Википедија

Amonijum-nitratni eksploziv

Amonijum-nitratni exploziv ili (ANFO, AN/FO) [1] je visoko eksplozivna mešavina i u širokoj upotrebi je kao industrijska eksplozivna smeša u rasutom stanju. Sastoji se od 94% poroznog amonijum nitrata (NH4NO3) (AN), koji deluje kao oksidaciono sredstvo i apsorbent za gorivo, i 6% lož ulja broj 2 (FO). [2] Upotreba ANFO nastala je 1950-ih. [3]

Amonijum-nitrat
Čaure amonijum nitrata koje se koriste u ANFO u rudniku.
Vreće od 25 kg (55 lb) koje sadrže ANFO

ANFO čini oko 90% od 2,7 miliona tona (6 milijardi funti) eksploziva koji se godišnje koristi u Severnoj Americi. [4] Našao je široku primenu u iskopavanju uglja, kamenolomima, rudarstvu rude metala i građevinarstvu, gde njegova niska cena i jednostavnost upotrebe mogu nadmašiti prednosti drugih eksploziva, kao što su vodootpornost, ravnoteža kiseonika, veća brzina detonacije. ANFO se takođe široko koristi u ublažavanju opasnosti od lavina. [5]

Istorija uredi

ANFO eksplozivi su izmišljeni kasnih 1950-ih , ali pronalazač je nepoznat i ne postoje patenti za proizvodni proces. Međutim, u Severnoj Americi u to vreme, Robert Aker i Melvin Kuk su imali brojne patente za jeftine eksplozive koji su kombinovali amonijum nitrat sa raznim supstancama. Konkretno, Kuk je u kanadskim minama koristio eksplozive napravljene od relativno lako dostupnih sirovina kao što su amonijum nitrat, voda i agens za senzibilizaciju, a neko je mešao amonijum nitrat sa dizeldostupnim lakim uljem. Pošto nije patentiran, brzo se proširio iz Severne Amerike u ostatak sveta. Proizvodnja je počela u Japanu 1964. godine.

Pošto je sigurniji i jeftiniji od dinamita, njegova upotreba se brzo proširila za podzemno miniranje lomljenog kamena i drugih materijala. U početku su postojeći proizvođači dinamita proizvodili i pakovali ih pojedinačno kao dinamit. Međutim, ovo ne bi iskoristilo prednosti neotvorenih rupa, tako da je industrija za miniranje počela da ga proizvodi, transportujući ga u rasutom stanju, na primer u vrećama, do mesta miniranja i ubrizgavajući ga u rupu za miniranje. Štaviše, izmenama i dopunama Zakona o kontroli eksploziva omogućeno je korišćenje mobilnih mašina za proizvodnju, a sadašnjom proizvodnjom đubriva na mestu miniranja od amonijum nitrata i dizel ulja, postalo je moguće u potpunosti uživati u prednostima ANFO-a.

ANFO je 1973. godine postao uporediv u proizvodnji sa dinamitom. Krivolov koji koristi ovaj materijal je raširen u nekim regionima i teško ga je kontrolisati jer je materijal dostupan svuda.

To je jedno od najjeftinijih eksploziva koje koriste teroristi, i često se koristi kao primarni eksploziv u napadima kao što su automobilske bombe i improvizovane eksplozivne naprave. (Norveški teroristički napadi, itd.)

Dobijanje uredi

Amonijumnitrat se dobija direktnim spajanjem sintetičkog amonijaka i sintetičke azotne kiseline, po jednačini:

NH3 + HNO3 → NH4NO3

Završna faza dobijanja amonijumnitrata obuhvata upravljanje rastvora u otvorenim kotlovima ili vakuumu. Upravljanjem u vakuumu dobija se sitnije iskristalisani amonijumnitrat, koji je pogodniji za proizvodnju eksploziva.

ANFO se obično priprema na mestu upotrebe mešanjem peleta amonijum nitrata i dizel goriva. Kod veće količine goriva dolazi do nepotpunog sagorevanja usled nedostatka kiseonika , dok je sa manjom količinom goriva eksplozivna snaga smanjena. Umesto goriva može se koristiti lož ulje, kerozin, a za povećanje osetljivosti i snage može se koristiti aluminijumski prah. ANFO je relativno neosetljiv, tako da detonira samo kada se koristi drugo primarno eksplozivno punjenje (pojačivač detonatora). Kao i amonijum nitrat, ANFO je visoko higroskopan, tako da nije pogodan za upotrebu u vlažnom okruženju ili u prisustvu vode.

Hemija uredi

Hemija ANFO detonacije je reakcija amonijum nitrata sa dugolančanim alkanom (CnH2n+2) da bi se formirao azot, ugljen dioksid i voda. U idealnoj stehiometrijski uravnoteženoj reakciji, ANFO se sastoji od oko 94,5% AN i 5,5% FO po težini. U praksi se dodaje blagi višak lož ulja, jer premalo doziranje dovodi do smanjenih performansi, dok predoziranje samo dovodi do više isparenja nakon eksplozije. [6] Kada su uslovi detonacije optimalni, pomenuti gasovi su jedini proizvodi. U praktičnoj upotrebi, takve uslove je nemoguće postići, a eksplozije proizvode umerene količine toksičnih gasova kao npr. ugljen monoksida i azotnih oksida (NOx).

Komponenta goriva ANFO je tipično dizel, ali se umesto toga koristi kerozin, ugljena prašina, trkačko gorivo ili čak melasa. Aluminijum u finom prahu u smeši će ga senzibilisati da lakše detonira. [7]

Eksplozivna svojstva uredi

ANFO je veoma neosetljiv, što ga čini tercijarnim eksplozivom (ili "sredstvom za eksploziju"). Bez senzibilizatora, ne može se detonirati tipičnim detonatorom (kao što je br. 8) za eksploziju sa malom količinom primarnog eksploziva u sebi. Mora se koristiti veća količina sekundarnog eksploziva, poznatog kao prajmer ili pojačivač. [8] Istorijski su korišćeni jedan ili dva štapa dinamita; Trenutna praksa je da se koriste Toveks ili liveni pojačivači pentolita (TNT / PETN ili slične kompozicije). [9]

ANFO je tehnički jak eksploziv po tome što se razlaže detonacijom, a ne deflagracijom pri brzini većoj od brzine zvuka u materijalu, ali niska osetljivost znači da uopšte nije regulisana kao takva. ANFO ima umerenu brzinu u poređenju sa drugim industrijskim eksplozivima, merenje 3.200 m/s u prečniku 130 mm (5 inča), neograničeno, na temperaturi okoline. [8] Opisan je kao neidealan visoki eksploziv, jer je njegova brzina eksploziva daleko od termodinamičkog ideala zbog njegove poroznosti i faznog odvajanja njegove dve komponente. [10]

Brzina detonacije eksploziva je od 2.500 do 3.500 m/s, u zavisnosti od uslova zatvaranja, a razvoj toplote je oko 4000 kJ/kg. ANC eksplozivi se detoniraju detonatorom, pojačalom ili velikom količinom početnog eksploziva.

Sastav uredi

U čistom obliku amonijumnitrat sadrži: 34%N,5%H i 60%O od čega se 20% nalazi u slobodnom stanju.[11]

Opšte uredi

Amonijumnitrat je beličast sitno iskristalisan prah. Gustina kristalnog amonijumnitrata je 1,725g/cm3, tačka topljenja 170 °C. Higroskopan je. Srazmerno je malo osetljiv prema udaru i trenju. U toploj vodi se lako rastvara. amonijumnitrat (AN) predstavlja slab eksploziv, a izvanredan oksidans. Pri eksploziji 1g AN dobije se 0,2g kiseonika. Toplota eksplozije je oko 1430kJ/kg, radna sposobnost 160–230 cm3, brzina detonacije 1500–4200 m/s, temperatura eksplozije 1500 °C, zapremina gasnih produkata 980l/kg. Kritični prečnik zavisi od granulacije kristala i kreće se od 100-300 mm.[12]

Upotreba uredi

Amonijumnitrat se upotrebljava za proizvodnju amonijum-nitratskih eksploziva raznih vrsta i kao dodatak nekim nitroglicerinskim eksplozivima. U novije vreme proizvodi se granulisani amonijumnitrat, koji se koristi za proizvodnju amonijumnitratskih-uljnih eksplozivnih smeša (AN-FO smeša). Granulisani amonijumnitrat odlikuje se velikom poroznošću (oko 0,7 cm3/g), što ga čini podesnim za izradu AN-FO smeša.

Industrijska upotreba uredi

 
Punjenje rupe sa ANFO za miniranje kamena

U rudarskoj industriji, termin ANFO posebno opisuje mešavinu čvrstih čestica amonijum nitrata i dizel goriva. Postoje i drugi eksplozivi zasnovani na ANFO hemiji; najčešće se koriste emulzije. Oni se razlikuju od ANFO u fizičkom obliku koji reaktanti uzimaju. Najznačajnija svojstva emulzija su vodootpornost i veća zapreminska gustina.

Dok je gustina čistog kristalnog amonijum nitrata 1700 kg/m³, pojedinačne kapsule eksplozivnog AN mere približno 1300 kg/m³. Njihova manja gustina je zbog prisustva malog sfernog vazdušnog džepa unutar svake čaše: ovo je primarna razlika između AN koji se prodaje za miniranje i onog koji se prodaje za poljoprivrednu upotrebu. Ove praznine su neophodne za senzibilizaciju ANFO: one stvaraju takozvane „vruće tačke“. [a] Aluminijum u finom prahu se može dodati u ANFO da bi se povećala i osetljivost i energija; [10] u komercijalnoj upotrebi, međutim, ovo je palo u nemilost zbog troškova.

ANFO ima nasipnu gustinu od oko 840 kg/m³. U aplikacijama za površinsko rudarstvo, on se obično utovaruje u bušotine pomoću namenskih kamiona koji mešaju AN i FO komponente neposredno pre nego što se proizvod izda. U aplikacijama za podzemno rudarstvo, ANFO se obično puni duvanjem.

AN je visoko higroskopan, lako upija vodu iz vazduha. U vlažnim sredinama, apsorbovana voda ometa njenu eksplozivnu funkciju. AN je potpuno rastvorljiv u vodi; kao takav ne može se utovariti u bušotine koje sadrže stajaću vodu. Kada se koristi u uslovima vlažnog rudarstva, mora se uložiti značajan napor da se ukloni stajaća voda i ugradi obloga u bušotinu; generalno je produktivnije koristiti vodootporni eksploziv kao što je emulzija.

Paravojna upotreba uredi

ANFO je korišćen 1970. godine kada su protesti studenata postali nasilni na Univerzitetu Viskonsin-Medison, koji su naučili kako da naprave i koriste ANFO iz knjižice Odeljenja za zaštitu prirode Viskonsina pod naslovom Probijanje kroz rupe za divlje životinje, [6][13] što je rezultiralo u Sterling holu bombardovanje.

ANFO je naširoko koristio FLNC (Nacionalno oslobodilački front Korzike), zajedno sa eksplozivom F15. Pet kontejnera od po 500 kilograma (1.100 funti) svaki je upotrebljeno da diže u vazduh zgradu Poreske uprave u Bastiji 28. februara 1987.

ANFO auto-bombu je usvojila Privremena IRA 1972. godine, a do 1973. godine Troubles je trošio 21.000 kilograma (47.000 funti) amonijum nitrata za većinu bombi. [14] Volonterske snage Ulstera (Ulster Volunteer Force (UVF)) su takođe koristile ANFO bombe, često mešajući gelignit kao pojačivač, u bombaškim napadima u Dablinu i Monaganu maja 1974. u kojima su poginule 34 osobe i povređeno skoro 300, ANFO auto-bombe su korišćene u Dablinu. [15] Takođe su ga koristile grupe kao što su Revolucionarne oružane snage Kolumbije i ETA. Godine 1992. Shining Path je izvršio Bombaški napad na Taratu u Limi, Peru, korišćenjem dve ANFO kamion bombe.

Sofisticiranija varijanta ANFO (amonijum nitrat sa nitrometanom kao gorivom, nazvana ANNM) je korišćena u bombardovanju Oklahoma Sitija 1995. godine.

Bombaški napadi u Šiđadžuangu (kineski: 靳如超爆炸案 or 石家庄"3·16"特大爆炸案) potresli su grad Šiđadžuang, Kina, 16. marta 2001. Ukupno 108 ljudi je poginulo, a 38 je povređeno kada je, u kratkom vremenu, nekoliko ANFO bombi eksplodiralo u blizini četiri stambene zgrade. [16]

U novembru 2009, vlada Severozapadne granične provincije (NVFP) Pakistana uvela je zabranu na đubriva amonijum sulfata, amonijum nitrata i kalcijum amonijum nitrata u okruzima Gornji Dir, Donji Dir, Svat, Čitral i Malakand (bivši Malakand Divizija) ,nakon izveštaja da su te hemikalije militanti koristili za pravljenje eksploziva.

U aprilu 2010. godine, policija u Grčkoj zaplenila je 180 kg ANFO i drugog srodnog materijala sakrivenog u skrovištu u atinskom predgrađu Kareas. Veruje se da je materijal povezan sa napadima koje je ranije izvela teroristička grupa "Revolucionarna borba".

U januaru 2010. predsednik Avganistana Hamid Karzai je takođe izdao dekret o zabrani upotrebe, proizvodnje, skladištenja, kupovine ili prodaje amonijum nitrata, nakon što je istraga pokazala da su militanti iz talibanske pobune koristili tu supstancu u bombaškim napadima. [17][18][19]

Dana 22. jula 2011., ANNM eksploziv obogaćen aluminijumskim prahom, ukupne veličine 950 kg (150 kg aluminijumskog praha), povećavajući snagu rušenja za 10–30% u odnosu na obični ANFO, korišćen je u bombardovanju Osla. [20][21]

Dana 13. aprila 2016, dvojica osumnjičenih pripadnika IRA zaustavljena su u Dablinu sa 67 kg ANFO. [22]

Dana 6. marta 2018, 8 članova ekstremno desničarske neonacističke grupe Combat 18 uhapšeno je u Atini, Grčka, optuženih za višestruke napade na imigrante i aktiviste. Imali su 50 kg ANFO kod sebe. [23]

Prednosti i nedostaci uredi

Amonijum-nitratni eksploziv ili ruski naziv Igdanit je razvijen početkom 1950-ih istovremeno i nezavisno u nizu zemalja — SSSR-u, SAD . Rusko ime je formirano od skraćenice naziva razvijača — Institut za rudarstvo Akademije nauka SSSR (ruski: Institut za rudarstvo Akademije nauka SSSR — IGDAN).

Prednosti uredi

  • Otpornost na vodu (nije higroskopan).
  • Jeftinoća
  • Lakoća proizvodnje

Nedostaci uredi

  • Niska eksplozivnost

Regulativa uredi

U većini jurisdikcija, amonijum nitrat ne mora biti klasifikovan kao eksploziv za transportne svrhe; to je samo oksidant. Mige obično pripremaju ANFO na licu mesta koristeći isto dizel gorivo koje pokreće njihova vozila. Iako se teoretski mogu koristiti mnoga goriva, niska isparljivost i cena dizela čine ga idealnim.

ANFO je u većini uslova neosetljiv na detonator, tako da je zakonski klasifikovan kao agens za eksploziju (tercijarni eksploziv) [24] a ne kao jak eksploziv. [25]

Amonijum nitrat se široko koristi kao đubrivo u poljoprivrednoj industriji. Takođe se nalazi u instant hladnim pakovanjima. U mnogim zemljama, njegova kupovina i upotreba su ograničeni na kupce koji su dobili odgovarajuću licencu, iz razloga da ne bi došlo do zloupotrebe đubriva jer u sastavu đubriva ima amonijaka koji bi potencijalno mogao da se iskoristi kao jak eksploziv.

Katastrofe uredi

Nepomešani amonijum nitrat se može eksplozivno razgraditi i odgovoran je za nekoliko industrijskih katastrofa, uključujući sledeće:

  • 1921. Eksplozija Oppau u Nemačkoj.
  • 1947. Katastrofa Teksas Sitija, Teksas.
  • 2004. Katastrofa Riongchon u Severnoj Koreji.
  • 2011. Norveški napadi u Oslu, Norveška.
  • 2013. Eksplozija kompanije Vest Fertilizer Compani u Vestu, Teksas.
  • 2015. Eksplozije u Tjenđinu.
  • 2020. Eksplozija u Bejrutu.

Opasnosti po životnu sredinu uključuju eutrofikaciju u zatvorenim vodama i kontaminaciju podzemnih ili površinskih voda nitratima/gasnim uljem. [26]

Reference uredi

  1. ^ „ANFO | explosive”. Encyclopedia Britannica (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2019-05-04. 
  2. ^ Cook, Melvin A. (1974). The Science of Industrial Explosives. IRECO Chemicals. str. 1. ASIN B0000EGDJT. 
  3. ^ Encyclopædia Britannica
  4. ^ Edward M. Green (jun 2006). „Explosives regulation in the USA” (PDF). Industrial Materials (465): 78. Arhivirano iz originala (PDF) 11. 10. 2022. g. Pristupljeno 3. 3. 2013. 
  5. ^ Cook, Melvin A. (1974). The Science of Industrial Explosives. IRECO Chemicals. str. 2. ASIN B0000EGDJT. 
  6. ^ a b Mathiak, Harold A. (1965). Pothole Blasting for Wildlife. Wisconsin Conservation Department, Madison, Wisconsin 53701. str. 11. 
  7. ^ Singh, R. D. (2005). Principles and Practices of Modern Coal Mining. New Age International. str. 532. ISBN 9788122409741. 
  8. ^ a b Blasters' Handbook (15th izd.). E. I. du Pont de Nemours & Company. 1969. str. 64—68. ASIN B000JM3SD0. 
  9. ^ „Explosives – ANFO (Ammonium Nitrate – Fuel Oil)”. GlobalSecurity.org. Pristupljeno 3. 3. 2013. 
  10. ^ a b Fabin, M; Jarosz, T (1. 10. 2021). „Improving ANFO: Effect of Additives and Ammonium Nitrate Morphology on Detonation Parameters.”. Materials. 14 (19). doi:10.3390/ma14195745  . 
  11. ^ Cook, Melvin A. (1974). The Science of Industrial Explosives. IRECO Chemicals. str. 1. ASIN B0000EGDJT. 
  12. ^ Docent dr Rade Tokalić, Profesor dr Prvoslav Trifunović. Tehnologija materijala u rudarstvu. 
  13. ^ Mike Davis (2007). Buda's Wagon: A Brief History of the Car Bomb . New York: Verso. str. 53. ISBN 978-1844671328. LCCN 2007274127. .
  14. ^ Henry Stanhope (8. 11. 1974). „The will to blow the lid off Ulster still remains strong”. The Times. London. 
  15. ^ „Bombs”. 
  16. ^ „石家庄九名制贩爆炸物的嫌犯被刑事拘留” [Shijiazhuang nine suspects of the sale of explosives were detained in criminal detention] (na jeziku: kineski). Beijing. 3. 4. 2001. Pristupljeno 12. 8. 2017. [mrtva veza]
  17. ^ „Afghanistan bans chemical used to make bombs; protesters denounce killings”. Times Union. Albany, N.Y. Arhivirano iz originala 7. 6. 2010. g. 
  18. ^ „Afghanistan bans chemical used to make bombs”. The Guardian. AP Foreign. 22. 1. 2010. Pristupljeno 3. 3. 2013. 
  19. ^ Dexter Filkins (11. 11. 2009). „Bomb Material Cache Uncovered in Afghanistan”. The New York Times. Pristupljeno 3. 3. 2013. 
  20. ^ Stina Åshildsdatter Grolid; Unni Eikeseth (25. 7. 2011). „Slik virket trykkbølgen etter bomben” [Such seemed the shock wave after the bomb] (na jeziku: norveški). NRK. Pristupljeno 28. 7. 2011. 
  21. ^ Stigset, Marianne; Kremer, Josiane; Treloar, Stephen (27. 7. 2011). „Police in Norway Extend Terror Probe Across Europe After Breivik Attacks”. Bloomberg. 
  22. ^ Daniel Hickey (13. 4. 2016). „Two men appear in court charged with possession of 150 kg of homemade explosives”. Irish Independent. Dublin. Pristupljeno 16. 4. 2016. 
  23. ^ „Ο 'Τσαμπ' της 'Combat 18' και ο 'Λύκος' της Χρυσής Αυγής επιβεβαιώνουν τη λογική των 'συγκοινωνούντων δοχείων'”. Arhivirano iz originala 11. 03. 2018. g. Pristupljeno 11. 10. 2023. 
  24. ^ Cook, Melvin A. (1974). The Science of Industrial Explosives. IRECO Chemicals. str. 16. ASIN B0000EGDJT. 
  25. ^ „Explosives and blasting agents”. Occupation Safety & Health Administration. Pristupljeno 3. 3. 2013. 
  26. ^ P. Cosgrove. Ammogex Material Safety Data Sheet, Document No: HS-MSDS-03, Irish Industrial Explosives Ltd

Notes uredi

  1. ^ It was found by the IRA, in response to using low-brisance AN fertilizers, that "hot spots" can be created by blending powdered sugar into the ANFO mixture, effectively sensitizing the mixture to mining-standard prilled ammonium nitrate effectiveness in which the interaction of the detonation front with a spherical void concentrates energy. Blasting-grade AN prills are typically between 0.9 and 3.0 mm in diameter.

Literatura uredi

  • Cook, Melvin A. (1974). The Science of Industrial Explosives. IRECO Chemicals. str. 1. ASIN B0000EGDJT. 
  • Docent dr Rade Tokalić, Profesor dr Prvoslav Trifunović. Tehnologija materijala u rudarstvu. 

Spoljašnje veze uredi

 
Amonijum-nitratni eksploziv na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Амонијум-нитратни_експлозив&oldid=26810069”