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[摘 要]乳化炸药作为含水工业炸药的第三代产品，泛指一类用乳化技术制备的油包水（W/O）型抗水工业炸药，以其爆炸性能良好、抗水能力强、安全性能较好、对环境污染较小以及炸药原材料成本低廉、来源广泛等一系列优点成为现代具有较强竞争力的新型工业炸药品种。近几年来，我国乳化炸药生产工艺存在多种形式，现在主要是微机控制的连续式生产工艺。乳化炸药生产过程是一个复杂的工业工艺流程，涉及到许多工艺，其中原料配置、乳化、冷却及敏化的工业流程最为复杂，是典型的多变量、大滞后、多扰动的工业过程；这就要求对控制系统能进行远程控制且具因此在实际生产中我们有较强的实时性、可靠性和传输性；采用分级控制，完成从配料、生产、包装整个过程的控制，通过可编程控制器和智能仪表来控制现场设备的正常运行。
[关键词]乳化炸药；生产工艺；质量控制
中图分类号：TQ560.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）47-0009-01
一、乳化炸药生产工艺流程简介
工艺原理：将预制好的无机含氧酸盐水溶液（分散相）和加有乳化剂的油相材料（连续相）按工艺配比连续泵入密闭的高能乳化器中，两者在高能乳化器中进行物理混合形成“油包水”型乳化基质（乳胶体）。乳胶体经输送、浸冷机冷却进入连续敏化机，发泡剂、发泡促进剂由泵输送经流量计至浸冷机尾部，与乳胶体一起进入敏化机均匀混合，发泡敏化形成乳化炸药，再运输填入到装药机包装成型。
根据上述原理，工艺流程分为以下六个工序：原材料（水相、油相）破碎、溶化制备工序，各相溶液输送计量工序，连续乳化工序，乳胶输送冷却工序，连续敏化发泡工序，产品装药包装工序。
二、硝酸铵溶液质量控制
化工行业标准HG/T4523-2013硝酸铵溶液标准中要求：硝酸铵溶液贮存时，应避免溶液结晶或过热分解。其并无直接说明如何对硝酸铵溶液浓度的均匀性进行控制，也未对硝酸铵溶液保温和超温控制（硝酸铵分解温度为210℃）进行详细说明，因此如何保证硝酸铵溶液浓度均匀性和温度控制是相当重要的一个环节。
1、均匀性采用循环射流方式
由于每批新到货的硝酸铵溶液与储罐内原硝酸铵溶液的浓度存在一定差距，新硝酸铵溶液泵入储罐后会出现上、中、下层浓度悬殊的情况。为了避免此现象影响到硝酸铵溶液的稳定性，在罐体外增加循环射流搅拌装置，利用罐外的泵将溶液加压后再经喷嘴喷出高压的射流使罐内溶液产生搅动而达到搅拌均匀的目的，使罐体内上、中、下三层的温度、浓度、pH达到基本均衡状态，而且不会带来任何外来杂质，保证了该工序的安全可靠性。
2、温度采用自动控制
硝酸铵溶液储罐保温系统采用分层控制，由上、中、下三层相互独立的保温系统组成，每层安装一组温度传感器，并通过罐体底部安装的压力传感器，经过信号识别，随时判定加热盘管是否处于硝酸铵溶液中，当罐体内硝酸铵溶液温度低于设定值（110℃）时，控制系统自动开启相应层次的加热盘管进行升温；当升温达到最高设定值（130℃）时，控制系统自动关闭蒸汽。
通过以上控制，可防止硝酸铵溶液降温、析晶、沉降分层而影响产品质量，既保证硝酸铵溶液达到工艺温度，又避免罐体上层无料仍处于升温状态而发生意外，同时应根据不同气候条件对硝酸铵溶液设置相应的保温温度，保证不出现析晶现象的情况下达到节能减排的效果。
三、水相溶液配制质量控制
乳化炸药水相的组分以硝酸铵、硝酸钠、水为主要材料，其在水相中占90%以上的比例。各厂家原材料中主要成分的含量及酸碱度符合要求，但个别原材料由于含有不确定杂质，导致水相溶解过程中不同原料之间发生化学反应，产生大量氣泡，从而造成乳胶基质具有雷管感度，给后续生产工序带来极大危险。因此水相溶液材料的质量的控制对后续乳化基质和乳化炸药的质量存在很大的影响。那么如何确定水相溶液配置的关键质量控制点？
1、水
水相溶液添加的水为普通自来水或深井水，含有大量的钙离子、镁离子等矿物盐，此类矿物盐对人体有益，但对乳化炸药体系而言是一种杂质，不利于体系的稳定；而且现有的自来水厂一般都采用氯化法（氯气、二氧化氯、次氯酸盐）来杀死水中的微生物和病菌，致使自来水中含有一定量的氯离子，当硝酸铵溶液受到氯离子污染时，能加剧和催化硝酸铵溶液的分解，甚至导致剧烈分解而发生燃烧爆炸事故，为此，必须不定期对水质进行监测。
2、硝酸钠
硝酸钠成分中包含有少量的亚硝酸钠和氯化物，由于亚硝酸钠与硝酸铵溶液反应生成微小气泡，致使乳化基质产生敏化作用而具有雷管感度，乳化基质的不稳定性概率增大。根据大量的生产实践和试验数据表明，亚硝酸钠含量应严格控制在0.02%以下，最好在0.01%以下。氯化物对硝酸铵溶液的分解起催化作用，氯化物含量过高，对安全生产极为不利，因此我们要在原材料验收环节必须加以重视，必须将氯化物控制在0.3%以下。
3、水相配置过程质量控制
水相溶液中含有硝酸铵、硝酸钠和水，在现有的技术条件下，无法快速检验出各种水相材料的含量，因此只能通过析晶点的快速检验法来推测水相组分的大致情况，且析晶点的高低会直接影响到乳化炸药的爆速、殉爆距离、猛度和贮存期。因此，析晶点的控制是该工序的重中之重，根据经验，如果析晶点高于工艺要求，析晶点每高出一度，一吨水相需加3.5kg水；如果析晶点低于工艺要求，析晶点每低一度，一吨水相需要添加16kg硝酸铵和1kg硝酸钠。
四、油相配制质量控制
在该工序采用一体化油相材料，经称量后加入油相熔化槽进行熔化，熔化槽通过气控阀自动调节控制。但油相材料在超温情况下，易出现碳化分解的现象，乳化能力有所降低，影响乳化炸药的性能指标，而且在抽料过程中，碳化颗粒会通过管道进入过滤器，导致滤网堵塞，如何避免油相材料出现碳化现象值得深入研究。经探索，在该工序设置超温联锁装置，使油相温度控制在80～95℃，油相密度控制在0.86±0.05g/cm3；当温度达到98℃时通过联锁控制自动切断蒸汽供应，即可解决油相碳化分解现象，为后续乳化工序提供有力的保障。
五、连续乳化质量控制
一般地说，搅拌粘度低乳化性能好的液体时，使用具有短旋转叶片的轴式搅拌机就可以了；但乳化搅拌高粘度液体时，使用这样简单的装置不能达到均匀充分搅拌的效果，此时可采用带有偏心安装的旋转叶片的轴式搅拌机。为了使油水相进行初步混合，本公司采取偏心旋转叶片式搅拌机，该装置不仅具有分散力，而且带有很强的剪切力，其乳化分散效果很好。最后经过静态混合器，即可达到高效的乳化效果。
六、敏化过程控制
乳化炸药敏化技术主要包括化学敏化、物理敏化和混合敏化三种工艺，我公司采用的是快速化学敏化法，即在乳胶基质中掺入一种化学产气剂，通过反应使其在乳胶基质中产生大量微小的气泡，其敏化机理如下：
NH4NO3+NaNO2→NH4NO2+NaNO3NH4NO2→N2↑+2H2O
在化学敏化中，如何控制发泡剂添加量和发泡速度是一大难点。当出现破卷现象，则说明发泡剂添加量过多或发泡剂密度高于规定值，此时应及时降低发泡剂流量；当药卷出现干瘪，不饱满的现象时，说明发泡剂添加量太少或发泡剂密度低于规定值，此时应提高其流量，以保证发泡效果。
结束语
乳化炸药的生产过程控制，即是产品的质量保证，也是安全的保证，所以在生产时要严格按照工艺过程严格控制。同时，提高生产线的先进性和可靠性，提高乳化炸药产品的质量和稳定性，提高劳动生产率，降低乳化炸药生产成本，提升企业的生产管理水平和竞争能力。
参考文献
[1] 汪旭光：乳化炸药[M].北京：冶金工业出版社，2008.
[2] 吕春绪：工业炸药理论[M].北京：兵器工业出版社，2003.
[关键词]乳化炸药；生产工艺；质量控制
中图分类号：TQ560.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）47-0009-01
一、乳化炸药生产工艺流程简介
工艺原理：将预制好的无机含氧酸盐水溶液（分散相）和加有乳化剂的油相材料（连续相）按工艺配比连续泵入密闭的高能乳化器中，两者在高能乳化器中进行物理混合形成“油包水”型乳化基质（乳胶体）。乳胶体经输送、浸冷机冷却进入连续敏化机，发泡剂、发泡促进剂由泵输送经流量计至浸冷机尾部，与乳胶体一起进入敏化机均匀混合，发泡敏化形成乳化炸药，再运输填入到装药机包装成型。
根据上述原理，工艺流程分为以下六个工序：原材料（水相、油相）破碎、溶化制备工序，各相溶液输送计量工序，连续乳化工序，乳胶输送冷却工序，连续敏化发泡工序，产品装药包装工序。
二、硝酸铵溶液质量控制
化工行业标准HG/T4523-2013硝酸铵溶液标准中要求：硝酸铵溶液贮存时，应避免溶液结晶或过热分解。其并无直接说明如何对硝酸铵溶液浓度的均匀性进行控制，也未对硝酸铵溶液保温和超温控制（硝酸铵分解温度为210℃）进行详细说明，因此如何保证硝酸铵溶液浓度均匀性和温度控制是相当重要的一个环节。
1、均匀性采用循环射流方式
由于每批新到货的硝酸铵溶液与储罐内原硝酸铵溶液的浓度存在一定差距，新硝酸铵溶液泵入储罐后会出现上、中、下层浓度悬殊的情况。为了避免此现象影响到硝酸铵溶液的稳定性，在罐体外增加循环射流搅拌装置，利用罐外的泵将溶液加压后再经喷嘴喷出高压的射流使罐内溶液产生搅动而达到搅拌均匀的目的，使罐体内上、中、下三层的温度、浓度、pH达到基本均衡状态，而且不会带来任何外来杂质，保证了该工序的安全可靠性。
2、温度采用自动控制
硝酸铵溶液储罐保温系统采用分层控制，由上、中、下三层相互独立的保温系统组成，每层安装一组温度传感器，并通过罐体底部安装的压力传感器，经过信号识别，随时判定加热盘管是否处于硝酸铵溶液中，当罐体内硝酸铵溶液温度低于设定值（110℃）时，控制系统自动开启相应层次的加热盘管进行升温；当升温达到最高设定值（130℃）时，控制系统自动关闭蒸汽。
通过以上控制，可防止硝酸铵溶液降温、析晶、沉降分层而影响产品质量，既保证硝酸铵溶液达到工艺温度，又避免罐体上层无料仍处于升温状态而发生意外，同时应根据不同气候条件对硝酸铵溶液设置相应的保温温度，保证不出现析晶现象的情况下达到节能减排的效果。
三、水相溶液配制质量控制
乳化炸药水相的组分以硝酸铵、硝酸钠、水为主要材料，其在水相中占90%以上的比例。各厂家原材料中主要成分的含量及酸碱度符合要求，但个别原材料由于含有不确定杂质，导致水相溶解过程中不同原料之间发生化学反应，产生大量氣泡，从而造成乳胶基质具有雷管感度，给后续生产工序带来极大危险。因此水相溶液材料的质量的控制对后续乳化基质和乳化炸药的质量存在很大的影响。那么如何确定水相溶液配置的关键质量控制点？
1、水
水相溶液添加的水为普通自来水或深井水，含有大量的钙离子、镁离子等矿物盐，此类矿物盐对人体有益，但对乳化炸药体系而言是一种杂质，不利于体系的稳定；而且现有的自来水厂一般都采用氯化法（氯气、二氧化氯、次氯酸盐）来杀死水中的微生物和病菌，致使自来水中含有一定量的氯离子，当硝酸铵溶液受到氯离子污染时，能加剧和催化硝酸铵溶液的分解，甚至导致剧烈分解而发生燃烧爆炸事故，为此，必须不定期对水质进行监测。
2、硝酸钠
硝酸钠成分中包含有少量的亚硝酸钠和氯化物，由于亚硝酸钠与硝酸铵溶液反应生成微小气泡，致使乳化基质产生敏化作用而具有雷管感度，乳化基质的不稳定性概率增大。根据大量的生产实践和试验数据表明，亚硝酸钠含量应严格控制在0.02%以下，最好在0.01%以下。氯化物对硝酸铵溶液的分解起催化作用，氯化物含量过高，对安全生产极为不利，因此我们要在原材料验收环节必须加以重视，必须将氯化物控制在0.3%以下。
3、水相配置过程质量控制
水相溶液中含有硝酸铵、硝酸钠和水，在现有的技术条件下，无法快速检验出各种水相材料的含量，因此只能通过析晶点的快速检验法来推测水相组分的大致情况，且析晶点的高低会直接影响到乳化炸药的爆速、殉爆距离、猛度和贮存期。因此，析晶点的控制是该工序的重中之重，根据经验，如果析晶点高于工艺要求，析晶点每高出一度，一吨水相需加3.5kg水；如果析晶点低于工艺要求，析晶点每低一度，一吨水相需要添加16kg硝酸铵和1kg硝酸钠。
四、油相配制质量控制
在该工序采用一体化油相材料，经称量后加入油相熔化槽进行熔化，熔化槽通过气控阀自动调节控制。但油相材料在超温情况下，易出现碳化分解的现象，乳化能力有所降低，影响乳化炸药的性能指标，而且在抽料过程中，碳化颗粒会通过管道进入过滤器，导致滤网堵塞，如何避免油相材料出现碳化现象值得深入研究。经探索，在该工序设置超温联锁装置，使油相温度控制在80～95℃，油相密度控制在0.86±0.05g/cm3；当温度达到98℃时通过联锁控制自动切断蒸汽供应，即可解决油相碳化分解现象，为后续乳化工序提供有力的保障。
五、连续乳化质量控制
一般地说，搅拌粘度低乳化性能好的液体时，使用具有短旋转叶片的轴式搅拌机就可以了；但乳化搅拌高粘度液体时，使用这样简单的装置不能达到均匀充分搅拌的效果，此时可采用带有偏心安装的旋转叶片的轴式搅拌机。为了使油水相进行初步混合，本公司采取偏心旋转叶片式搅拌机，该装置不仅具有分散力，而且带有很强的剪切力，其乳化分散效果很好。最后经过静态混合器，即可达到高效的乳化效果。
六、敏化过程控制
乳化炸药敏化技术主要包括化学敏化、物理敏化和混合敏化三种工艺，我公司采用的是快速化学敏化法，即在乳胶基质中掺入一种化学产气剂，通过反应使其在乳胶基质中产生大量微小的气泡，其敏化机理如下：
NH4NO3+NaNO2→NH4NO2+NaNO3NH4NO2→N2↑+2H2O
在化学敏化中，如何控制发泡剂添加量和发泡速度是一大难点。当出现破卷现象，则说明发泡剂添加量过多或发泡剂密度高于规定值，此时应及时降低发泡剂流量；当药卷出现干瘪，不饱满的现象时，说明发泡剂添加量太少或发泡剂密度低于规定值，此时应提高其流量，以保证发泡效果。
结束语
乳化炸药的生产过程控制，即是产品的质量保证，也是安全的保证，所以在生产时要严格按照工艺过程严格控制。同时，提高生产线的先进性和可靠性，提高乳化炸药产品的质量和稳定性，提高劳动生产率，降低乳化炸药生产成本，提升企业的生产管理水平和竞争能力。
参考文献
[1] 汪旭光：乳化炸药[M].北京：冶金工业出版社，2008.
[2] 吕春绪：工业炸药理论[M].北京：兵器工业出版社，2003.