Compușii Favier sunt explozivi din grupul care are ca bază o sare de azot-amoniu. Folosit pentru sablare minieră .
Sarea de azot-amoniac în condițiile celei mai rapide și puternice încălzire este capabilă să se descompună cu o explozie conform ecuației:
NH4NO3 \u003d 2H2O + N2 + 0,5O 2.Implementarea unor astfel de condiții, însă, pentru încărcături mari nu este realizabilă, cel puțin cu ajutorul siguranțelor sau cartușelor de aprindere care sunt nesemnificative ca greutate, deoarece cantitatea de căldură dezvoltată în timpul descompunerii conform ecuației de mai sus nu este suficient de mare pentru a suporta procesul exploziv de la strat la strat. Amestecuri de sare de azot-amoniac cu diferite substanțe hidrocarburi combustibile explodează mai ușor, deoarece acestea din urmă, ardând din cauza excesului de oxigen conținut în NH 4 NO, măresc cantitatea de căldură degajată și măresc încălzirea de la strat la strat. Sablarea se realizează cel mai ușor atunci când substanțele combustibile amestecate sunt nitrate, deoarece căldura separată și încălzirea strat cu strat cresc apoi și mai mult. În funcție de substanțele combustibile amestecate, diverși autori au propus mai multe amestecuri explozive care diferă ca denumire pe baza indicată. Mai mult decât atât, dacă hidrocarburile nitrate sunt înlocuite cu hidrocarburi pure, atunci pentru a facilita sablare, se adaugă uneori mici cantități de salpeter sau sare bartholit, de exemplu, la Westfalite, care este un amestec de sare de azot-amoniac cu cauciuc.
În compozițiile Favier luate în considerare în acest articol, nitronaftalene de diferite grade de nitrare sunt utilizate ca substanțe combustibile. Fabricarea și proprietățile lor au fost acum studiate în detaliu, iar tot ceea ce este stabilit pentru ei se poate aplica mai mult sau mai puțin și altor explozivi din aceeași grupă. Observa asta:
Fabricarea constă din următoarele părți:
Pentru a face acest lucru, utilizați una dintre cele trei metode:
Această din urmă metodă este avantajoasă atunci când se efectuează un fel de nitrare în fabrică în același timp. În acest caz, operațiunea se realizează în vase de lut scufundate în apă rece curentă, introducând în fiecare 200 de litri de acid azotic slab și apoi adăugând puțin câte puțin amoniac apos, pentru ca, dacă este posibil, temperatura să nu crească; În cele din urmă, se adaugă o cantitate mică de barită caustică pentru a precipita orice acid sulfuric care poate fi prezent. Dacă materialele inițiale trebuie cumpărate, atunci prima și a doua metodă de mai sus sunt mai profitabile. Când se utilizează descompunerea dublă a nitratului de sodiu cu sare de amoniu sulfuric, este necesar să se răcească mai puternic soluțiile; la -15°, sarea de sodiu sulfuric este complet precipitată, iar sarea pură de azot-amoniac rămâne în soluția apoasă (Benker). Sub acțiunea dioxidului de carbon asupra unei soluții de azotat de sodiu în amoniac apos, bicarbonatul de sodiu rezultat precipită și este separat prin filtrare, iar din soluție în stare pură se obține sare de azot-amoniac printr-o serie de cristalizări. Pentru a separa sarea de azot-amoniac de soluțiile care o conțin, acestea din urmă sunt precondensate prin evaporare în cazane emailate din fontă cu fund dublu încălzite cu abur până când prezintă 35 ° - 36 ° Baume. După aceea, soluțiile fierbinți sunt turnate în rezervoare de cristalizare emailate din fontă; pentru a preveni formarea de cristale mari, lichidul este amestecat din când în când; este mai bine când cristalizarea are loc într-un mediu alcalin, pentru care se adaugă puțin amoniac la lichidul de cristalizare. După scurgerea lichidului mamă la sfârșitul cristalizării, cristalele sunt stoarse într-o centrifugă și rămâne doar aproximativ 2% umiditate în ele, iar în această stare pot fi utilizate direct pentru prepararea amestecurilor explozive.
Se folosesc mononitro- , dinitro- și trinitronaftalene , în funcție de scopul compoziției explozive.
Cantități cântărite de nitronaftalenă și sare de azot-amoniac sunt de obicei amestecate sub canale, care sunt complet similare cu cele folosite la fabricarea pulberii negre, dar mai ușoare; în plus, încălzirea este dispusă aici cu ajutorul unei conducte amplasate corespunzător, datorită căreia se realizează o uscare mai mare a S. și, pe de altă parte, mononitronaftalena, care se înmoaie la aproximativ 40 °, este mai bine introdusă în boabele de sare de azot-amoniac. Cu utilizarea di- și trinitronaftalene, datorită punctelor lor de topire mai mari, această încălzire nu contează. Pentru prelucrare se iau marcaje de 35 kg de amestec; frecarea continuă timp de 1 oră. Prăjiturile rezultate, uscate timp de 24 de ore, sunt zdrobite manual și apoi prelucrate în butoaie rotative cu ochiuri de 2,5 mm. La o viteză de rotație de 30 de rotații în 1' un butoi timp de 10 ore. munca da aproximativ 1000 kg de boabe. Praful se separă prin sită în site cu orificii de 0,55 mm. Randament de cereale 40-50%. Praful este din nou transformat în boabe prin prelucrare sub colere timp de 30 de minute. Boabele fierte sunt apoi uscate la 0,2% umiditate. Pentru a face acest lucru, într-o cameră specială, acestea sunt turnate în tăvi de lemn de 0,60 × 0,50 m cu fund de sticlă, câte 5-7 kg fiecare, iar aceste tăvi sunt așezate pe rafturi de orice fel încălzite de jos de o conductă de abur; temperatura se mentine in jur de 40°; uscarea durează 7-8 ore. Boabele uscate sunt turnate în cutii de zinc cu o gaură pătrată pe peretele superior cu o dimensiune laterală de 0,14 m; acest orificiu, la umplere, este imediat sigilat ermetic cu un capac de zinc, sigilat cu ajutorul aliajului Darce. Constantele fizice ale boabelor finite sunt următoarele:
Boabele se aduc la presa si aici, in functie de marimea cartuselor, se atarna in portii de la 50 la 300 g pe solzi Roberval mici, adaptati in asa fel incat atunci cand se toarna cantitatea necesara de S. ceașcă cu ajutorul unei linguri speciale, această ceașcă se înclină de la sine și proba, alunecând, cade în camera de încărcare a presei, unde este presată astfel încât să existe un gol de-a lungul axei cilindrului pentru amplasarea detonatorului. Toate acestea se fac foarte repede, astfel încât, în timp ce un muncitor cântărește o încărcătură nouă, pistonul, împreună cu cartuşul presat finit, se ridică în partea de sus a presei, iar un alt lucrător scoate acest cartuş într-o cutie din apropiere.
Cilindrii presați sunt transferați pe masă dintr-o baie de înălțime mică umplută cu parafină, care este menținută topită cu ajutorul unei conducte de abur. Înmuiând o bucată de hârtie de dimensiunea potrivită în această baie, muncitorul înfășoară rapid cartușul și, în timp ce parafina nu a avut încă timp să se întărească, închide unul dintre capetele cochiliei. După aceea, cartușele sunt transferate pe o altă masă, unde partea lor interioară goală este umplută cu o compoziție sub formă de pulbere, iar celălalt capăt al carcasei cerate este închis. Un număr cunoscut de astfel de cartușe înfășurate este apoi așezat într-un coș cu zăbrele și scufundat, împreună cu acesta din urmă, în parafină topită, după care rămâne doar pentru a lăsa excesul de parafină să se scurgă, iar pregătirea cartuşelor presate se termină. Pentru unele soiuri speciale, de ex. grizunite; presarea nu se foloseste deloc iar cartusele sunt umplute cu pulbere de C. In acest caz se folosesc masini speciale de trestie, a caror descriere nu o vom introduce. Cartușele ceruite gata sunt plasate în cutii de carton dreptunghiulare de 2,5 kg, care, împachetate în hârtie, sunt și ele scufundate în parafină topită pentru a proteja în continuare împotriva umezelii. In loc de cutii de carton se folosesc si cutii de zinc pentru depozitarea cartuselor, sigilate cu ajutorul aliajului Darce. Aceste cutii sunt incluse si in cele din lemn. Următoarele S. Favier sunt fabricate în Franța în modul descris:
nr. 1 A
Nr. 1 B
nr. 2
Numărul 3
Gradele nr. 1 până la 4 necesită primeri de sablare cu 1 g de fulminat de mercur și este necesar ca primerii să fie în contact direct cu un detonator sub formă de pulbere (vezi Fig. 1). Cantitatea de fulminat de mercur necesară pentru o detonare adecvată crește în general rapid odată cu gradul de compresie al cartuşelor, de ex. gradul 1 la o densitate de 1,00 se explodează ușor cu 0,75 g de fulminat de mercur, dar la o densitate de 1,25 necesită deja 2 g din această sare. Toate gradele sunt insensibile la șocuri; de exemplu. Nr. 1, cel mai puternic, nu explodează atunci când o încărcătură de oțel de 4 kg cade de la o înălțime de 4 metri, drept urmare transportul lor nu prezintă niciun pericol. În plus, ele sunt insensibile la schimbările de temperatură în diferite climate și nu sunt supuse vreunei modificări din cauza înghețului. În ambele privințe, ele reprezintă un avantaj incontestabil față de dinamite (vezi), cu care pot fi comparate în puterea și acțiunea lor. Acestea din urmă sunt însă inferioare în următoarele privințe: consistența tare a cartușelor împiedică umplerea adecvată a puțurilor; pe de altă parte, densitatea lor, care este mai mică decât cea a dinamitelor, necesită foraje mai voluminoase pentru a obține același efect; În cele din urmă, prea multă sensibilitate la umiditate este, de asemenea, incomod, deoarece chiar și 1% din apa absorbită este suficientă pentru a face sablare extrem de dificilă. Puterea explozivă a soiurilor de la nr. 1 la nr. 4 scade treptat: primul este aproape ca forță de dinamita cu 75% nitroglicerină, celelalte Nos corespund dinamitelor mai slabe, ceea ce este ușor de verificat printr-un calcul simplu, mai ales că lor descompunerea în timpul unei explozii este prevăzută a priori, ca și în cazul explozivilor care conțin suficient oxigen (vezi Explozivi); de exemplu, nr. 1 A se descompune conform ecuației:
C10N6(NO2)2 + 19NH4NO3 = 10CO2 + 41H2O + 20 N2.Faptul că C. Favier, cu o cantitate suficientă de oxigen, se descompune în timpul unei explozii în produse complet oxidate (fără formarea de monoxid de carbon otrăvitor și alte gaze combustibile), le face foarte convenabile pentru sablare subterană. În această aplicație, au încă un avantaj, care este foarte important în cazurile în care gazele explozive apar în galeriile subterane și anume, atunci când explodează, se dezvoltă o temperatură relativ scăzută, din cauza căreia gazul exploziv din jur nu se aprinde. Esența problemei aici este următoarea. Din studiile lui Malard și Leshatelier (vezi Explozii de gaz ) rezultă că amestecurile de gaz de mlaștină cu aer suferă ardere rapidă (cu o explozie) la o temperatură de aprindere de 650 ° numai după ce această temperatură a durat aproximativ 10 secunde și că aceasta este o încetinire a arderii explozive scade odată cu creșterea temperaturii, de exemplu, la 1000 ° este de aproximativ 1 secundă. Presupunând că același raport se menține și la temperaturi mai ridicate, pe de altă parte, ținând cont de faptul că detonarea micilor sarcini explozive are loc aproape instantaneu, putem, evident, să ne imaginăm astfel de condiții în care exploziile de încărcături, în ciuda contactului cu molecul de foc, nu vor aprinde pe acesta din urmă. De fapt, produșii gazoși ai unei explozii instantanee își păstrează temperatura ridicată doar pentru o fracțiune nesemnificativă de secundă, deoarece sunt răciți extrem de rapid prin expansiune și amestecare cu atmosfera înconjurătoare. Prin urmare, cu cât temperatura de ardere a încărcăturii explozive este mai scăzută, cu atât va fi mai mică șansa de aprindere a gazului exploziv. O comisie specială franceză, pe baza multor experimente ale sale („Mé morial des Poudres et Salpetres”, vol. II) în acest sens, a ajuns la concluzia că explozivii care nu aprind gaz oxihidrogen cenzut ar trebui să dezvolte o temperatură de ardere de nu peste 1900° sau chiar 1500°. Pentru a scădea temperatura în timpul exploziilor până la această limită, dintre diferitele mijloace propuse (astuparea cu apă a găurilor de foraj, amestecarea sărurilor cu apa de cristalizare în încărcături etc.), cea mai eficientă a fost adăugarea de sare de azot-amoniac la explozivi, deoarece această sare , descompunându-se cu formarea de apă, azot și oxigen în același timp, formează gaze mai reci (cu o temperatură de 1130 ° calculată prin formulă), iar acestea din urmă, amestecându-se cu gazele explozivului, produc răcirea lor mai fidelă la limita dorită. În acest fel este posibil să se facă explozii mai mult sau mai puțin sigure în mine cu tot felul de explozibili, de exemplu. cu piroxilină, dinamite etc., dar prezența sării de azot-amoniac în timpul depozitării îndelungate poate provoca descompunerea în acesta din urmă și, în general, alterarea într-un fel sau altul; pe de altă parte, reducerea temperaturii realizată cu acești explozivi este adesea insuficientă, de exemplu, un amestec de: sare azot-amoniac - 80%; piroxilină - 20%, prin calcul, dă o temperatură de 1930 °. Între timp, pe măsură ce S. Favier dezvoltă temperaturi apropiate de această valoare, deja într-o proporție normală; de exemplu, pentru cel mai puternic dintre ei Nr. 1 A, se calculează 2139 °. În același timp, nimic nu împiedică creșterea proporției de sare de azot-amoniac din ele, iar atunci se vor obține temperaturi mult mai scăzute; deci, pentru grizunite (roche) 1875° și grizunite (couche) 1445°. Evident, ultimele două compoziții îndeplinesc doar cerința de mai sus a comisiei franceze pentru explozivi care sunt siguri în prezența mucegaiului.
Dintre celelalte compoziții aparținând aceleiași grupe de explozivi cu sare de azot-amoniac, amintim aici de altfel doar următoarele: