ANFO

Utviklingen av ANFO er fascinerende på den måten at det oppstod som et resultat av ganske primitiv eksperimentering utført av gruvebransjen selv, omstendigheter der den etablerte sprengstoffbransjen i starten stod helt på sidelinjen. Slike forsøk var spesielt aktuelle for selskaper som utvant kull eller jernmalm i åpne dagbrudd.

Tilfeldigheter spilte en viktig rolle i den tidlige fasen av utviklingen. Mot slutten av 1940-tallet og starten av 1950-tallet hadde ammoniumnitrat i prillet form blitt introdusert som en ny form for nitrogengjødsel i Canada og USA. Det viste seg at denne tidlige formen for prillet ammoniumnitrat hadde egenskaper som gjorde den egnet for bruk i sprengstoff.

Prillene var utpreget porøse, med mange hulrom i seg, og hadde lav bulktetthet. Dette kom av at smelten av ammoniumnitrat som ble sprøytet ut i toppen av prilletårnet inneholdt mye fuktighet (4–5 prosent). Fordampningen av fuktighet i løpet av fallet i prilletårnet og tørkeprosessen som fulgte, gav porøse priller med en diameter på om lag 1–3 millimeter.

Som nevnt over, porøsiteten i prillene gjør materialet velegnet for bruk i sprengstoffer, fordi alle de små gasslommene inni prillene forårsaker kraftige, lokale temperaturøkninger gjennom adiabatisk kompresjon når prillene hurtig trykkes sammen av en detonasjonsbølge. Inntil videre var dette kun forstått i en empirisk forstand, altså rent erfaringsmessig.

Amerikanske gruveselskaper startet å eksperimentere med bruk av slike porøse priller for å lage billig sprengstoff. Spesielt avgjørende ble en patentsøknad sendt inn i november 1953 av Robert Lew Akre (1906–1977) og Hugh Bertram Lee (1888–1964) ved kullselskapet Maumee Collieries Company i Terre Haute, Indiana. Et patent ble innvilget i mars 1955.

Akre og Lee blandet prillet ammoniumnitrat (solgt for gjødselbruk) med 1–12 prosent carbon black, en type karbonsot, i sekker av polyetylen. Dette gav en blanding som ble kjent under navnet Akremite, siden Akre hadde stått for det meste av utviklingsarbeidet. Sekkene med Akremite ble ført ned i store borehull og initiert ved hjelp av dynamittgubber.

Ideen med bruk av slike billige «Make-Your-Own» eller «Do-It-Yourself»-sprengstoffer skulle komme til å revolusjonere gruveindustrien over de neste årene. Omveltningene var faktisk nesten like omfattende som de Alfred Nobel (1833–1896) hadde forårsaket nesten hundre år tidligere da han på midten av 1860-tallet hadde innført dynamitten og sprenghetten.

Etter at Lee og Akre presenterte Akremite på et bransjemøte i Cleveland, Ohio, i 1955, startet flere selskaper med sine egne eksperimenter. Blant disse var Cleveland-Cliffs Iron Company, et firma som drev med utvinning av jernmalm på Mesabi Range i det nordøstlige Minnesota, et område med store forekomster av denne type malm.

William Francis LeClaire (1882–1972), som ledet arbeidet ved Hawkins-gruven nær byen Nashwauk, fant i 1955–1956 at fyringsolje var et langt bedre og mer praktisk brenselstoff enn det støvete karbonsotet brukt av Lee og Akre. De nøyaktige omstendighetene i hvordan denne ideen fremkom, er litt uklare. Antagelig var det en salgssjef ved Spencer Chemical Company, produsenten av ammoniumnitratprillene, som hadde foreslått konseptet.

Blandingen av porøs prillet ammoniumnitrat og fyringsolje ble snart kjent under navnet ammonium nitrate-fuel oil, som oftest bare omtalt under forkortelsen (initialordet) ANFO. Det ble raskt verdens mest brukte sprengstoff, allerede i løpet av det neste tiåret, og det erstattet dynamitt for mange formål innen gruveindustrien.

I starten brukte gruvebransjen for mye fyringsolje i sine ANFO-blandinger. Nå kom imidlertid den etablerte sprengstoffbransjen raskt på banen, og man lærte å balansere blandingene riktig med hensyn på oksygenbalanse (6 prosent fyringsolje). Et underskudd av fyringsolje fører til overskudd av oksygen og dannelse av nitrogenoksider ved sprengning, mens et overskudd av fyringsolje fører til underskudd av oksygen og dannelse av karbonmonoksid.

ANFO hadde ingen vannbestandighet og kunne ikke brukes i våte borehull. Utviklingen skjøt imidlertid fart. Over det neste tiåret ble det utviklet vannbestandige typer sprengstoff som også var basert på billig ammoniumnitrat. De to mest sentrale innovasjonene var såkalte vanngelsprengstoff («slurry») og emulsjonssprengstoff. Til sammen kan utviklingen av alle disse sprengstoffene omtales som en revolusjon («ammoniumnitratrevolusjonen»).