在现代工业生产中,氯酸钾作为一种重要的氧化剂,广泛应用于电子雷管引火药的制造。随着工业技术的不断发展,氯酸钾的生产工艺也在不断优化。2025年,湿法球磨氯酸钾工艺逐渐取代传统的干磨工艺,成为工业雷管引火药生产中的主流技术。这一工艺不仅提高了生产效率,还显著提升了氯酸钾的粒度均匀性和安全性。本文通过对湿法球磨氯酸钾工艺的深入研究,探讨了其在工业雷管引火药中的应用效果,为氯酸钾的生产提供了科学依据。
《2025-2030年中国氯酸钾行业运营态势与投资前景调查研究报告》氯酸钾在电子雷管引火药中的应用历史悠久,其氧化性能对引火药的发火性能至关重要。传统的干磨工艺虽然操作简单,但存在效率低、能耗高、颗粒均匀度差等问题,且在生产过程中易混入还原性杂质,存在燃烧爆炸的风险。为了克服这些缺点,湿法球磨氯酸钾工艺应运而生。该工艺通过在球磨过程中加入无水乙醇作为介质,不仅提高了球磨效率,还保证了氯酸钾的粒度均匀性和可调性,显著提升了生产的安全性。
(一)氯酸钾湿法球磨工艺参数优化
氯酸钾市场生产工艺分析实验采用无水乙醇作为球磨介质,考察了球磨时间、球料比和无水乙醇用量对氯酸钾粒度和混药效果的影响。实验结果表明,当无水乙醇与氯酸钾的比例为500mL/kg,球料比为2∶1,球磨时间为2.5~3小时时,氯酸钾的费氏粒度可达到13~17微米,能够较好地满足引火药的各项性能要求。具体实验数据如下:
球磨时间对氯酸钾粒度的影响:
2.5小时:费氏粒度为16.7微米,200目筛上物质量分数为0%。
3小时:费氏粒度为12.9微米,200目筛上物质量分数为0%。
4小时:费氏粒度为12.2微米,200目筛上物质量分数为0%。
混药效果:
粒度为12.2微米以下时,颗粒过细,溶剂混合时吸附气泡难以去除,混合后流动性差、有气泡。
粒度为12.9~18.1微米时,混合后流动性好、无气泡,药头烘干后无气孔。
粒度为18.8微米以上时,虽然流动性好、无气泡,但药头烘干后发现气孔,影响药头发火性能。
(二)氯酸钾粒度对引火药头发火性能的影响
实验结果表明,引火药头的50%发火电压值随氯酸钾粒度的减小而降低。在粒度接近的情况下,湿法球磨氯酸钾制作的引火药头发火电压值低于干法球磨工艺,精度也有所提高。具体数据如下:
干法球磨氯酸钾药头发火性能:
费氏粒度15.2微米:50%发火电压8.69伏特,安全电压7.98伏特,可靠发火电压10.44伏特。
费氏粒度15.5微米:50%发火电压9.15伏特,安全电压8.32伏特,可靠发火电压9.97伏特。
费氏粒度17.9微米:50%发火电压10.24伏特,安全电压6.25伏特,可靠发火电压13.56伏特。
湿法球磨氯酸钾药头发火性能:
费氏粒度12.9微米:50%发火电压8.24伏特,安全电压7.79伏特,可靠发火电压8.58伏特。
费氏粒度15.3微米:50%发火电压8.55伏特,安全电压8.12伏特,可靠发火电压9.21伏特。
费氏粒度18.1微米:50%发火电压9.53伏特,安全电压8.44伏特,可靠发火电压10.17伏特。
(一)混药搅拌速度对引火药混合均匀性的影响
混药搅拌速度对引火药的混合均匀性和发火性能有显著影响。实验结果表明,搅拌速度为300~400转/分钟时,物料产生涡流翻动,罐壁处无滞留态物料,混合后物料均匀无气泡。具体数据如下:
搅拌速度100转/分钟:无涡流,罐边材料无流动,引火药混合不均匀。
搅拌速度200转/分钟:无涡流,罐边部分材料无流动,引火药混合不均匀。
搅拌速度300转/分钟:有涡流,材料全部参与混药,引火药混合均匀。
搅拌速度400转/分钟:有涡流,材料全部参与混药,引火药混合均匀。
搅拌速度500转/分钟:强涡流,材料溅出,引火药混合均匀但有气泡。
(二)黏合剂对引火药性能的影响
聚乙烯醇作为黏合剂,其质量分数对引火药的发火性能有显著影响。实验结果表明,聚乙烯醇的质量分数以4%~6%为佳。具体数据如下:
黏合剂质量分数2%:50%发火电压8.62伏特,安全电压7.83伏特,可靠发火电压9.41伏特。
黏合剂质量分数4%:50%发火电压8.75伏特,安全电压7.80伏特,可靠发火电压9.65伏特。
黏合剂质量分数6%:50%发火电压9.85伏特,安全电压8.35伏特,可靠发火电压11.34伏特。
黏合剂质量分数8%:50%发火电压11.32伏特,安全电压12.93伏特,可靠发火电压15.72伏特。
黏合剂质量分数10%:50%发火电压13.64伏特,安全电压10.30伏特,可靠发火电压16.98伏特。
(三)挥发分对引火药头发火性能的影响
引火药中的挥发分含量对发火性能有显著影响。实验结果表明,药头挥发分的质量分数应控制在1.5%以内。具体数据如下:
挥发分质量分数0.3%:50%发火电压8.49伏特,安全电压8.11伏特,可靠发火电压8.89伏特。
挥发分质量分数0.9%:50%发火电压8.88伏特,安全电压8.28伏特,可靠发火电压9.32伏特。
挥发分质量分数1.6%:50%发火电压9.25伏特,安全电压8.77伏特,可靠发火电压10.15伏特。
挥发分质量分数3.3%:50%发火电压11.12伏特,安全电压9.61伏特,可靠发火电压14.69伏特。
四、结论
湿法球磨氯酸钾工艺在工业雷管引火药中的应用取得了显著成效。该工艺不仅提高了生产效率,还显著提升了氯酸钾的粒度均匀性和安全性。实验结果表明,湿法球磨氯酸钾的最佳工艺参数为:球料比2∶1,无水乙醇与氯酸钾的比例为500mL/kg,球磨时间为2.5~3小时,费氏粒度为13~17微米。