Estudo da influência dos aditivos do nitrato de amônio grau fertilizante na estabilidade de emulsões explosivas

Abstract

Resumo: As emulsões explosivas produzidas a partir de nitrato de amônio grau fertilizante apresentam baixa estabilidade. Isso se deve à interação entre os aditivos presentes neste material e os componentes da emulsão. A função dos aditivos no nitrato grau fertilizante é prevenir a absorção de umidade e as modificações de fases cristalinas que ocorrem nos grãos. Os ensaios de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectroscopia de energia dispersiva de raios-X possibilitaram a caracterização destes aditivos. Os ensaios com tensoativo mostraram que é possível obter uma emulsão estável. Em contrapartida, a adição deste composto provocou queda na viscosidade do produto. Desta forma, foram avaliados dois modificadores reológicos, sendo um sólido e outro polimérico, para aumentar a viscosidade da emulsão. Ambos foram capazes de elevar a viscosidade conforme a especificação do produto nas respectivas proporções de até 1,06% e 0,29% em massa. A análise econômica das novas formulações de emulsão com tensoativo e modificador reológico revelou que os ganhos ambientais e de produtividade estimulam as alterações no processo para a obtenção destes produtos.

Abstract: Emulsion explosives made from ammonium nitrate fertilizer grade (FGAN) are rarely stable. The reason of this low stability is the interaction between additives in FGAN and the other emulsion components. The additives in ammonium nitrate fertilizer grade are moisture repellents and crystal modifiers, that avoid the phase transitions in ammonium nitrate. Analysis techniques as Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermal Gravimetric Analysis (TGA), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy enabled ammonium nitrate additives characterization. Tests with different surfactants were made in order to stabilize these additives in the emulsion's matrix, which was possible but with a lower viscosity. Solid and polymeric rheological modifiers were then evaluated to build up emulsion viscosity. Both were capable to increase the emulsion viscosity to 1,06% and 0,29% in weight, respectively. The economic analysis of the new emulsion formulations with surfactant and rheological modifier revealed that the environmental and productivity gains stimulate changes in the process to obtain these products.