8/3/2019 Nitrato de Amonio y Anfo
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JEFATURA DE ASISTENCIA
TCNICA EXSA S.A
NITRATO DE AMONIO
Y ANFO
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NITRATO DE AMONIO
El Nitrato de Amonio es una sal inorgnica de colorblanco cuya composicin es:
3H2 + N2 2NH3 (Amoniaco)
NH3 + HNO3 NH4NO3 (Nitrato de
Amonio)
NH4NO3
Se obtiene por reaccin del amoniaco y el cidontrico:
Aisladamente, no es un explosivo, pues slo adquieretal propiedad cuando se mezcla con una determinadacantidad de combustible y reacciona violentamentecon l aportando oxgeno.
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PROCESO DE OBTENCIN DELAMONIACO
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PROCESO DE OBTENCIN DELACIDO NTRICO
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PROCESO DE OBTENCIN DELNITRATO DE AMONIO
NITRICO
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NITRATO DE AMONIO TCNICO (34,5 % deNitrgeno), se presenta en dos tipos: cristalino ygranular poroso, con cobertura de hidrocarburos,
apto para explosivos y voladura.El tcnico se usa en la fabricacin de dinamitas yemulsiones como oxidante, mientras que el porosose emplea en la preparacin de ANFO.
CLASES DE NITRATO DE AMONIO
NITRATO DE AMONIO AGRCOLA (33,0 % deNitrgeno), cristalino, compacto, con cobertura dediatomita, uso primordial como fertilizante, no aptopara voladura.
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PROCESOS DE FABRICACIN DELNITRATO DE AMONIO
Se emplean dos procedimientos para presentar alnitrato en prills compactos o porosos, en base a lasolucin de Nitrato de Amonio Tcnico:
PRILLS COMPACTOS: La solucin se proyectacontra un disco giratorio resultando grnulosirregulares de tamao heterogneo y ms densos.
PRILLS POROSOS: La solucin se deja caerdesde el tope interior de una torre de prilladocontra una corriente de aire caliente, que produceprills redondeados y menos densos al generarles
poros internamente.
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CALIDAD DEL NITRATO DE AMONIOPARA FABRICACIN DE ENCARTUCHADOS
Y ANFO
NITRATO DE AMONIO TCNICO COMPACTO.(Para dinamitas y emulsiones.).
NITRATO DE AMONIO TCNICO POROSO.(Para ANFO).
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PROCESOS PARA LA PRODUCCION DENITRATO DE AMONIO POROSO
PROCESO KOLTENBACH.
PROCESO DE SULFATO DE ALUMINIO.
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COMPARACIN DE TIPOS DE PRILL
PRILL DEL PROCESOKOLTENBACH PRILL DEL PROCESOSULFATO DE ALUMINIODensidad de
0,75 a 0,78 g/cm3.Densidad de
0,79 a 0,83 g/cm3.
Absorcin de petrleode 9 a 15%. Absorcin de petrleode 6 a 9%.
Tamao del prillms pequeo. Tamao del prillms grande.A prill ms duro,
menor cantidad de finos.A prill ms suave,
mayor cantidad de finos.
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SOLUBILIDAD E HIGROSCOPICIDADDEL NITRATO DE AMONIO
La solubilidad del NA en el agua es grande y varaampliamente con la temperatura:
A 10C : 60 % de solubilidad. A 20C : 65,4 % de solubilidad. A 30C : 70 % de solubilidad. A 40C : 73,9 % de solubilidad.
La higroscopicidad es tambin muy elevada,pudiendo convertirse en lquido en presencia de airecon una humedad superior al 60 %. La adicin desustancias inertes hidroflicas como el caoln o las
arcillas en polvo evitan que el NA absorba humedad.
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ANFO
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ANFO
El ANFO es un agente de voladura granular, seco,compuesto por una mezcla de Nitrato de Amonioporoso y petrleo diesel N 2.
La mezcla ideal corresponde al 94,3 % de Nitratode Amonio (oxidante) y 5,7 % de petrleo(combustible), en pesos, para el mejor balance deoxgeno en la detonacin.
Esta mezcla proporciona el 100 % de energa til yla menor generacin de gases nocivos.
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Con deficiencia de petrleo (menos de 6 %), la
prdida de energa es similar y se genera excesode gases nitrosos.
Una variacin en el porcentaje de petrleodesequilibra el balance:
Con exceso de petrleo (ms de 6 %), la energa
decae 40 a 60 % y se genera exceso de monxidode carbono.
ANFO
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ANFO
Porosidad: Los poros son indispensables para lageneracin de puntos calientes en la detonacindel ANFO, por compresin adiabtica del aire(sensibilizador) por la onda de choque iniciadora
del cebo. Factor importante para la absorcin depetrleo.
Requisitos fundamentales que debe cumplir el ANFO:
Absorcin del petrleo (mnima en porcentaje).
Retencin del petrleo (mnima en tiempo). Cobertura antiaglomerante (anticaking) para la
fluidez del los prills en el manipuleo a granel.
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EFECTOS DE LA ABSORCION DEPETRLEO EN LAS MEZCLAS DE ANFO
ANFO preparado al 6% de petrleo:
Relacin ptima para el ANFO 94 % NA y 6 %petrleo, cualquier variacin resulta en prdida
de eficiencia y exceso de gases.
Saturacin del prill con petrleo.
El prill absorber entre 6 y 15 % del petrleo.
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VARIACIN DE LA ENERGA TERMODINMICA YVOD DEL ANFO CON EL CONTENIDO DE PETRLEO
1 000
900
800
700
600
500
400
5 500
5 000
4 500
4 000
3 500
3 000
2 500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ENERG
A
TERMODIN
M
ICA
(kcal/kg) VE
LOCIDAD
DE
DETONACI
N(m/s)
PORCENTAJE DE PETRLEO
BALANCE O2 (-)BALANCE O2 (+)
E
VOD
+ Gases Nitrosos + Monxido de Carbono
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HUMOS PRODUCIDOS POR DIFERENTESPORCENTAJES DE PETRLEO
2
0,25
4 6 8 10
0,20
0,15
0,10
0,05
PETRLEO (%)
MOLES / 100 gCO
NO + NO2
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SENSIBILIDAD DEL ANFO A LA INICIACIN
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
2 3 4 5 6 7 8 9PETRLEO (%)
DIFICULT
AD
RELATIVA
DEINICIACI
N
CO
N
UN
DETONAD
ORN6 94 % DE NITRATO DE AMONIO
6 % DE PETRLEO
DENSIDAD 0,82 g/cm3
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INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE AGUASOBRE LA VELOCIDAD DE DETONACIN
DEL ANFOEl agua es el principal enemigo del ANFO, ya queste absorbe una gran cantidad de calor para su
vaporizacin y baja considerablemente la potenciadel explosivo.
En cargas de 76 mm de dimetro, una humedadsuperior al 10 % produce la insensibilidad del
agente explosivo. En tales casos el nico recurso deempleo consiste en envolver el ANFO en recipienteso bolsas impermeables al agua.
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INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE AGUA EN ELANFO SOBRE LA VELOCIDAD DE DETONACIN
3 600
3 300
3 000
2 700
2 400
2 100
1,05
0 2 4 6 8 10
VELOCID
AD
DEDETONA
CI
N
(m/s)
DENS
IDAD
(g/cm3)
PORCENTAJE DE AGUA
1,00
0,95
0,90
0,85
FALLOS
DIMETRO DE LA CARGA 76 mm
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DENSIDAD
La densidad tiene importancia para la velocidad dedetonacin y los efectos de impacto de unexplosivo.
Conforme la densidad del ANFO aumenta, entoncesla velocidad de detonacin se eleva, pero es msdifcil conseguir la iniciacin. Por encima de unadensidad de 1,2 g/cm3,el ANFO se vuelve inerteno pudiendo ser detonado.
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INFLUENCIA DEL DIMETRO DE LACARGA SOBRE LA VELOCIDAD DE
DETONACIN
El dimetro de la carga es un parmetro de diseoque incide de forma decisiva en la velocidad dedetonacin del ANFO.
El dimetro crtico de este explosivo estinfluenciado por el confinamiento y la densidad decarga.
Usado dentro de taladros en roca con una densidada granel de 0,8 g/cm3 el dimetro crtico es deunos 75 mm, mientras que con 1,15 g/cm3se elevaa 25 mm.
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INFLUENCIA DEL DIMETRO DE LA CARGASOBRE LA VELOCIDAD DE DETONACIN
0
DIMETRO DEL BARRENO (mm)
50 100 150 200 250 300 350
2 000
2 500
3 000
3 500
4 000
4 500
5 000
VELO
CIDAD
DEDETONACI
N
(m/s)
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INFLUENCIA DEL TAMAO DE LOSPRILLS EN EL ANFO
El tamao de los prills de Nitrato de Amonioinfluye en la densidad del explosivo. As, cuando elANFO se reduce a menos de 100 mallas, su
densidad a granel pasa a ser 0,6 g/cm3, lo quesignifica que si se quiere conseguir una densidadnormal entre 0,8 y 0,85 g/cm3 para alcanzar unasbuenas caractersticas de detonacin ser preciso
compactarlo.
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PRESIN DE DETONACIN
La presin de detonacin es un indicadorsignificativo de la capacidad de fragmentacin queposee un explosivo.
Es funcin de la densidad y del cuadrado de la
velocidad de detonacin, as:PD = 0,25 x De x VOD2 x 10-5
Nota:
PD : presin de detonacin (en kbar).
De : densidad del explosivo (en g/cm3).
VOD : velocidad de detonacin (en m/s)
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PRESIN DE DETONACIN DELANFO
Para un ANFO que es producido con una mezcla de94 % de Nitrato de Amonio y 6 % de petrleo, setiene:
De : 0,9 g/cm3
VOD : 2 800 m/s
PD = 0,25 x (0,9) x (2 800)2 x 10-5
PD = 17,64 kbar
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5 000
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100 200 300 400 500DISTANCIA AL PUNTO DE INICIACIN (mm)
5 000
4 000
3 000
2 000VELOCIDAD
DEDETON
ACI
N
DELANFO
(m/s)
A
CURVA DIMETRODEL CEBO (mm)ABCD
75645125
VOD de Rgimen
B
C
DANFO en dimetro = 75 mm
Confinamiento en tubo de asbesto
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CARGUO DE TALADROS
TALADROS DE ARRANQUE
TALADROS DE PRODUCCIN
TALADROS DE CONTORNO
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Punto de inicio de ladetonacin autosostenida
Punto de iniciode la detonacin
INICIACIN DE ANFO CON DETONADORSIMPLE (NO DESEABLE)
RANGO DE INICIACIN DEL ANFO
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INICIACIN DE ANFO CON CEBO DEMENOR DIMETRO QUE EL DEL TALADRO
(ADECUADO)
Punto de inicio de ladetonacin autosostenida
Punto de iniciode la detonacin
RANGO DE INICIACIN DEL ANFO
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INICIACIN DE ANFO CON CEBO DESIMILAR DIMETRO QUE EL DEL TALADRO
(PTIMO)
Punto de inicio de ladetonacin autosostenida
Punto de iniciode la detonacin
RANGO DE INICIACIN DEL ANFO