DE19643772C1

DE19643772C1 - Verfahren zum Herstellen von Sprengstoffen aus Alt-Explosivstoffen

Info

Publication number: DE19643772C1
Application number: DE19643772A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ewald; Wilhelm Behlert
Original assignee: Wasagchemie Sythen GmbH
Current assignee: Wasagchemie Sythen GmbH
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2016-10-24
Also published as: WO1998017605A1; US6110308A; EP0946463A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Sprengstoffen aus Alt-Explosivstoffen, insbesondere aus Hexogen oder hexogenhaltigen Mischungen, wobei die Alt-Explo sivstoffe mit einem organischen Lösungsmittel benetzt und in eine bröselige bzw. teigige Masse überführt werden.

Die politischen Entwicklungen in den letzten Jahren haben zu einer starken Zunahme an zu delaborierender Munition geführt. Dabei anfallende Treibladungspulver und Sprengstoffe können entsorgt werden, indem sie ohne weitere Behandlung abgebrannt bzw. zur Detonation gebracht werden. Jedoch sind die daraus resultierenden Umweltbelastungen durch Bildung größerer Men gen Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Stickoxiden (NO_x), Staub und Lärm oder die Kosten zu deren Reduzierung erheblich. Um die Umweltfreundlichkeit und die Wirtschaftlichkeit der Ent sorgung delaborierter Explosivstoffe zu erhöhen, sind eine Reihe von Verfahren vorgeschlagen worden, die die Verwertung zumindest einiger Bestandteile der Explosivstoffe zum Ziel haben.

So wird in der DE 41 38 733 A1 vorgeschlagen, Delaborierungs- TNT in einem Lösungsmittel zu lösen und diese Lösung einem Kraftstoff zuzusetzen. Das TNT wird somit zwar einer Verwer tung zugeführt, letztendlich aber mit den daraus resultieren den Nachteilen doch verbrannt.

Auch gemäß der DE 42 23 415 C1 wird eine Verbrennung vor gesehen. Der Explosivstoff wird in einem flüssigen, brennba ren Lösungsmittel gelöst, unlösbare Fremdstoffe werden aus der Lösung entfernt und die gereinigte, gesättigte Lösung schließlich einer Brennkammer zugeführt.

Aus der DE 42 37 580 C1 ist ein Verfahren und eine Vorrich tung bekannt, mit denen der Wachsgehalt eines Explosivstoffes und dessen Korngröße verringert werden kann. Der feinkristal line Explosivstoff kann zur Herstellung von Treibladungspul vern oder Wettersprengstoffen verwendet werden. Auch der wachsangereicherte Rückstand kann zur Herstellung eines Sprengstoffes eingesetzt werden, indem er mit porösen Ammo niumnitrat-Prills zusammengeführt wird. Die bei diesem Ver fahren notwendige Trennung in einzelne Komponenten und die Umkristallisation des Explosivstoffes erfordern jedoch einen beträchtlichen maschinellen und zeitlichen Aufwand.

Demgegenüber liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein gattungsgemäßes Verfahren so zu verbessern, daß Sprengstoffe aus Alt-Explosivstoffen schneller und einfacher hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die bröselige Masse unmittelbar einem Mischer zugeführt wird, indem sie mit mindestens einem anorganischen Nitrat gemischt und dabei durch Verdampfen des Lösungsmittels zum fertigen Sprengstoff getrocknet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, Alt-Explosivstof fe, insbesondere hexogenhaltige Explosivstoffe aus delabo rierter Munition sowie Alt-Treibladungspulver, umweltfreund lich und kostengünstig zu entsorgen. Dadurch, daß der mit einem organischen Lösungsmittel behandelte Alt-Explosivstoff in eine bröselige bzw. teigige und handhabungssichere Masse überführt wird und in dieser Form in einen Mischer gelangt, dort mit einem anorganischen Nitrat gemischt und zum fertigen Sprengstoff getrocknet wird, fallen keinerlei zusätzliche Zwischenschritte und Zwischenprodukte an. Die Bestandteile des gelösten Alt-Explosivstoffes werden lediglich durch Zuga be von anorganischem Nitrat zu einem neuen Sprengstoff er gänzt, der vor allem auch für zivile Zwecke eingesetzt werden kann. Irgendwelche maschinellen Einrichtungen zur Trennung und Weiterverarbeitung von Einzelkomponenten des Alt-Explo sivstoffes sind nicht notwendig.

Vorzugsweise wird als Lösungsmittel Aceton verwendet. Um das Anlösen bzw. Durchfeuchten der üblicherweise faustgroßen Ex plosivstoff-Brocken zu einer bröseligen Masse zu beschleuni gen, kann ein mechanisches Zerkleinern noch nicht vollständig durchgeweichter Explosivstoff-Brocken vorgesehen werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung enthalten die anorganischen Nitrate überwiegend Ammoniumnitrat. Es ist auch möglich, der bröseligen Masse ausschließlich Ammoniumnitrat zuzugeben.

Die anorganischen Nitrate werden vorzugsweise in gemahlener Form oder als Granulat beigemischt. Da das anorganische Ni trat beim Mischvorgang seine Form nicht verliert und das Pul ver oder das Granulat bzw. die Prills sich beim Mischvorgang lediglich mit den Explosivstoffen nach dem Verdampfen des Lö sungsmittels beladen, ist es ohne weiteres möglich, wahlweise pulverförmigen Sprengstoff oder Granulat-Sprengstoff herzu stellen.

Das Lösungsmittel wird bevorzugt verdampft, indem der Mischer beheizt wird.

Zur Beschleunigung des Verdampfungsprozesses kann in den Mi scher auf die bewegte Oberfläche des Mischgutes ein warmer Luftstrahl gerichtet werden.

In günstiger Weiterbildung der Erfindung wird die mit Aceton dampf belastete Luft aus dem Mischer abgeführt und über einen Kondensator sowie eine Kühlfalle geleitet, um das Aceton zu kondensieren, und wird das zurückgewonnene Aceton dem Her stellungsvorgang wieder zugeführt. Die Kosten können auf diese Weise beträchtlich gesenkt werden.

Von Vorteil ist es, wenn gegen Ende des Mischvorganges ein schwaches Vakuum an den Mischer angelegt wird, mit dieser Maßnahme können restliche Lösungsmitteldämpfe schnell aus dem Mischer über die Kondensationsanlage abgezogen werden.

Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Zeichnung bei spielhaft angegebenen Flußdiagrammes noch näher erläutert.

In den weiter unten angegebenen Beispielen ist das erfin dungsgemäße Verfahren angewendet worden auf ein- und mehrba sige Alt-Treibladungspulver sowie auf Sprengstoffe bzw. Sprengstoffgemische mit der Zusammensetzung Hexogen/Phlegmat, bezeichnet als A IX-1, sowie Hegoxen/Aluminium/Phlegmat be zeichnet als A IX-2. Das erfindungsgemäße Verfahren ist je doch keineswegs auf diese Explosivstoff-Gruppen beschränkt, sondern auch auf andere anwendbar, wie z. B. auf solche Explo sivstoffe, die TNT/Hexogen/Aluminium/Phlegmat enthalten.

Als Phlegmatisierungsmittel diente bei allen oben angegebenen Explosivstoffen Wachs. Die Treibladungspulver und Sprengstof fe lagen als grobes Stückgut, d. h. als faustgroße Brocken, vor. Mechanische Verunreinigungen, wie Kunststoffe, Metalle, Papier usw., waren auf einer Lesebank entfernt worden. Die Explosivstoff-Brocken wurden in Fässer gegeben und mit Aceton benetzt. Die Fässer wurden geschlossen und solange, i. e. etwa 8 Stunden bis mehrere Tage, beiseite gestellt, bis die Brock en in eine bröselige Masse zerfallen waren. Um den Lösungs vorgang zu intensivieren, wurden die Fässer kurzzeitig ge dreht. Nach einigen Tagen wurden die Fässer wieder geöffnet. Die ursprüngliche Preßform der Brocken war nun vollständig zerstört.

Zur Zerkleinerung von Explosivstoff-Brocken, die noch nicht vollständig durchgeweicht waren, wurde die feuchte bröselige Masse auf einem Rundsieb mit Drehkreuz und Schleppfahnen durchgerieben. Auf diese Weise können auch im Explosivstoff noch verbliebene mechanische Verunreinigungen entfernt wer den. Wenn bereits sichergestellt ist, daß der Explosivstoff frei von solchen Verunreinigungen ist, können die noch nicht vollständig durchgeweichten Explosivstoff-Brocken auch auf einem gummibelegten Walzenstuhl zerkleinert werden.

Die bröselige bzw. zähflüssige breiige Masse wurde nun in einen beheizbaren Mischer gegeben und mit anorganischen Ni traten, in den vorliegenden Beispielen mit Ammoniumnitrat, versetzt. Während des Mischens wurde der Mischerinhalt er wärmt, um das Aceton zu verdampfen. Dabei wurde zusätzlich zur Beschleunigung des Verdampfungsvorganges in den Mischer auf die bewegte Oberfläche des Mischgutes ein warmer Luft strahl gerichtet. Die mit dem Acetondampf belastete Warmluft wurde aus dem Mischer abgeleitet und über einen Kondensator und eine Kühlfalle geführt und so das Aceton kondensiert. Das zurückgewonnene Aceton wurde zur Benetzung der Explosivstoff- Brocken, d. h. des Alt-Treibladungspulvers und der Alt-Spreng stoffe bzw. Alt-Sprengstoffgemische in den Fässern wiederver wendet.

Das Ammoniumnitrat wurde in einigen der Beispiele in gemah lener Form, in den anderen als Granulat bzw. Prills beige mischt. Je nach Form des beigemischten Ammoniumnitrats lag der fertige Sprengstoff nach dem Verdampfen des Acetons als Pulver oder als Granulat vor.

Bei der Verwendung von Alt-Treibladungspulvern als Ausgangs explosivstoff wurde vorzugsweise nur Ammoniumnitrat in gemah lener Form verwendet, da sich das Gemisch Alt-Treibladungs pulver/Ammoniumnitrat ohnehin granulatförmig ausbildet. Der fertige Sprengstoff fällt in diesem Fall somit von vorne herein als Granulat an und kann durch fraktionierte Siebung in verschiedenen Korngrößen hergestellt werden.

Durch Variation der Mengenverhältnisse Alt-Explosivstoff/An organisches Nitrat ist eine weite Bandbreite des sprengtech nischen Leistungsvermögens gegeben, wobei ein kapselempfind licher, rieselfähiger Sprengstoff hergestellt wird. Nachfol gend sind einige Beispiele aufgeführt.

Beispiel 1:

Als Ausgangsstoff diente ein mehrbasiges Alt-Treibladungspul ver mit der Zusammensetzung ≈ 28% Nitrocellulose, ≈ 23% Ni troglycerin, ≈ 47% Nitroguanidin sowie ≈ 2% Stabilisatoren und Zusatzstoffe. Die neue Sprengstoffmischung enthielt 18% dieses Alt-Treibladungspulvers und 82% feinkristallines Am moniumnitrat. Der neue Sprengstoff war als Granulat mit Korn größen <4 mm ausgebildet und wies folgende sprengtechnische Daten auf: Übertragung (32 mm ϕ) 5 cm, Bleiblockausbauchung (Trauzl) 300 cm³, Detonationsgeschwindigkeit (freiliegend, 32 mm ϕ) 3600 m/s.

Beispiel 2:

Als Ausgangsstoffe dienten ein mehrbasiges Alt-Treibladungs pulver I der im Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung sowie ein einbasiges Alt-Treibladungspulver II mit = 96% Nitrocel lulose sowie 4% Stabilisatoren und Zusatzstoffe. Die neue Sprengstoffmischung enthielt 18% Alt-Treibladungspulver I, 18% Alt-Treibladungspulver II sowie 64% feinkristallines Am moniumnitrat. Der neue Sprengstoff war als Granulat mit einer Korngröße <4 mm ausgebildet und wies folgende sprengtechni sche Daten auf:
Übertragung (32 mm ϕ) 5 cm, Bleiblockausbauchung (Trauzl) 260 cm³, Detonationsgeschwindigkeit (freiliegend, 32 mm ϕ) 1900 m/s.

Beispiel 3:

Als Ausgangsstoff diente ein Sprengstoff A IX-1 mit ≈ 94% Hexogen und ≈ 6% Wachs als Phlegmat. Die neue Sprengstoffmi schung enthielt 42% A IX-1 und 58% pulverförmiges Ammonium nitrat. Der neue Sprengstoff war pulverförmig ausgebildet und wies folgende sprengtechnische Daten auf:
Übertragung (30 mm ϕ) <5 cm, Bleiblockausbauchung (Trauzl) 410 cm³, Detonationsgeschwindigkeit (freiliegend, 30 mm 5300 m/s.

Beispiel 4:

Als Ausgangsstoff diente der im Beispiel 3 beschriebene Sprengstoff A IX-1. Die neue Sprengstoffmischung enthielt 28% A IX-1 und 72% granulatförmiges Ammoniumnitrat. Der neue Sprengstoff war als Granulat ausgebildet und wies folgende sprengtechnische Daten auf:
Bleiblockausbauchung (Trauzl) 280 cm³.

Beispiel 5:

Als Ausgangsstoff diente ein Sprengstoff A IX-2 mit der Zu sammensetzung ≈ M% Hexogen, ≈ 23% Aluminiumpulver sowie ≈ 4% Wachs als Phlegmat. Die neue Sprengstoffmischung enthielt 36% A IX-2 und 64% pulverförmiges Ammoniumnitrat. Der neue Sprengstoff war pulverförmig ausgebildet und wies folgende sprengtechnische Daten auf:
Übertragung (30 mm ϕ) <5 cm, Bleiblockausbauchung (Trauzl) 440 cm³, Detonationsgeschwindigkeit (freiliegend, 30 mm ϕ) 4200 m/s.

Beispiel 6:

Als Ausgangsstoff diente ein Sprengstoff A IX-2 in der im Beispiel 5 angegebenen Zusammensetzung. Die neue Sprengstof fmischung enthielt 12% A IX-2 und 88% granulatförmiges Am moniumnitrat. Der neue Sprengstoff war granulatförmig ausge bildet und wies folgende sprengtechnische Daten auf: Übertragung (30 mm ϕ) <2 cm, Bleiblockausbauchung (Trauzl) 370 cm³, Detonationsgeschwindigkeit (freiliegend, 30 mm ϕ) 3600 m/s.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Sprengstoffen aus Alt-Explosiv stoffen, insbesondere aus Hexogen oder hexogenhaltigen Mi schungen, wobei die Alt-Explosivstoffe mit einem organischen Lösungsmittel benetzt und in eine bröseligen Masse über führt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die bröselige Masse unmittelbar einem Mischer zugeführt wird, in dem sie mit mindestens einem anorganischen Nitrat gemischt und dabei durch Verdampfen des Lösungsmittels zum fertigen Sprengstoff getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Aceton verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anlösen zu einer breiigen Masse noch nicht voll ständig durchgeweichte Alt-Explosivsstoff-Brocken mechanisch zerkleinert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganisches Nitrat Ammoniumnitrat eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Nitrate in gemahlener Form oder als Granulat beigemischt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer beheizt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein warmer Luftstrahl innerhalb des Mischers auf die be wegte Oberfläche des Mischgutes gerichtet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Acetondampf belastete Luft aus dem Mischer abge führt und über einen Kondensator sowie eine Kühlfalle gelei tet wird, um das Aceton zu kondensieren, und daß das zurück gewonnene Aceton dem Herstellungsvorgang wieder zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß gegen Ende des Mischvorganges ein schwaches Vakuum an den Mischer angelegt wird und Lösungsmittelreste über den Konden sator abgezogen werden.