorodnych korzyści emulsjom. Źródło komponentów uzupełniających 20 na Na Fig. 1 przedstawiono większą liczbę urządzeń, które mogą być użyte do wprowadzenia wielu składników uzupełniających 50 do reaktora 18 poprzez strumienie

9 PZ/1663/RW 9 EP B1 zasilania składnikami uzupełniającymi 48. Przykładowe składniki uzupełniające 46 mogą zawierać azotanu amonu w postaci granulek 52, mikrobąbelki 56. [0028] Jak zaprezentowano poniżej na Fig.2 i Fig.3, reaktor 18 może być skonfigurowany na wiele różnorodnych sposobów tak by uwzględnić wiele różnorodnych rodzajów wyposażenia procesu 58. Schematyczny diagram procesu przedstawiony na Fig.1 ilustruje, że reaktor 18 zawiera dogodną konfigurację, w której łączone są faza utleniacza 22, faza paliwowa 28, depresator temperatury krystalizacji 38 by wytworzyć opisywany emulsyjny materiał wybuchowy wrażliwy na detonator. Podobnie, urządzenie wykańczające 22 ilustruje i reprezentuje różnorodne elementy wyposażenia procesu służące do pakowania, przechowywania i transportu, etc. gotowej kompozycji emulsyjnej. [0029] Jak przedstawiono powyżej, depresator temperatury krystalizacji 38 zawiera zasadniczo roztwór azotanu heksaminy. Roztwór azotanu heksaminy może być wytworzony poprzez połączenie heksaminy oraz kwasu azotowego w wodzie. Roztwór azotanu heksaminy może być wytwarzany w różnych stężeniach i różnorodność dogodnych stężeń może być użyta w zakresie ujawnienia niniejszego wynalazku. Przykładowy roztwór azotanu heksaminy zawiera 61.4% roztwór azotanu heksaminy w wodzie. [0030] Roztwór azotanu heksaminy o zawartości 61.4% azotanu heksaminy może być wytworzony poprzez dodanie wody do reaktora, który to może być źródłem depresatora temperatury krystalizacji 16, lub innym reaktorem zasilającym proces w depresator temperatury krystalizacji 16. Kolejno, jednocześnie mieszając i schładzając, do wody dodawana jest heksamina. Kolejno, dodawany jest powoli kwas azotowy, kontynuując jednocześnie mieszanie i schładzanie reakcji, tak by utrzymać temperaturę poniżej około 50 C. Reakcja jest kolejno schładzana do temperatury około 25 C do dalszego przechowania i zasilenia źródła depresatora krystalizacji 16. By dostarczyć roztwór azotanu heksaminy o stężeniu 61.4% azotanu heksaminy, heksamina oraz kwas azotowy mogą być wymieszane z wodą by ostatecznie proporcje kompozycji wagowo wyniosły 30.4 % wody, 43.9% heksaminy i 25.7% kwasu azotowego (68%). Końcowy roztwór azotanu heksaminy o stężeniu 61.4% w temperaturze 25 C może mieć gęstość _ g/cm 3 i ph od około 2.5 do około 7.0. Roztwory azotanu heksaminy o różnych stężeniach mogą mieć różne właściwości. Na przykład, gęstości od 1.1 g/cm 3 do 1.4 g/cm 3 są ujęte zakresem nniejszego wynalazku. [0031] W wysokiej temperaturze roztwór azotanu heksaminy ma tendencje do rozkładu na amoniak oraz gazy formaldehydowe. Oprócz zapachu amoniaku i/lub formaldehydu pojawiających się wraz z początkiem rozkładu zachodzącym w roztworze azotanu

10 PZ/1663/RW 10 EP B1 heksaminy, rozkład może być również monitorowany poprzez wzrost ph w roztworze. Odpowiednio, więc ph roztworu azotanu heksaminy może być odczytywane w źródle depresatora temperatury krystalizacji 16, by monitorować jakość depresatora temperatury krystalizacji 38, zasilającego reaktor1 8. Depresatory temperatury krystalizacji dla różnych kompozycji mogą mieć różnić się temperaturami przy, których może rozpocząć się rozkład, co może skutkować różnymi produktami rozkładu, ale podobne charakterystyki i/lub właściwości mogą być monitorowane dla różnych depresatorów temperatury krystalizacji, co zawiera się w zakresie prezentowanego wynalazku. Przykładowy roztwór azotanu heksaminy ma właściwą temperaturę krystalizacji na poziomie od około 5 C do około 10 C; zaobserwowano, że rozkład rozpoczyna się przy temperaturze powyżej około 30 C. Tak więc, roztwór azotanu heksaminy o stężeniu 61.4%, korzystnie może być przechowywany w temperaturach pomiędzy około 10 C i około 30 C by zapobiec krystaliz acji lub rozkładowi. Odpowiednio, źródło depresatora temperatury krystalizacji może być zaadaptowane do podtrzymywania depresatora 38 w tym zakresie temperatur. [0032] Materiały wybuchowe emulsyjne wrażliwe na detonatory mogą być zastosowane różnorodnych aplikacjach i kompozycja emulsyjnego materiału wybuchowego może się zmieniać by dostosować się do żądanej aplikacji. Przykładowa zmiana emulsyjnego materiału wybuchowego może dotyczyć zmiany obecności i/lub koncentracji jednego lub więcej komponentów uzupełniających. Na przykład, dogodna kompozycja emulsyjnego materiału wybuchowego może składać się z kompozycji bez komponentów uzupełniających takich jak aluminium czy też granulki azotanu amonu. Taka kompozycja może być przydatna w zastosowaniach, gdzie wymagana jest niższa energia, niski koszt materiału wybuchowego do zastosowania w otworach (np. średnice od 1 do 3.5 ). Do przykładowych zastosowań tej kompozycji o niskiej energii można zaliczyć zastosowanie jako urządzenia wspomagającego ANFO (od ang. AN ammonium nitrate/fuel oil = azotan amonu/paliwo naftowe), lub ogólnie do prac minerskich, wymagających wysokiej prędkości detonacji (VOD), przy relatywnie niskiej całkowitej energii. Dodatkowo kompozycje o wysokiej energii detonacji do zastosowań w otworach o mniejszych średnicach mogą być wytwarzane poprzez dodanie 6.0% aluminium do kompozycji i poprzez odpowiednie zróżnicowanie, któregoś z pozostałych stężeń. Dodatkowo, kompozycje o wysokiej energii detonacji do zastosowań w otworach o większych średnicach mogą być wytwarzane poprzez dodanie 5.9% aluminium oraz 15% granulek azotanu amonu. Przykładowe stężenia różnych składników pokazano w tabeli poniżej dla każdego z przykładowych składników opisywanych poniżej.

11 PZ/1663/RW 11 EP B1 Niskoenergetyczne Wysoka energia, mały otwór Wysoka energia, duży otwór Przykładowa kompozycja Azotan amonu (w roztworze) % wagowego udziału % wagowego udziału % wagowego udziału % wagowego udziału Azotan amonu granulki Azotan heksaminy Emulgator Wosk Olej mineralny Aluminium Woda Mikrobąbelki Ogółem Energia całkowita 749 cal/g 963 cal/g 1019 cal/g cal/g Bilans tlenu -0.34% -6.84% -2.77% -11,00% Gęstość Temperatura krystalizacji <80 C <80 C <80 C <80 C Dogodne stężenia mogą dotyczyć kompozycji o stężeniach z zakresu przedstawionego w ostatniej kolumnie powyższej tabeli. [0033] Depresatory punktu krystalizacji 38 były początkowo stosowane do obniżenia temperatury krystalizacji lub temperatury inicjacji temperatury krystalizacji fazy utleniacza 24. W przeszłości, depresatory temperatury krystalizacji były przechowywane razem z fazą utleniacza, w postaci roztworu i były wprowadzane do reaktora emulsyjnego 18 razem. Jednakże, roztwór azotanu amonu stosowany w fazie utleniacza 24 jest ogólne przechowywany w wyższych temperaturach by zapobiec krystalizacji. Na przykład, roztwór azotanu amonu o stężeniu 87.5% ma temperaturę właściwą krystalizacji na poziomie około 85 C i jest zasadn iczo przechowywany w temperaturach wyższych niż 90 C. Ze względu na rozkład depresatora temperatury krystalizacji wg prezentowanego wynalazku, metoda wg prezentowanego wynalazku zaleca przechowywanie depresatora temperatury krystalizacji 38 oddzielnie od fazy utleniacza 24 do momentu wprowadzania do reaktora 18 dla połączenia w emulsyjny materiał wybuchowy. Odpowiednio, czas, w którym depresator punktu krystalizacji jest podtrzymywany w wyższej temperaturze jest skracany, tym samym minimalizując rozkład depresatora temperatury krystalizacji i zachowując jego właściwości oraz dopuszczalny okres przechowywania kompozycji emulsyjnego materiału wybuchowego. [0034] Kompozycje materiałów wybuchowych emulsyjnych są ogólnie opracowywane pod kątem ich właściwości detonacyjnych (przykładowo: całkowita energia, prędkość

12 PZ/1663/RW 12 EP B1 detonacji, wrażliwość detonacyjna, etc.) jak i ze względu na dopuszczalny okres przechowywania (przykładowo: odporność na warunki przechowywania i zachowanie właściwości detonacyjnych po czasie). Niektóre kompozycje mogą mieć idealne właściwości detonacyjne, ale krótki dopuszczalny okres przechowywania, co powoduje, że tracą one potencjalną zdolność do ogólnego zastosowania. Jak opisywane jest powyżej, ogólnie wiadomo, że kompozycje emulsyjnych materiałów wybuchowych zachowują swoje właściwości detonacyjne w temperaturach poniżej temperatury krystalizacji roztworu azotanu amonu już gdy emulsja została ukształtowana. Jednakże, bez depresatorów punktu krystalizacji 38 w kompozycji emulsyjnej, ta oto kompozycja ulega przechłodzeniu w wyższym stopniu w warunkach normalnego przechowywania (przykładowo w temperaturze pokojowej), niż porównywalna kompozycja emulsyjna z zwartością depresatorów punktu krystalizacji. Powoduje to zupełnie krótszy dopuszczalny okres przechowywania, spowodowany w części przynajmniej, różnicą pomiędzy punktem krystalizacji roztworu azotanu amonu (około 85 C) a temperaturą przechowywania (około 25 C). [0035] W przeszłości, stosowano depresatory punktu krystalizacji, takie jak nadchloran sodu, dla których zaobserwowano, że obniżają one punkt krystalizacji do około 80 C, co skutkowało wydłużonym dopuszczalnym okresem przechowywania w normalnych warunkach przechowywania. Natomiast po dodaniu przykładowego depresatora punktu krystalizacji, według niniejszego wynalazku azotanu heksaminy (61.4%) do kompozycji emulsyjnego materiału wybuchowego, punkt krystalizacji fazy utleniacza wynosi około 75 C. Uznaje się, że istnieją inne depresatory temperatury krystalizacji według niniejszego opisu, nie stanowiące jednakże części wynalazczej, które podobnie obniżają punkt krystalizacji fazy utleniacza. W zależności od własności zastosowanego depresatora temperatury krystalizacji, ilość depresatora 38, warunkowana pozostałymi komponentami, może się zmieniać. Odpowiednio, proporcja depresatora temperatury krystalizacji może zmieniać się w kompozycji, co jest ujęte w zakresie prezentowanego wynalazku, gdy będzie wystarczająca do obniżenia temperatury krystalizacji poniżej około 80 C. [0036] Nie ograniczając się do teorii, uznaje się, że dopuszczalny okres przechowywania przykładowej kompozycji opisywanej powyżej wynosi 1 rok, lub więcej, bez znacznej utraty właściwości detonacyjnych kompozycji emulsyjnej materiału wybuchowego. Na przykład, kompozycje ujęte zakresem prezentowanego wynalazku mogą wykazywać mniej niż 10% utraty prędkości detonacji mierzonej po okresie 1 roku. Dodatkowo, lub alternatywnie, kompozycje ujęte zakresem prezentowanego wynalazku mogą wykazywać mogą wykazywać zachowanie więcej niż 90% całkowitej energii po okresie przechowywania wynoszącego 1 rok. Na

13 PZ/1663/RW 13 EP B1 przykład, zaobserwowano, że jeśli pozostawi się roztwór azotanu heksaminy w temperaturze wyższej niż 90 C na dłużej niż 24 godziny, to wówczas roztwór azotanu amonu ulegnie całkowitemu rozkładowi, tracąc całkowicie właściwości depresatora temperatury krystalizacji, co było intencją dodania roztworu azotanu heksaminy. Materiały wybuchowe wytworzone z takich roztworów uniewrażliwiają się na detonację i/lub nie są w stanie rozpropagować fali detonacyjnej w urządzeniu wspomagającym. [0037] Chociaż depresatory temperatury krystalizacji wspominane w prezentowanym wynalazku mogą być dodane do kompozycji emulsyjnego materiału wybuchowego bez negatywnego oddziaływania na właściwości detonacyjne kompozycji i chociaż zachowują i/lub poprawiają one dopuszczalny okres przechowywania, to niektóre roztwory azotanów amin znane są z dodania wartości energetycznej paliwa do fazy utleniacza 24. Emulsyjne materiały wybuchowe, optymalnie mają zerowy bilans tlenowy, czyli po detonacji nie będzie nadwyżki, czy to węgla, czy to tlenu. Dlatego to, proporcja komponentów utleniających do komponentów paliwowych jest zmienna, osiągając pożądany bilans tlenowy. Azotan amonu ma dodatni bilans tlenowy, około +20%, natomiast oleje i woski fazy paliwowej mają zasadniczo ujemny bilans tlenowy z zakresu od -300% do -350%. Odpowiednio, proporcja azotanu amonu do fazy paliwowej jest większa na korzyść azotanu amonu. [0038] Jednakże, roztwory amin, oraz roztwory azotanów amin dogodne do zastosowania w prezentowanych metodach mają także negatywny bilans tlenowy, taki jak -48% dla roztworu azotanu heksaminy, który to wymaga dopasowania proporcji fazy utleniacza do fazy paliwowej w porównaniu do standardowej kompozycji emulsyjnej materiału wybuchowego. Jednakże, jeżeli proporcja fazy paliwowej do fazy utleniacza staje się zbyt niska, wówczas lepkość emulsji wzrasta i może być na tyle wysoka, że uniemożliwi przepompowywane i standardowe pakowanie. W przeszłości, azotan heksaminy stosowany był w materiałach wybuchowych na bazie wody bez zastanawiania się nad problemem lepkości, ponieważ faza ciągła w żelach wodnych jest fazą utleniacza i proporcja fazy utleniacza do fazy paliwowej mogła być zwiększona bez zwiększania lepkości żelu wodnego. [0039] Jak pokazano w powyższej tabeli ilustrującej stężenia poszczególnych składników przedstawionych emulsji, stężenie roztworu azotanu heksaminy jest całkiem niskie (3-5%) w porównaniu do stężenia standardowego depresatora punktu krystalizacji, takiego jak nadchloran sodu, którego to zawartość może zwyczajowo dochodzić do 10%. Chociaż różne roztwory amin i roztwory azotanów amin są korzystnie ujęte zakresem niniejszego wynalazku, to bilans tlenowy roztworów musi być wzięty pod uwagę podczas określania przydatności roztworu i podczas ustalania stężenia roztworu w docelowej kompozycji emulsyjnego materiału wybuchowego.

14 PZ/1663/RW 14 EP B1 [0040] Kompozycje emulsyjnych materiałów wybuchowych wrażliwych na detonatory typowo uwzględniają zastosowanie emulgatorów zawartych w fazie paliwowej by ułatwić dyspersję fazy utleniacza w fazie paliwowej. Dodatkowo, typowo, emulgatory są selekcjonowane i dodane w odpowiednich stężeniach by przeciwstawić się krystalizacji fazy utleniacza w emulsji w odpowiedzi na uderzenie i/lub procesy ścinania. Odkryto, że gdy doda się roztwór azotanu heksaminy jako depresator temperatury krystalizacji, mniej emulgatorów jest wymaganych by utrzymać zdolność na przeciwstawienie się krystalizacji wskutek tego samego uderzenia i/lub tych samych procesów ścinania. Uznaje się, że inne roztwory amin i/lub roztwory azotanów amin nie wchodzących w ujęcie prezentowanego wynalazku mogą dostarczyć takich samych efektów, na przykład zezwalając w kompozycjach emulsyjnych na zastosowanie emulgatorów o niższym stężeniu, przy jednoczesnym zachowaniu dobrych własności przeciwstawienia się krystalizacji fazy utleniacza na skutek uderzenia i/lub procesów ścinania. W dodatku, do niższego kosztu cechującego mniejsze zużycie emulgatorów, zmniejszone stężenie emulgatorów pomaga również na obniżenie lepkości emulsji. [0041] Nie ograniczając się do teorii, uznaje się, że interakcje pomiędzy emulgatorami i grupami amin w depresatorach punktu krystalizacji mogą być co najmniej częściowo zaangażowane w stabilizację emulsji. Na przykład, w wielu z emulgatorów używa się amin jako głównych grup cząsteczek, które mogą wzajemnie oddziaływać z aminami depresatorów punktu krystalizacji. Dodatkowo lub alternatywnie, również nie ograniczając się do teorii, uznaje się, że własności przeciwstawienia się krystalizacji, również przy niższych stężeniach emulgatorów, może być przypisywane do niższej temperatury krystalizacji osiągniętej poprzez zastosowanie prezentowanych depresatorów punktu krystalizacji, porównywalnych do konwencjonalnych depresatorów takich jak nadchloran sodu. Jak opisywano powyżej, nadchloran sodu jest ogólnie znany z obniżania punktu krystalizacji w kompozycjach emulsyjnych materiałów wybuchowych do około 80 C, natomiast pre zentowane depresatory temperatury cechują się obniżaniem punktu krystalizacji do około 75 C. [0042] Jak przedstawiono powyżej, kompozycje i metody wg prezentowanego wynalazku mogą przynieść wiele korzyści przy wytwarzaniu kompozycji emulsyjnych materiałów wybuchowych wrażliwych na detonatory. Przykładowo, zastosowanie azotanu heksaminy, jest znacząco bezpieczniejsze i czystsze w porównaniu do zastosowania nadchloranu sodu, ze względu na obawy dotyczące zanieczyszczenia wód gruntowych. Dodatkowo, lub alternatywnie, jedna lub wiele z następujących korzyści może być uzyskana poprzez zastosowanie zasad prezentowanego wynalazku. Oszczędność kosztu może być osiągnięta poprzez zastosowanie mniejszej ilości depresatorów punktu krystalizacji, która może być wymagana dla utrzymania

15 PZ/1663/RW 15 EP B1 pożądanego bilansu tlenowego, i która może być możliwa dzięki poprawionej zdolności do obniżania temperatury krystalizacji w kompozycjach emulsyjnych. Ponadto, co najmniej niektóre spośród depresatorów wspomnianych w prezentowanym wynalazku może być tańsza w wytwarzaniu, niż wcześniej stosowane depresatory punktu krystalizacji. Przykładowo, roztwory azotanu heksaminy tutaj opisywane, co najmniej w chwili obecnej są tańsze niż nadchloran sodu. Dodatkowo, lub alternatywnie, jak opisano powyżej, zastosowanie roztworów amin, lub roztworów azotanów amin może umożliwić zastosowanie emulgatorów o niższych stężeniach. Zostało również zaobserwowane, że co najmniej niektóre z zastosowań zgodnych z prezentowanym wynalazkiem, miały niższe zapotrzebowanie na wprowadzenie mikrobąbelków, co dalej redukuje koszt wytworzenia prezentowanych kompozycji materiałów wybuchowych emulsyjnych. [0043] Dodatkowo, do potencjalnych oszczędności w kosztach, którymi to skutkuje zastosowanie prezentowanego wynalazku, detonacyjne właściwości opisywanych kompozycji są również modyfikowane poprzez zastosowanie przedstawianych zasad. Przykładowo, wrażliwość na krystalizację wywołaną uderzeniem i/lub na skutek procesów ścinania może zostać zredukowana. Dodatkowo, lub alternatywnie dopuszczalny okres przechowywania kompozycji może być równy lub dłuższy niż konwencjonalnej kompozycji. [0044] Odnotowano, że całkowita energia kompozycji zawierającej roztwory azotanu heksaminy jak depresator punktu krystalizacji jest delikatnie niższa, niż całkowita energia uzyskiwana przy użyciu konwencjonalnych kompozycji, w których to stosuje się roztwory nadchloranu sodu. Jednakże, niższa energia jest skompensowana przez zwiększone wytwarzanie się gazów w kompozycjach emulsyjnych zawierających roztwory azotanu heksaminy. Emulsje, w których zastosowano nadchloran sodu wytwarzają różnorodne produkty reakcji, niektóre spośród nich nie są w formie gazowej w temperaturach roboczych podczas detonacji. W testach porównawczych pomiędzy materiałami wybuchowymi, w których użyto nadchloran sodu oraz materiałami wybuchowymi, w których użyto azotan heksaminy; materiały z zastosowaniem azotanu heksaminy wytworzyły moli gazu na 1 kg użytego materiału wybuchowego, natomiast materiały z zastosowaniem nadchloranu sodu wytworzyły moli gazu na 1 kg użytego materiału wybuchowego. Porównując te same materiały; materiały, w których użyto nadchloran sodu wydzieliły całkowitą energię kj/kg, podczas gdy materiały, w których użyto azotan heksaminy wydzieliły energię kj/kg. Z grubsza oszacowana na9% różnica wydzielonej całkowitej energii jest przynajmniej częściowo rekompensowana wyższym o ponad 7% wytworzeniem się gazów. Różnica spowodowana różnym poziomem gazów może być

16 PZ/1663/RW 16 EP B1 unaoczniona poprzez pomiar prędkości detonacji przeprowadzonych na różnych materiałach wybuchowych. Przykładowo, celowo wytworzona kompozycja materiału wybuchowego o niskiej energii zawierająca nadchloran sodu cechuje się całkowitą energią na poziomie 3563 J/g (851 cal/g) oraz prędkością detonacji z zakresu pomiędzy 5400m/s do 5600 m/s przy próbie wykonywanej w otworze o średnicy 5.08 cm (2 ). W porównaniu, celowo wytworzona kompozycja materiału wybuchowego o niskiej energii zawierająca azotan heksaminy cechuje się całkowitą energią na poziomie 3136 J/g (749 cal/g) oraz prędkością detonacji z zakresu pomiędzy 5900m/s do 6100 m/s przy próbie wykonywanej w otworze o średnicy 5.08 cm (2 ). Odpowiednio, nawet jeśli całkowita energia jest niższa, to kompozycja emulsyjna wytworzona wg prezentowanego wynalazku jest w stanie dostarczyć wyższą prędkość detonacji, która to jest znaczącą korzyścią w niektórych zastosowaniach, przykładowo takich jak zastosowanie w urządzeniu wspomagającym ANFO. [0045] Jak przedstawiono powyżej, docelowa kompozycja emulsyjnego materiału wybuchowego według niniejszego wynalazku zawiera fazę utleniacza, fazę paliwową ora depresator temperatury krystalizacji. Dodatkowo, docelowa kompozycja może zawierać także komponenty uzupełniające powszechnie znane z użycia w emulsyjnych materiałach wybuchowych, takie jak: glin, granulki, mikrobąbelki, etc. Przykładowy emulsyjny materiał wybuchowy opisywany powyżej zawiera wosk i środek modyfikujący lepkość. Dodatkowo, lub alternatywnie mogą być zastosowane środki sieciujące, by uzyskać pożądane sieciowanie docelowej kompozycji. Biorąc pod uwagę przykładową kompozycję ujawnioną w powyższej tabeli, kompozycje mogą być zmodyfikowane w celu włączenia czynników sieciujących, poprzez zastąpienie wosków odpowiednią ilością oleju mineralnego i/lub oleju roślinnego i poprzez dodanie odpowiedniej ilości środka sieciującego. W niektórych zastosowaniach, wosk i czynniki sieciujące mogą być zastosowane równolegle w jednie kompozycji. W jednym z przykładowych zastosowań czynników sieciujących użytych do wytworzenia materiału wybuchowego emulsyjnego, ujętego zakresem wynalazku, wosk może być zastąpiony olejem mineralnym oraz może zostać dodany maleinizowany polibutadien w ilości około 0.2% proporcji wagowej jako czynnik sieciujący. Można użyć również innych czynników sieciujących, a ich stężenie może się zmieniać w zależności od potrzeb. Dodatkowo i/lub alternatywnie, w materiałach wybuchowych ujętych zakresem prezentowanego wynalazku można również całkowicie uniknąć zastosowania wosków lub innych środków modyfikujących lepkość. Przykładowo, materiał wybuchowy emulsyjny jest produkowany luzem i nie wymaga dodania środków modyfikujących lepkość.

17 PZ/1663/RW 17 EP B1 [0046] W niektórych zastosowaniach według niniejszego wynalazku, składniki i ich stężenie mogą się zmieniać by spełnić jeden lub więcej celów, spośród których niektóre z nich mogą być zbilansowane przeciwstawnie. Przykładowo, może być pożądane wytworzenie emulsyjnego materiału wybuchowego o własnościach porównywalnych lub przekraczających własności emulsyjnego materiału wybuchowego zawierającego nadchloran sodu, ale o niższym koszcie. Dodatkowo, lub alternatywnie bez względu na koszty, może być pożądane wytworzenie kompozycji emulsyjnego materiału wybuchowego o prędkości detonacji co najmniej takiej samej jak obecnie dostępne kompozycje o zawartości nadchloranu sodu. Dodatkowo, lub alternatywnie, może być preferowane wytworzenie kompozycji emulsyjnej materiału wybuchowego o dopuszczalnym okresie przechowywania około 1 roku, bądź dłużej. Wciąż dodatkowo, lub alternatywnie całkowita energia, lub różnica wrażliwości na detonację może być co najmniej tak samo dobra, jak materiałów obecnie dostępnych. [0047] Jak przedstawiono powyżej, jednym z problemów, który wcześniej powstrzymywał przed zastosowaniem roztworów azotanu heksaminy oraz innych roztworów amin i roztworów azotanów amin jako depresatorów temperatury krystalizacji 38, była tendencja azotanu heksaminy do rozkładu w wyższych temperaturowych warunkach fazy utleniacza. Schematyczna metoda według Fig.1, gdzie to depresator 38 jest podtrzymywany osobno od fazy utleniacza zanim emulsja jest gotowa do wytworzenia i proces jest zakończony poprzez schładzanie emulsji przez czas jednego dnia (korzystnie w czasie zawierającym się 12 godzinach, lub jeszcze bardziej korzystnie w czasie zawierającym się w 1 godzinie) ilustruje jedną z metod obejścia tego problemu; bardziej specyficzne metody opisane są w odniesieniu do Fig. 2 i Fig.3. [0048] Jak może być zrozumiałe z powyższego opisu wynalazku, kompozycje emulsyjnych materiałów wybuchowych według niniejszego wynalazku mogą być wytworzone za pomocą dogodnej metody połączenia fazy utleniacza, fazy paliwowej i depresatora temperatury krystalizacji w sposób, który minimalizuje czas, w którym to depresator temperatury krystalizacji jest narażony na oddziaływanie warunków o podwyższonej temperaturze. Przykładowy sposób może obejmować sposób procesu okresowego i sposób procesu ciągłego. Odnosząc się znów do Fig.1 można zauważyć, że każdy z podstawowych składników (faza utleniacza 24, faza paliwowa 28 oraz depresator temperatury krystalizacji 38) może być przechowywany oddzielnie i podtrzymywany w optymalnych warunkach dla własnych właściwości. Przykładowo, depresator temperatury 38 może być podtrzymywany w niższej temperaturze, gdy tymczasem faza utleniacza 24 może być podtrzymywana w podwyższonej temperaturze. Reaktor 18 może zawierać różnorodne wyposażenie procesowe 58b, by

18 PZ/1663/RW 18 EP B1 sprostać czy to procesowi okresowemu, czy też procesowi ciągłemu wytwarzania kompozycji emulsyjnego materiału wybuchowego. Przykładowy proces okresowy 60 został zilustrowany na Fig.2, natomiast przykładowy proces ciągły 70 został zilustrowany na Fig.3. [0049] Odnosząc się do Fig.2, reaktor 18 przedstawiono jako zawierający mieszalnik spiralny 62 do miksowania różnych komponentów kompozycji emulsyjnej. Równie korzystnie jeden lub więcej lub odpowiednich alternatywnych mikserów, lub mieszalników może być zastosowanych w reaktorze 18. Przykładowo, do dogodnych mieszalników można zaliczyć mieszalnik łopatkowy, mieszalnik ślimakowy, mieszalnik zgarniający ze ścianek, etc. Podobnie do Fig.1, proces okresowy 60 na Fig. 2 obejmuje źródło fazy utleniacza 12 doprowadzające utleniacz 12, źródło paliwa 14 doprowadzające fazę paliwową 28 i źródło depresatora temperatury krystalizacji, doprowadzające depresator punktu krystalizacji 38. Dodatkowo, na Fig. 2 przedstawiono mnogość źródeł składników uzupełniających doprowadzających jeden lub więcej różnorodnych składników uzupełniających, które to mogą być włączone do docelowej kompozycji emulsyjnej. Na zilustrowanym schemacie, jedno z takich źródeł 20 doprowadza granulki azotanu amonu 52, podczas gdy kolejne ze źródeł doprowadza glin 54, a kolejne ze źródeł doprowadza mikrobąbelki 56. Dodatkowo, źródła składników uzupełniających 20 mogą dostarczać jeden lub więcej z składników, które mogłyby być pożądane. [0050] Na Fig. 2 pokazano, że różnorodne składniki są wprowadzane do mieszalnika spiralnego 62, poprzez osobne strumienie zasilające, a także, że składniki są wstępnie łączone w mieszalniku spiralnym 62. Jeden lub więcej składników może być wymieszany z użyciem wstępnego miksera. Niezależnie od precyzji konfiguracji źródeł komponentów i reaktora 18, proces okresowy 60 według Fig.2, może być zaadaptowany by zminimalizować czas podczas, którego depresator temperatury krystalizacji poddany jest podwyższonej temperaturze. W jednej z przykładowych konfiguracji, reaktor może być utrzymywany w temperaturze około 90 C lub wyższej, przez czas krótszy niż 24 godziny od chwili dodania depresatora temperatury krystalizacji do reaktora 18. W innych zastosowaniach, temperatura reaktora może być utrzymywana na poziomie powyżej około 90 C, przez czas krótszy niż 12 godzin, lub przez czas krótszy niż 1 godzina. Jak opisywano wcześniej, faza utleniacza 24 może zawierać przesycony wodny roztwór azotanu amonu i może być utrzymywana w temperaturze około 90 C lub wyższej w źródle utleniacza 12. By zapobiec krystalizacji fazy utleniacza, reaktor 18 może podobnie być utrzymywany w temperaturze około 90 C, zanim zostanie dodany depresator punktu kryst alizacji 38. Ponadto, by wymieszać depresator temperatury krystalizacji w emulsyjnym materiale wybuchowym,

19 PZ/1663/RW 19 EP B1 depresator temperatury krystalizacji 38 może zostać korzystnie wprowadzony w tym samym czasie co faza utleniacza 24, faza paliwowa 28, lub w nieodległym sąsiedztwie czasowym. [0051] Czas wymagany na dokonanie się procesu 60 włączając operację miksowania mieszalnikiem spiralnym 62 do efektywnego połączenia składników w celu uformowania emulsji może być zależny od wielu czynników, takich jak pojemność mieszalnika 62, od ilości materiałów poddawanym miksowaniu, oraz od charakterystyk kompozycji emulsyjnej, takich jak gęstość, lepkość, stężenie emulgatorów, etc. Gdy już w reaktorze znajduje się mieszanka składników wymieszanych w dostatecznym stopniu by uformować kompozycję emulsyjną, zawartość reaktora 18 może zostać przemieszczona do urządzenia wykańczającego 22, w którym to kompozycja emulsyjna 64 jest pakowana i/lub przygotowywana do przechowywania, transportu, etc. [0052] Urządzenie wykańczające 22 może zawierać wyposażenie do schładzania kompozycji emulsyjnych do temperatury pokojowej przygotowując tym samym do pakowania i operacji związanych z przechowywaniem. Wyposażenie do schładzania 22, może być zaadaptowane do szybkiego schładzania kompozycji emulsyjnych, by rezultacie ograniczyć czas, w którym depresator punktu krystalizacji jest przetrzymywany w podniesionej temperaturze. W zależności od ilości czasu, który to kompozycja emulsyjna przebywa w reaktorze 18 i w zależności od panujących w nim warunków, urządzenie wykańczające 22 może być przystosowane do przeprowadzania schładzania według różnych profili, by zminimalizować czas, w którym depresator temperatury punktu przebywa w podwyższonej temperaturze. Dodatkowo, lub alternatywnie, wyposażenie do schładzania może być skonstruowane w sposób umożliwiający schładzanie nadzorowane, zwłaszcza w końcowej fazie procesu schładzania, tak by zapobiec i/lub ograniczyć przechadzaniu kompozycji emulsyjnej i tym samym ograniczyć niezamierzoną krystalizację i desensybilizację kompozycji emulsyjnej. [0053] Chociaż niektóre bądź wszystkie procesy chłodzenia zasadniczo powinny odbywać się w urządzeniu wykańczającym 22, to kompozycje emulsyjne mogą już być w pewnym stopniu poddane chłodzeniu będąc jeszcze w reaktorze 18. Schładzanie w reaktorze 18, może nastąpić na skutek przerwania ogrzewania składników o niższych temperaturach wprowadzanych do reaktora lub też na skutek zamierzonego aktywnego chłodzenia reaktora. Przykładowo, depresatory temperatury krystalizacji mogą być dodane w temperaturze z przedziału od 10 C do 30 C. W niektórych przykładowych zastosowaniach, mieszalniki spiralne 62 mogą być zaadaptowane do podtrzymywania temperatury na poziomie około 90 C, dopóki depresat or temperatury krystalizacji 38