[發明專利]含能材料的安全處置及資源化利用系統及實現方法

有效

• 申請號: 201310353413.3
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103408342A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 張余清;孫貴之;牛家新;劉衛星;楊金春;王新;田豐;王波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍濟南軍區72465部隊
• 主分類號: C05G1/00
• 分類號: C05G1/00;C05G3/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 徐槐

技術領域

本發明屬于含能材料的處理技術領域，具體涉及一種含能材料的安全處置及資源化利用系統，還涉及該系統的實現方法。

背景技術

彈藥中使用的含能材料主要有發射藥、推進劑和炸藥等種類，發射藥主要由能量成分和一些添加物如增塑劑、穩定劑等組成；推進劑除含有能量成分、增塑劑、穩定劑等外，還含有沖擊改性劑，沖擊改性劑中含有大量的鉛。絕大多數的發射藥、推進劑和炸藥常用于軍事領域，以完成拋射、推進及爆炸等作戰目的，是陸海空、航空宇航、人身防衛等武器的能源。發射藥、推進劑和炸藥都具有一定的使用壽命，到了壽命的發射藥、推進劑和炸藥，其不穩定性和不安全性會急劇增加，成為廢棄的發射藥、推進劑和炸藥。同時，由于大部分的發射藥、推進劑和炸藥都是有毒的，所以廢棄的發射藥、推進劑和炸藥也是對環境危害較大的污染源，與生活和工業垃圾相比，盡管廢棄的發射藥、推進劑和炸藥數量相對較少，但由于它的燃燒、爆炸及毒性特征，加之其儲存、銷毀過程中極易自燃或自爆，仍然對社會、環境構成了較大的威脅，在制造恐怖氣氛的同時并具有很大的潛在危險，成為一種世界性公害，因此，合理處理廢棄的發射藥、推進劑和炸藥已成為世界各軍事大國亟需解決的難題。

過期發射藥、推進劑和炸藥處理方法分為以下幾種：

1.傳統的處理方法

露天焚燒方法，將廢棄的發射藥、推進劑和炸藥運至遠離城市的場地焚燒，該方法的缺點是，無法控制對環境的污染程度，廢棄的發射藥、推進劑和炸藥焚燒后，會生成大量的高濃度致癌物質，并生成較多的氮的氧化物；在焚燒時，還有可能生成如鋇、硒等鹵化物與氧化物以及其它的固態燃燒產物，它們會隨空氣或水土流失侵害人類和環境；掩埋法，將發射藥、推進劑和炸藥加工成漿狀注入深井，該方法的缺點是會對土壤產生污染；生物降解法，將廢棄發射藥、推進劑和炸藥作為細菌的食物，在一定的溫度和pH下，用細菌降解過期發射藥與炸藥，缺點是該方法的效率不高；

2.焚燒爐焚燒

該方法與露天焚燒的區別是，此方法是將發射藥、推進劑和炸藥投入焚燒爐中銷毀，該方法的缺點是，資金耗費較大，設備維修以及燃料消耗都需要一定的經費；

3.將過期發射藥、推進劑和炸藥轉變為非含能物質

例如加堿水解法、熔融鹽破壞法、超臨界水氧化法；加堿水解法其原理是通過發射藥、推進劑和炸藥與堿發生水解反應，生產有機鹽和無機鹽；熔融鹽破壞法的原理是，熔融鹽是堿或堿土金屬的碳酸鹽和鹵化物，它們是熱傳遞物質和反應介質，對氧化反應起催化作用，并通過形成穩定的鹽中和酸性氣體，該方法的雖然能有效安全的銷毀爆炸廢棄物，但是其處理效率低，而且還存在一定的安全隱患；

超臨界水氧化法用于破壞過期與報廢發射藥、推進劑和炸藥，反應在超臨界水氧化反應器中進行，以達到破壞過期與報廢發射藥、推進劑和炸藥的目的，該方法的缺點是，工藝復雜，設備投資大，且處理廢棄炸藥的量有限，也不能充分利用其能量；

4.廢棄發射藥、推進劑和炸藥的鈍感化

將廢棄的發射藥、推進劑和炸藥與稀釋劑或填料混合可以降低其能量或燃速，之后再進行相關儲存和處理。

發射藥、推進劑和炸藥的特征之一是自身發生化學反應并釋放出能量，因此處理廢棄發射藥、推進劑和炸藥的最好方法是將其變廢為寶，為人類所利用。

過期發射藥、推進劑和炸藥常見的再利用方法是：????

（1）作鍋爐的輔助燃料：將過期發射藥、推進劑和炸藥用溶液溶解之后送入鍋爐，或與燃料油混合后再噴入鍋爐；

（2）作為民用炸藥：廢棄發射藥、推進劑和炸藥的直接利用，如黃色的炸藥梯恩梯從彈中取出后，經過凈化成片，直接引入到工業粉狀炸藥中，一些較為敏感的發射藥、推進劑和炸藥，例如黑索今（RDX），則要作鈍感處理之后再利用；制作的特種混合物炸藥，將這些發射藥、推進劑和炸藥用于金屬加工和作其它用途，例如：金屬爆炸復合、爆炸切割、爆炸成型、爆炸強化和爆炸硬化、爆炸鉚接和焊接、爆炸消除應力，以及爆炸粉末壓實等，該類炸藥的售價較高，但是消耗量較小，它不是大規模處理過期與報廢發射藥、推進劑和炸藥的有效途徑。

以上方法中，將發射藥、推進劑和炸藥轉變為非含能物質的方法，如果進一步對非含能物質進行利用，變廢為寶，不僅能消除過期與報廢發射藥、推進劑和炸藥給人類和環境帶來的潛在危害，而且也可以使其再利用，為人類造福。因此，針對這一目的，需要作進一步研究。

將發射藥、推進劑和炸藥制備為肥料，可以有效的解決上述的技術問題，但是由推進劑制備得到的肥料中，含有大量的鉛元素，而鉛對人體的危害非常大，鉛通過肥料轉移到作物中，而人體通過食用各種高鉛含量的作物，影響人體健康。