本發(fā)明涉及固體含能材料的安全處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

高氯酸銨是一種常用的氧化劑，在眾多含能材料中有著廣泛的應(yīng)用，國(guó)防工業(yè)中用于生產(chǎn)推進(jìn)劑等火炸藥，民用生產(chǎn)鏤刻劑、防雹劑等。高氯酸銨性質(zhì)活潑，與還原劑、易燃物和金屬粉末等混合會(huì)發(fā)生爆炸。

固體云爆劑是一種富含燃料的高爆炸藥，固體云爆劑是針對(duì)液固復(fù)合云爆劑的不足而研制的，液固態(tài)云爆劑具有一定的流動(dòng)性，各組分間密度差較大，裝填于彈體中，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中容易出現(xiàn)質(zhì)心偏移，影響彈道精度和爆炸性能穩(wěn)定。固體云爆劑以固態(tài)的混合藥劑裝填于戰(zhàn)斗部中，形成了固相、氣相的兩相燃料空氣炸藥，其作用機(jī)制和爆炸性能保持不變，但精度和穩(wěn)定性得到提高，便于生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等，是未來(lái)廣泛使用的主要武器之一。

固體云爆劑主要由氧化劑、可燃劑、敏化劑、鈍感劑等組成。高氯酸銨（AP）是固體云爆劑中常用的氧化劑，所占比例為5～15%。可燃劑在固體云爆劑中又是還原劑，常用金屬粉，如鋁粉。在固體云爆劑中加入敏化劑是為了調(diào)節(jié)混合物的敏感度，使之能順利起爆，并且使爆轟性能穩(wěn)定等。固體云爆劑中氧化劑、可燃劑、敏化劑等被鈍感劑包覆，以降低云爆劑的機(jī)械感度，提高安定性。

固體云爆劑貯存過(guò)期，需要進(jìn)行安全、環(huán)保的回收處理。高氯酸銨易溶于水，可以對(duì)其進(jìn)行水溶解回收。固體云爆劑中高氯酸銨由于被鈍感劑石蠟、HTPB等包覆，不容易被水直接溶解。

現(xiàn)有技術(shù)有利用水煮工藝來(lái)回收固體含能材料中的高氯酸銨，最終提取率在85%～90%之間，但是其水溫較高，需要加熱到80℃左右，對(duì)于固體云爆劑來(lái)說(shuō)，操作安全性較差，且該方法提取時(shí)間通常需要數(shù)小時(shí)以上，提取效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種固體云爆劑中高氯酸銨的安全提取方法，采用空化-陰離子表面活性劑對(duì)固體云爆劑進(jìn)行水溶解，能夠在較低溫度回收固體云爆劑中高氯酸銨，提取時(shí)間明顯減短，提取效率顯著提高，具有更高的提取率，操作安全，易于控制和實(shí)施。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種固體云爆劑中高氯酸銨的安全提取方法，包括

S1、將含高氯酸銨的粉末狀固體云爆劑與一定量的水、表面活性劑混合均勻，其中所述表面活性劑的用量為所述固體云爆劑重量的1%～4%；

S2、在室溫，用超聲波提取裝置對(duì)所述混合料液進(jìn)行超聲提取，高氯酸銨被提取到水溶液中；

所述表面活性劑為磺酸鈉陰離子表面活性劑。

陰離子表面活性劑從結(jié)構(gòu)上分為羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽和磷酸酯鹽四大類，磺酸鈉陰離子表面活性劑屬于磺酸鹽陰離子表面活性劑，其又包括脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽表面活性劑、芳基或脂肪醇醚類磺酸鹽表面活性劑、脂肪酸(酯)磺酸鹽表面活性劑、烷基苯磺酸鹽表面活性劑等。

本發(fā)明優(yōu)選十二烷基苯磺酸鈉或丁二酸二異辛酯磺酸鈉陰離子表面活性劑。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施方案，所述S1中，固體云爆劑與水的質(zhì)量比為1:2～4。

進(jìn)一步地，為獲得較好的提取率，S2中超聲提取時(shí)間不低于20min。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述S1中，固體云爆劑與水的質(zhì)量比為1:3，S2中超聲提取時(shí)間為35～50min。

S2中超聲波提取裝置對(duì)所述混合料液進(jìn)行超聲提取的功率為300～800W，超聲頻率為28KHz。

可選的，所述S2在室溫進(jìn)行超聲提取。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明方法用陰離子表面活性劑和超聲波提取高氯酸銨，利用超聲波具有的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)和熱效應(yīng)，通過(guò)增大介質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度、增大介質(zhì)的穿透力以提取固體云爆劑中高氯酸銨，尤其是利用空化效應(yīng)造成固體云爆劑中鈍感劑石蠟、HTPB等對(duì)高氯酸銨的包覆層和三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的破裂，有效增加水和高氯酸銨的接觸，能夠?qū)崿F(xiàn)在常溫回收固體云爆劑中高氯酸銨，提取時(shí)間明顯減短，由數(shù)小時(shí)縮短至幾十分鐘，提取效率顯著提高，同時(shí)高氯酸銨提取率能夠進(jìn)一步提高達(dá)98%，操作安全，簡(jiǎn)單易行。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明方法實(shí)施例中高氯酸銨提取的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

為解決現(xiàn)有技術(shù)固體云爆劑中高氯酸銨（AP）提取效率低、提取溫度高、安全性低等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開了一種固體云爆劑中高氯酸銨的安全提取方法，采用空化-陰離子表面活性劑對(duì)固體云爆劑進(jìn)行水溶解，能夠在常溫回收固體云爆劑中高氯酸銨，提取時(shí)間明顯減短，提取效率顯著提高，具有更高的提取率，操作安全，易于控制和實(shí)施。

下面舉實(shí)施例1-21對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

各實(shí)施例采用青島維斯特電子凈化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SW-1024S標(biāo)準(zhǔn)單槽超聲波清洗機(jī)作為超聲波提取裝置，其工作方式為底振，超聲最大功率可達(dá)1200W，超聲頻率為28KHz。

各實(shí)施例所用固體云爆劑樣品均為某 固體云爆劑制品，鈍感劑組分包括石蠟、HTPB（端羥基聚丁二烯）。

各實(shí)施例的操作步驟相同，參見(jiàn)圖1，具體為：稱取一定量的固體云爆劑至于石英研磨缽中，計(jì)入少量蒸餾水研磨至均勻的細(xì)小粉末，置于50ml錐形瓶中，加入陰離子表面活性劑和蒸餾水后放入前述超聲波提取裝置的超聲水浴槽中，在不同時(shí)間下抽取提取后溶液過(guò)濾、進(jìn)行滴定測(cè)試，計(jì)算高氯酸銨提取率。

提取后溶液中高氯酸銨的含量采用甲醛滴定法測(cè)試，甲醛與高氯酸銨反應(yīng)后生成H⁺，用NaOH溶液滴定反應(yīng)液后可定量計(jì)算提取出高氯酸銨的含量，再由所用固體云爆劑的技術(shù)指標(biāo)計(jì)算云爆劑中高氯酸銨的含量，由此得到高氯酸銨的提取率。

各實(shí)施例中表面活性劑用量、提取時(shí)間、溫度等控制參數(shù)及提取后溶液的滴定結(jié)果、以及計(jì)算所得高氯酸銨的提取率見(jiàn)下表1-7。其中表面活性劑的用量以其占固體云爆劑重量的百分?jǐn)?shù)表示。

其中實(shí)施例1-9所用陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，實(shí)施例10-18所用陰離子表面活性劑為丁二酸二異辛酯磺酸鈉，實(shí)施例1-3、9-12超聲波提取裝置設(shè)置超聲功率為300W，實(shí)施例4-6、13-15超聲波提取裝置設(shè)置超聲功率為500W，實(shí)施例7-9、16-18超聲波提取裝置設(shè)置超聲功率為800W。

實(shí)施例19-21分別采用不同的料液比，表面活性劑采用十二烷基苯磺酸鈉，其余詳細(xì)參數(shù)如下表7。

隨著料液比的增加，AP的提取率有提高。雖然水溶劑價(jià)廉易得，但是溶劑增加不利于AP結(jié)晶，耗能增大，溶劑太少則會(huì)導(dǎo)致溶解不充分，并且會(huì)導(dǎo)致抽濾損失增大。考慮節(jié)能高效的條件，選取1:3作為合適的料液比，此條件下AP能較為充分的被提取并有利于AP結(jié)晶。

由以上實(shí)施例對(duì)比可知，溫度對(duì)提取率的影響很小，優(yōu)選提取高氯酸銨的磺酸鈉陰離子表面活性用量范圍為1%～4%，提取時(shí)間為30～50min。按此方案分離固體云爆劑中的高氯酸銨，提取率可達(dá)94%以上。

以上對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本發(fā)明中應(yīng)用具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。