CN104447145A - 废旧弹药的回收再利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废旧弹药回收利用领域，具体为一种环保、安全、低成本的可靠的8321废旧弹药回收再利用工艺。解决了用于装填军方的反坦克炮弹的8321废旧弹药处理和再利用，8321炸药是以黑索今为基的混合炸药其组成为；黑索今94%，4#炸药3%，聚醋酸乙烯酯2%，硬脂酸1%。其组分中的粘结剂聚醋酸乙烯酯与民用雷管以RDX为基的SH-931(2)中所用粘结剂完全一致，通过采用技术措施将废弃弹药8321组分中的硬脂酸与4#炸药破坏分解去除后，将回收得到的黑索今进行再利用，制造成SH-931(2)和起爆具等产品。

Description

废旧弹药的回收再利用方法

技术领域

本发明涉及废旧弹药回收再利用领域，具体为适用于8321的废旧弹药的回收再利用方法。

背景技术

装有火炸药的导弹火工品有一定的使用寿命，到了寿命的导弹火工品（如8321），会增加其不稳定性和不安全性，成为废弃的导弹火工品，其中的火炸药也就成为废弃的火炸药。同时，因为大部分火炸药都是有毒的，所以，废弃的火炸药是危害大的污染源。对于大批量军用废弃火炸药的处理，目前普遍仍然采用深土掩埋法、公海倾倒法和露天焚烧法。这3种传统方法操作简单、处理费用低，但处理过程存在处理不完善及环境污染严重等问题。如何将废弃弹药进行回收再利用一直是国内外关注的焦点，是一个具有社会效益和经济效益的永久性课题。

发明内容

本发明为解决用于破甲弹装药的废弃8321弹药的回收和再利用，提供一种环保、安全、低成本的废旧弹药的回收再利用方法，产生了很好的社会效益和经济效益。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种废旧弹药的回收再利用方法，包括以下操作步骤：

（a）在煮洗容器中放入水，将已剔除胶木块和其它杂物杂质，并用木锤或橡胶锤破碎后的8321小药块放入水中，水料质量比为2～3：1，开动搅拌，并打开蒸汽阀门升温；

（b）温度升至90℃±5℃时，关闭蒸汽阀门，计时保温3h；

（c）向煮洗容器内直接加生消水降温，当温度降至60℃～65℃时，将计算好的浓度为5%～10%的氢氧化钠溶液均分三次加入到料液中，加完后计时保温40min～60min；氢氧化钠溶液总加入量按公式：V=0.0125M /ρx进行计算，式中V为氢氧化钠溶液的体积，单位L，M为8321投料量，单位kg，ρ为NaOH溶液比重，单位Kg/L；x为NaOH溶液的质量百分比浓度；（d）停止搅拌，进行沉淀，利用真空泵将上部清液抽吸掉，抽至无液体；

（e）按照投入8321块状物料质量的2～2.5倍再次加入生消水，水温15±3℃；

（f）再次开启搅拌，并按照投入8321块状物料质量的0.10%～0.15%加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后，完成煮洗；

（g）对煮洗后的物料进行水洗过筛，筛下物即是可用于再利用的黑索今。

回收工艺过程主要是先把块状的8321进行挑选、破碎；其次加入水进行水煮浸润；再对软化后的8321进行碱煮；通过沉淀后，利用真空系统从容器内将沉淀后的上部清液抽走，最后向容器内加入冷水及活性剂，以改善回收黑索今的流散性，从而使回收后的黑索今进行再利用时，具备良好的装药和压药性能；最后根据再利用的用途进行筛选、过滤、洗涤、(用作起爆具需要进行干燥)即得到可回收利用的黑索今，作为生产SH-931(2)的原料。

步骤（a）中先将8321块状原料倒在铺开的干净垫布上，对原料内的胶木块和其它杂物杂质进行挑选。挑选干净后，用木锤将大块的8321轻轻敲打，使其破碎成块径小于5cm的碎块备用。

    8321组分中粘结剂的聚醋酸乙烯酯的软化点为45～90℃，因此步骤（b）在90℃左右的温度下，可使聚醋酸乙烯酯发生软化。在搅拌的作用下易将其破碎。选用热水当做浸润剂，既环保又安全，且成本低。

步骤（c）中总的加水量以及均分三次加入法可以保证溶液温度不超过60℃，防止皂化反应温度过高而发生冒料。加水总量的计算方法是经过反复计算结合大量实验才获得的。

在容器中加入水的量为块状8321质量的2.0~3倍，这样能够保证块状8321在水中充分浸泡；

聚醋酸乙烯酯作为8321炸药中的粘结剂，其软化点为45～90℃，因此在90℃左右的温度下，达到了聚醋酸乙烯酯的软化点，使块状8321得到充分软化；

另外8321组分中的增塑剂4#炸药（重（2,2,2-三硝基乙醇缩甲醛）遇碱会发生化学分解反应。

8321组分中的钝感剂硬脂酸，能与碱发生皂化反应生成硬脂酸钠。硬脂酸钠溶于水，可降低溶液的界面张力，能显著增加聚醋酸乙烯酯在水中的溶解度，使聚醋酸乙烯酯与黑索今得到分离。

但由于碱对黑索今会有一定程度的分解，经过大量的实验证明，在回收过程中的加碱温度：60℃～65℃；碱液浓度： 5%～10%；碱煮时间： 40min～60min，可以保证整个容器体系中的碱液浓度不会破坏8321中的黑索今，而仅使其中的4#炸药发生化学分解反应，破坏掉4#炸药。

进一步的，若筛下物是用于民用的雷管用药SH-931（2）时，煮洗后的物料过筛时所用筛网为20目～40目；筛下物洗涤、抽滤，抽干后装入盛具进行干燥。

进一步的，若筛下物是用作起爆具，煮洗后的物料过筛时所用为孔径2.36mm，筛下物洗涤、抽滤，抽干后装入盛具进行干燥。

通过沉淀后，利用真空系统从容器内将沉淀后的上部清液抽走，抽至基本无液体；再向容器内加入冷水及微量活性剂（十二烷基硫酸钠），以改善回收后的黑索今的流散性，从而使回收后的黑索今进行再利用时，具备良好的装药和压药性能；最后根据需要进行筛选、过滤、洗涤、干燥（抽滤至水分≤15%），就得到了可以作为起爆具或SH-931(2)主体原料黑索今。SH-931(2)配方中粘结剂聚醋酸乙烯酯为2.3~3.3%，石墨为0.4%~0.9%，其余成分为黑索今，其中粘结剂为固含量。可以将回收后的RDX直接作为生产起爆具、或者采用“水悬浮制造工艺”制造SH-931(2)。起爆具采用的“熔铸工艺”以及SH-931(2)采用的“水悬浮制造工艺“均为本领域技术人员的公知常识及常用技术，是易于操作和实现的。表1为本发明所回收后的黑索今生产的起爆具、与用普通黑索今生产的产品的性能测试数据；表2为回收后的黑索今生产的SH-931(2)、与用普通黑索今生产的产品的性能测试数据,测试数据充分证明本发明回收的黑索今完全可以进行再利用，用于生产起爆具SH-931(2)。

从表1、表2的性能测试数据均可看出，利用回收后的黑索今生产的起爆具与SH-931(2)同普通黑索今制造的同类产品质量相当，性能测试证明完全可以满足使用要求。

具体实施方式

一种废旧弹药的回收再利用方法，包括以下操作步骤：（a）在煮洗容器中放入水，将已剔除胶木块和其它杂物杂质，并用木锤或橡胶锤将8321破碎成（5cm～10cm）的小药块放入水中，水料质量比为2.0～3.0（可选择2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0）：1，开动搅拌，并打开蒸汽阀门升温；

（b）温度升至90℃±5℃（可选择85℃、87℃、89℃、91℃、93℃、95℃）时，关闭蒸汽阀门，计时保持上述温度共3h；

（c）向煮洗容器内直接加冷水降温，当温度降至60℃～65℃（60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃）时均分三次加入浓度为5%～10%（5%、6%、7%、8%、9%、10%）的氢氧化钠溶液，加完后计时保温40min～60min（可选择40min、45min、50min、55min、60min）；氢氧化钠溶液总加入量可按公式：V=0.0125M /ρx计算后加入，式中V为氢氧化钠溶液的体积，单位L，M为8321投料量，单位Kg，ρ为NaOH溶液比重，单位Kg/L；x为NaOH溶液的质量百分比浓度；

（d）停止搅拌，进行沉淀，利用真空泵将上部清液抽吸掉，抽至无液体；

（e）按照投入8321块状物料质量的2～2.5倍（可选择2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5）再次加入生消水，水温15±3℃；

（f）再次开启搅拌，并按照投入8321块状物料质量的0.10%～0.15%（可选择0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%）加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后，完成煮洗；

（g）对煮洗后的物料进行水洗过筛，筛下物即是可用于再利用的黑索今。

若筛下物是用于民用的雷管用药SH-931（2）时，煮洗后的物料过筛时所用筛网为20目～40目；筛下物洗涤、抽滤，抽干后装入盛具进行干燥。

制造SH-931（2）产品时，对回收后的物料-黑索今的粘结剂含量和水分含量进行分析，确定满足生产SH-931（2）产品的主体黑索今、粘结剂的最佳配比，使各组分控制在SH-931（2）产品标准范围内。

若筛下物是用作起爆具，煮洗后的物料过筛时所用为孔径2.36mm，筛下物洗涤、抽滤，抽干后装入盛具进行干燥。

将步骤（g）的筛上物返至煮洗容器内重新进行煮洗，每次返入量不超过投料量的10%。

实施例1

一种废旧弹药回收再利用方法，包括以下操作步骤：（a）在煮洗容器中放入水，将已剔除胶木块和其它杂物杂质，并用木锤或橡胶锤破碎后的8321小药块放入水中，水料质量比为2.0：1，开动搅拌，并打开蒸汽阀门升温；

（b）温度升至87℃时，关闭蒸汽阀门，计时保持上述温度共3h；

（c）向煮洗容器内直接加生消水降温，当温度降至64℃时均分三次加入浓度为5%的氢氧化钠溶液，加完后计时保温40min；氢氧化钠溶液总加入量可按公式：V=0.0125M /ρx计算后加入，式中V为氢氧化钠溶液的体积，单位L，M为8321投料量，单位Kg，ρ为NaOH溶液比重，单位Kg/L；x为NaOH溶液的质量百分比浓度；

（d）停止搅拌，进行沉淀，利用真空泵将上部清液抽吸掉，抽至无液体；

（e）按照投入8321块状物料质量的2.0倍再次加入生消水，水温15℃；

（f）再次开启搅拌，并按照投入8321块状物料质量的0.11%加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后，完成煮洗；

（g）对煮洗后的物料进行水洗过筛，筛下物即是可用于再利用的黑索今。

实施例2

一种废旧弹药回收再利用方法，包括以下操作步骤：（a）在煮洗容器中放入水，将已剔除胶木块和其它杂物杂质，并用木锤或橡胶锤破碎后的8321小药块放入水中，水料质量比为2.2：1，开动搅拌，并打开蒸汽阀门升温；

（b）温度升至93℃时，关闭蒸汽阀门，计时保持上述温度共3h；

（c）向煮洗容器内直接加生消水降温，当温度降至60℃时均分三次加入浓度为7%的氢氧化钠溶液，加完后计时保温45min；氢氧化钠溶液总加入量可按公式：V=0.0125M /ρx计算后加入，式中V为氢氧化钠溶液的体积，单位L，M为8321投料量，单位Kg，ρ为NaOH溶液比重，单位Kg/L；x为NaOH溶液的质量百分比浓度；

（d）停止搅拌，进行沉淀，利用真空泵将上部清液抽吸掉，抽至无液体；

（e）按照投入8321块状物料质量的2.2倍再次加入生消水，水温12℃；

（f）再次开启搅拌，并按照投入8321块状物料质量的0.10%加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后，完成煮洗；

（g）对煮洗后的物料进行水洗过筛，筛下物即是可用于再利用的黑索今。

实施例3

一种废旧弹药回收再利用方法，包括以下操作步骤：（a）在煮洗容器中放入水，将已剔除胶木块和其它杂物杂质，并用木锤或橡胶锤破碎后的8321小药块放入水中，水料质量比为3.0：1，开动搅拌，并打开蒸汽阀门升温；

（b）温度升至85℃时，关闭蒸汽阀门，计时保持上述温度共3h；

（c）向煮洗容器内直接加生消水降温，当温度降至62℃时均分三次加入浓度为6%的氢氧化钠溶液，加完后计时保温55min；氢氧化钠溶液总加入量可按公式：V=0.0125M /ρx计算后加入，式中V为氢氧化钠溶液的体积，单位L，M为8321投料量，单位Kg，ρ为NaOH溶液比重，单位Kg/L；x为NaOH溶液的质量百分比浓度；

（d）停止搅拌，进行沉淀，利用真空泵将上部清液抽吸掉，抽至无液体；

（e）按照投入8321块状物料质量的2.3倍再次加入生消水，水温1,8℃；

（f）再次开启搅拌，并按照投入8321块状物料质量的0.13%加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后，完成煮洗；

（g）对煮洗后的物料进行水洗过筛，筛下物即是可用于再利用的黑索今。

实施例4

一种废旧弹药回收再利用方法，包括以下操作步骤：（a）在煮洗容器中放入水，将已剔除胶木块和其它杂物杂质，并用木锤或橡胶锤破碎后的8321小药块放入水中，水料质量比为2.6：1，开动搅拌，并打开蒸汽阀门升温；

（b）温度升至89℃时，关闭蒸汽阀门，计时保持上述温度共3h；

（c）向煮洗容器内直接加生消水降温，当温度降至63℃时均分三次加入浓度为8%的氢氧化钠溶液，加完后计时保温45min；氢氧化钠溶液总加入量可按公式：V=0.0125M /ρx计算后加入，式中V为氢氧化钠溶液的体积，单位L，M为8321投料量，单位Kg，ρ为NaOH溶液比重，单位Kg/L；x为NaOH溶液的质量百分比浓度；

（d）停止搅拌，进行沉淀，利用真空泵将上部清液抽吸掉，抽至无液体；

（e）按照投入8321块状物料质量的2.4倍再次加入生消水，水温13℃；（f）再次开启搅拌，并按照投入8321块状物料质量的0.14%加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后，完成煮洗；

（g）对煮洗后的物料进行水洗过筛，筛下物即是可用于再利用的黑索今。

实施例5

一种废旧弹药回收再利用方法，包括以下操作步骤：（a）在煮洗容器中放入水，将已剔除胶木块和其它杂物杂质，并用木锤或橡胶锤破碎后的8321小药块放入水中，水料质量比为2.8：1，开动搅拌，并打开蒸汽阀门升温；

（b）温度升至91℃时，关闭蒸汽阀门，计时保持上述温度共3h；

（c）向煮洗容器内直接加生消水降温，当温度降至65℃时均分三次加入浓度为10%的氢氧化钠溶液，加完后计时保温50min；氢氧化钠溶液总加入量可按公式：V=0.0125M /ρx计算后加入，式中V为氢氧化钠溶液的体积，单位L，M为8321投料量，单位Kg，ρ为NaOH溶液比重，单位Kg/L；x为NaOH溶液的质量百分比浓度；

（d）停止搅拌，进行沉淀，利用真空泵将上部清液抽吸掉，抽至无液体；

（e）按照投入8321块状物料质量的2.5倍再次加入生消水，水温14℃；

（f）再次开启搅拌，并按照投入8321块状物料质量的0.12%加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后，完成煮洗；

（g）对煮洗后的物料进行水洗过筛，筛下物即是可用于再利用的黑索今。

实施例6

一种废旧弹药回收再利用方法，包括以下操作步骤：（a）在煮洗容器中放入水，将已剔除胶木块和其它杂物杂质，并用木锤或橡胶锤破碎后的8321小药块放入水中，水料质量比为2.4：1，开动搅拌，并打开蒸汽阀门升温；

（b）温度升至95℃时，关闭蒸汽阀门，计时保持上述温度共3h；

（c）向煮洗容器内直接加生消水降温，当温度降至61℃时均分三次加入浓度为9%的氢氧化钠溶液，加完后计时保温60min；氢氧化钠溶液总加入量可按公式：V=0.0125M /ρx计算后加入，式中V为氢氧化钠溶液的体积，单位L，M为8321投料量，单位Kg，ρ为NaOH溶液比重，单位Kg/L；x为NaOH溶液的质量百分比浓度；

（d）停止搅拌，进行沉淀，利用真空泵将上部清液抽吸掉，抽至无液体；

（e）按照投入8321块状物料质量的2.1倍再次加入生消水，水温16℃；

（f）再次开启搅拌，并按照投入8321块状物料质量的0.15%加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后，完成煮洗；

（g）对煮洗后的物料进行水洗过筛，筛下物即是可用于再利用的黑索今。

Claims (5)

1.一种废旧弹药的回收再利用方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

（a）在煮洗容器中放入水，将已剔除胶木块和其它杂物杂质，并用木锤或橡胶锤破碎后的8321小药块放入水中，水料质量比为2～3：1，开动搅拌，并打开蒸汽阀门升温；

（b）温度升至90℃±5℃时，关闭蒸汽阀门，计时保温3h；

（c）向煮洗容器内直接加生消水降温，当温度降至60℃～65℃时，将计算好的浓度为5%～10%的氢氧化钠溶液均分三次加入到料液中，加完后计时保温40min～60min；氢氧化钠溶液总加入量按公式：V=0.0125M/ρx进行计算，式中V为氢氧化钠溶液的体积，单位L，M为8321投料量，单位kg，ρ为NaOH溶液比重，单位Kg/L；x为NaOH溶液的质量百分比浓度；

（d）停止搅拌，进行沉淀，利用真空泵将上部清液抽吸掉，抽至无液体；

（e）按照投入8321块状物料质量的2～2.5倍再次加入生消水，水温15±3℃；

（f）再次开启搅拌，并按照投入8321块状物料质量的0.10%～0.15%加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后，完成煮洗；

（g）对煮洗后的物料进行水洗过筛，筛下物即是可用于再利用的黑索今。

2.如权利要求1所述的废旧弹药的回收再利用方法，其特征在于，若筛下物是用于民用的雷管用药SH-931（2）时，煮洗后的物料过筛时所用筛网为20目～40目；筛下物洗涤、抽滤，抽干后装入盛具进行干燥。

3.如权利要求2所述的废旧弹药的回收再利用方法，其特征在于，制造SH-931（2）产品时，对回收后的物料—黑索今的粘结剂含量和水分含量进行分析，确定满足生产SH-931（2）产品的主体黑索今、粘结剂的最佳配比，使各组分控制在SH-931（2）产品标准范围内。

4.如权利要求1所述的废旧弹药的回收再利用方法，其特征在于，若筛下物是用作起爆具，煮洗后的物料过筛时所用为孔径2.36mm，筛下物洗涤、抽滤，抽干后装入盛具进行干燥。

5.如权利要求1~4中任一项所述的废旧弹药的回收再利用方法，其特征在于，将步骤（g）的筛上物返至煮洗容器内重新进行煮洗，每次返入量不超过投料量的10%。