废旧梯黑铝混合炸药中RDX的回收和表征

为了对废弃梯黑铝混合炸药中的有效成分进行回收利用,根据TNT、RDX在有机溶剂中的溶解度差异,设计了从废旧梯黑铝混合炸药中回收、提取RDX的工艺流程,并对回收的RDX进行了性能测试和形貌表征。结果表明,以甲苯和丙酮作为回收梯黑铝混合炸药中RDX的有机溶剂,回收率为90%。回收RDX的主要理化性能达到GJB 296A-95的要求。

熔融法分离废弃梯黑铝炸药中的TNT

分离回收是废弃炸药再利用的前期工序。利用梯黑铝炸药中梯恩梯(TNT)、黑索今(RDX)和铝(Al)粉三种组分的熔点差异,以水为加热介质,加热废弃梯黑铝炸药熔化TNT,通过压差过滤,将熔融TNT从废弃TNT/RDX/Al炸药中进行分离。结果表明,以水为加热介质、采用压差过滤,可提高分离过程的安全性和效率。TNT的回收率达76.2%,回收TNT的纯度为94.46%。熔化过程的DSC曲线峰温为81.0℃。回收T NT中的主要杂质是低共熔体系T NT-RDX中的RDX。

复合钝感剂对梯黑铝炸药的钝感机理

为了降低梯黑铝类混合炸药的感度,采用微晶蜡、高分子预聚体、硝化纤维素等材料制成复合钝感剂,并将其加入到梯黑铝炸药中,测试了梯黑铝(THL 90%/钝感剂10%)炸药的机械感度和抗过载安全性,初步探讨了复合钝感剂的钝感机理。结果表明,高分子预聚体PE、硝化纤维素对微晶蜡有较强的乳化作用,高分子预聚体、梯恩梯对硝化纤维素有熔胀与熔解作用。复合钝感剂的乳化作用是使炸药钝感的根本所在。钝感的梯黑铝炸药的摩擦感度为0,撞击感度为24%。

溶剂萃取法回收废旧梯黑铝炸药中的RDX和铝粉

利用混合炸药中TNT和RDX在溶剂中溶解度的差异,首先用甲苯萃取出梯黑铝炸药中的TNT,然后分别以丙酮和二甲基亚砜为溶剂,经萃取、冷却结晶,过滤得到RDX。用SEM和DSC对回收RDX进行形貌表征和热分析,用XRD对回收铝粉进行物相分析。结果表明,丙酮和二甲基亚砜中重结晶回收RDX的纯度分别为98.4%和97.8%,撞击感度分别为76%和84%,丙酮重结晶回收RDX晶体质量优于二甲基亚砜重结晶回收的RDX。回收RDX与原料RDX的特征温度基本相同,热安定性良好;回收的铝粉不含炸药,无明显氧化。

快速热作用下带壳铸装梯黑铝炸药热响应实验研究

为获得快速热作用下铸装梯黑铝炸药的热响应特性,建立了快速加热带壳炸药热响应实验平台。采用快速加热装置产生快速热作用,加热约束钢管内的铸装梯黑铝炸药;采用光纤探针测定炸药化学反应阵面传播速度和轨迹;采用高压传感器测定化学反应阵面压力;以特征线法给出铸装梯黑铝炸药的冲击形成点,获得冲击形成距离。结合管体碎片质量、实测化学反应阵面传播速度和压力、特征线3个方面的分析结果,确定在文中的实验条件下其化学反应状态为爆燃,且半定量的给出冲击形成距离大于2000 mm.另外,通过2种模型计算结果和实验结果的比较可知:在快速热作用下带壳铸装含铝混合炸药热响应的研究中,可采用CJ燃烧模型半定量的预估冲击形成距离和燃烧波后压力。

用溶剂萃取法分离废旧梯黑铝炸药TNT组分的研究

分离回收是一种再利用废旧混合炸药的前期工序。利用废旧梯黑铝炸药中TNT和RDX组分在溶剂中的溶解度差异,用甲苯萃取出混合炸药中的TNT组分。对溶液进行冷却重结晶,过滤得到炸药晶体和溶剂。对回收的TNT进行了撞击感度测试、热分析和纯度检测。结果表明,回收的TNT的撞击感度为8%.对回收炸药和新品炸药的DSC曲线对比后发现,回收的TNT的熔化峰温为82.63℃,比新品TNT的低0.03℃,曲线上无RDX的熔化峰和分解峰。回收的TNT纯度为96.3%,纯度较高。

快热作用下带壳梯黑铝炸药快速燃烧实验研究

为了获得快速热作用下铸装梯黑铝炸药热响应特性,并确定光纤探针用于测定熔铸型炸药快速燃烧过程化学反应阵面传播速度的可行性。采用快速加热装置加热钢制圆管,作用于内部梯黑铝炸药,以光纤探针测定炸药化学反应阵面传播速度和轨迹。结果表明:在230 MPa的管体约束强度、开口端加装端盖情况下,装填长度为400 mm的梯黑铝炸药化学反应阵面最大传播速度约为1 000 m/s;开口端未加装端盖时,最高传播速度约为500 m/s;两种情况中炸药都没有发生完全爆轰。因此,快速热作用下带壳铸装梯黑铝炸药热响应状态为快速燃烧,光纤探针能够准确测定小于1 000 m/s的熔铸型炸药化学反应阵面传播速度。

报废梯黑铝装药提取制备硫酸铝工艺研究

为回收梯黑铝混合装药中的铝,通过单因素试验及五因素四水平正交试验对提取工艺进行优化。结果表明,五因素影响顺序为：酸液浓度〉颗粒尺寸〉反应温度〉液固比〉反应时间;提取最佳工艺条件为：酸液浓度0.8 mol/L,炸药颗粒尺寸40~50目,反应温度45℃,液固比13 mL/g,反应时间90 min;所得硫酸铝产品品质较优。

梯黑铝混合装药唯象动力学性质研究

为分析某型报废火箭炮弹内部梯黑铝混合装药唯象动力学性质,采用差示扫描量热仪测定了其热分解过程。分别得到梯黑铝炸药样品在5,10,20℃/min升温速率下的DSC曲线和相关特征数据。利用非模函数Ozawa方程,结合线性回归分析,计算了梯黑铝炸药的动力学参数,求得活化能Ea=59.035 0 kJ/mol,相关系数r=0.999 53。

梯黑铝混合装药提取铝的反应动力学研究

采用"颗粒不变收缩芯模型"研究了梯黑铝装药中Al的酸解反应动力学行为,考察了反应温度、硫酸浓度及炸药粒度对反应速率的影响。结果表明,A l的酸浸过程符合动力学方程g(x)=1-(1-x)1/3=kt,为化学反应控制类型,表观活化能为42.392 kJ/mol。在此基础上,经线性回归分析,发现表观反应速率常数k与硫酸初始浓度C0及炸药粒径1/r20成正比例关系。

密度分级法分离废旧梯黑铝炸药中的RDX与铝粉

为了研究分离回收废旧梯黑铝炸药中各成分的高效低成本的物理方法,采用控温离心和控温水洗结晶,回收梯黑铝炸药中的TNT组分;再根据RDX与铝粉的密度差异,使用密度分级法,分离RDX与铝粉,优化了分离条件,对回收物质进行DSC和XRD表征,并测试其撞击感度。结果表明,在密度为2.0g/cm3的溴化锌溶液中,控温30℃、离心转速2500r/min等条件下,回收RDX和铝粉回收率分别为67.6%和86.5%,纯度分别为77.2%和94.6%;回收的RDX热安定性良好,存在少量铝粉和TNT与RDX的共熔物,且基本没有独立存在的TNT组分,其撞击感度为90%;回收铝粉中含有微量氧化铝粉和炸药成分;两种回收物组分中均不含溴化锌。该物理方法可有效实现废旧梯黑铝炸药各组分的高效绿色回收。

高温老化对熔梯黑铝炸药爆速及安全性的影响

为了揭示高温老化前后某熔梯黑铝(RTHL)炸药性能变化,按GJB736.8—90《火工品试验方法71℃试验法》进行了加速老化试验,对加速老化前后炸药的主要性能参数进行了测试。结果表明:老化后炸药的熔点降低3.9%、热分解温度降低0.6%、爆速降低4.4%、撞击感度增加33%、摩擦感度增加15.4%、冲击波感度增加21.1%、真空安定性略有下降,这是由于TNT存在杂质和炸药缓慢热分解。研究结果可为装填该炸药的战斗部贮存寿命评估提供参考。

某型报废火箭炮弹战斗部装药安定性试验研究

为分析某型报废火箭炮弹战斗部梯黑铝混合装药的安定性,将样品加速老化处理,利用差示扫描量热仪测定了试样老化处理前后的热分解过程。分别得到老化前后在5,10,20℃/min升温速率下的DSC曲线和相关特征数据。采用非模函数Ozawa法,结合线性回归分析,计算了炸药热分解的动力学参数,求得试样老化处理前后在不同升温速率下平均峰温改变量为1.08℃,表观活化能改变率为8.01%。表明该梯黑铝混合装药安定性良好,满足资源化再利用要求。