专利名称:一种应用沸腾造粒工艺安全制备烟火药剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种应用沸腾造粒工艺安全制备烟火药剂的方法，属烟花爆竹领域。
背景技术：
为了改善烟火药剂的流散性，减少筛药、装药过程中的粉尘，需要对细粉状药剂进行造粒。传统的方法将细粉状原料手工筛混，加入粘结剂后强迫过筛方法完成造粒，主要以人工为主，工艺陈旧，设备简陋，效率低下，且生产人员直接接触敏感的烟火药剂，常常因人为误操作和静电等因素而造成燃爆事故。沸腾造粒作为湿法造粒的一种，是将喷雾干燥技术和流化床技术有效结合而得到的一种干燥造粒技术，又叫流化喷雾造粒和一步造粒，使得传统的混合、造粒和干燥等过程在同一密闭容器内一次完成。该方法能提高生产效率，保持产品质量稳定，降低污染且有效实现人机分离，大大减少人为因素造成的安全隐患。随着科学技术和安全的发展要求，含能材料沸腾造粒工艺逐渐从军工研发和生产单位扩展到 烟花爆竹行业，烟花爆竹药剂和军工药剂相比，多为无机物，且成分复杂，同时，在造粒过程中，烟火药剂含有的铝粉、铝镁合金粉和硫粉等易燃易爆物质会与粘结剂溶液中水或酒精等溶剂发生化学反应，放出热量，当放出的热量逐渐超出烟火药剂散发的热量时，热量会慢慢的积聚，温度逐渐上升，温度的升高又加剧了反应的进行，如此循环达到药剂的自燃点，会引发燃爆事故。因此，选择合适的起降温和粘结作用的添加剂，并研究安全的沸腾造粒工艺，能够控制药剂的温升，避免发生燃爆事故，保证敏感烟火药剂沸腾造粒工艺的安全。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统烟火药剂造粒工艺中以人工操作为主，效率低下，易发生燃爆事故等问题，将沸腾造粒方法应用于敏感烟火药剂生产，并选择合适的添加剂和粘结剂，以降低造粒过程中的药剂温度，实现安全的烟火药剂沸腾造粒工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
本发明的一种应用沸腾造粒工艺安全制备烟火药剂的方法，其具体制备步骤如下
I)将按烟火药剂配比称量的原料放入密闭容器内，并加入占药剂总质量1% 3%、粒径小于80目的重铬酸钾；以速率为I 2m/s气流混合5min以上至均匀；
2)将占烟火药剂总质量I % 4%的熟糯米粉配成质量浓度为3% 8%的水溶液；
3)将步骤2)中所配熟糯米粉水溶液以100 200ml/min的速率在0. 2 0. 6MPa的压力下雾化并喷射进步骤I)的密闭容器中，同时用速率为I 2m/s、温度为室温 60°C气流将雾化后的粘结剂溶液与密闭容器中的药剂制备成颗粒状药剂，干燥后得烟火药剂产品。
有益效果
本发明中所用添加剂用量少，添加和造粒工艺简单，避免了因热量积累造成燃爆事故。同时，制备的药剂颗粒均匀，流散性好，无粉尘，用该药剂颗粒生产的烟花爆竹产品燃放性能稳定性更好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的内容做进一步说明。
实施例I
所用烟火药剂的配方为
硫粉30% 50%
铝粉5% 10%
镁铝合金粉15% 25%
硝酸钾5% 15%
硝酸钡15% 25%
(I)将细粉状的硫粉、铝粉、镁铝合金粉、硝酸钾、硝酸钡、重铬酸钾和熟糯米粉分别称量 3. 32kg,0. 676kg、I. 576kg,0. 732kg、I. 688kg, 0. 12kg 和 0. 2kg，并将熟糯米粉配成质量分数为5%的水溶液，加热煮沸后降至室温；
(2)将I)中称量的药剂原成分和重铬酸钾在沸腾造粒机中用速率为lm/s的气流混合均勻；
(3)将I)中所配溶液以lOOml/min速率、在0. 2MPa压力下雾化并喷进2)中造粒机，同时用速率为lm/s、温度为40°C气流将雾化溶液和细粉状药剂制备成颗粒状药剂，干燥后得目标产品。
本造粒过程中未出现温度骤升现象，制备的烟火药剂颗粒均匀，流散性好，无粉尘。用制备的颗粒药剂生产的烟花爆竹产品燃放效果达到国标的要求(该药剂发射高度>20m)。
实施例2
所用烟火药剂的配方为
硫粉30% 50%
铝粉5% 10%
镁铝合金粉15% 25%
硝酸钾5% 15%
硝酸钡15% 25%
(I)将细粉状的硫粉、铝粉、镁铝合金粉、硝酸钾、硝酸钡、重铬酸钾和熟糯米粉分别称量 3. 32kg,0. 676kg、I. 576kg,0. 732kg、I. 688kg，0. 16kg 和 0. 24kg，并将熟糯米粉配成质量分数为6%的水溶液，加热煮沸后降至室温；[0023](2)将I)中称量的药剂原成分和重铬酸钾在沸腾造粒机中用速率为I. 5m/s的气流混合均匀；
(3)将I)中所配溶液以150ml/min速率、在0. 4MPa压力下雾化并喷进2)中造粒机，同时用速率为I. 5m/s、温度为50°C气流将雾化溶液和细粉状药剂制备成颗粒状药剂，干燥后得目标产品。
本造粒过程中未出现温度骤升现象，制备的烟火药剂颗粒均匀，流散性好，无粉尘。用制备的颗粒药剂生产的烟花爆竹产品燃放效果达到国标的要求(该药剂发射高度>20m)。
实施例3
所用烟火药剂的配方为
硫粉8% 15%·
铝粉8% 15%
镁铝合金粉8% 15%
高氯酸钾20% 35%
硝酸钡20% 35%
(I)将细粉状的硫粉、铝粉、镁铝合金粉、高氯酸钾、硝酸钡、重铬酸钾和熟糯米粉分别称量lkg、lkg、lkg、2. 5kg,2. 5kg、0. 24kg和0. 32kg，并将熟糯米粉配成质量分数为7%的水溶液，加热煮沸后降至室温；
(2)将I)中称量的药剂原成分和重铬酸钾在沸腾造粒机中用速率为2m/s的气流混合均勻；
(3)将I)中所配溶液以200ml/min速率、在0. 6MPa压力下雾化并喷进2)中造粒机，同时用速率为2m/s、温度为60°C气流将雾化溶液和细粉状药剂制备成颗粒状药剂，干燥后得目标产品。
本造粒过程中未出现温度骤升现象，制备的烟火药剂颗粒均匀，流散性好，无粉尘。用制备的颗粒药剂生产的烟花爆竹产品燃放时爆响清脆并将纸筒炸开达到国标的要求(该药剂为爆响药，炸开纸筒即可)。
权利要求
1.一种应用沸腾造粒工艺安全制备烟火药剂的方法，其特征在于具体制备步骤如下 1)将按烟火药剂配比称量的原料放入密闭容器内，并加入占药剂总质量1% 3%、粒径小于80目的重铬酸钾；以速率为I 2m/s气流混合5min以上至均匀； 2)将占烟火药剂总质量1% 4%的熟糯米粉配成质量浓度为3% 8%的水溶液； 3)将步骤2)中所配熟糯米粉水溶液以100 200ml/min的速率在0.2 0. 6MPa的压力下雾化并喷射进步骤I)的密闭容器中，同时用速率为I 2m/s、温度为室温 60°C气流将雾化后的粘结剂溶液与密闭容器中的药剂制备成颗粒状药剂，干燥后得烟火药剂产品。
专利摘要
本发明涉及一种应用沸腾造粒工艺安全制备烟火药剂的方法，属烟花爆竹领域。本发明的方法，首先将按烟火药剂配比称量的原料放入密闭容器内，并加入占药剂总质量1％～3％、粒径小于80目的重铬酸钾；以速率为1～2m/s气流混合至均匀；然后将熟糯米粉水溶液雾化后喷入密闭容器中，同时用速率为1～2m/s、温度为室温～60℃气流将雾化后的粘结剂溶液与密闭容器中的药剂制备成颗粒状药剂，干燥后得烟火药剂产品。本发明中所用添加剂用量少，添加和造粒工艺简单，避免了因热量积累造成燃爆事故。同时，制备的药剂颗粒均匀，流散性好，无粉尘，用该药剂颗粒生产的烟花爆竹产品燃放性能稳定性更好。
文档编号C06B33/14GKCN102206126 B发布类型授权 专利申请号CN 201110095262
公开日2012年10月10日 申请日期2011年4月15日
发明者刘振翼, 刘海营, 钱新明, 黄平 申请人:北京理工大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan非专利引用 (1),