一种乳化炸药废药回收利用技术

2013-10-11王作鹏于魏清章晋英杨磊

火工品 2013年5期

王作鹏，于魏清，章晋英，杨磊

（煤炭科学研究总院爆破技术研究所，安徽淮北，235000）

乳化炸药是指一类利用乳化技术制备的油包水（W/O）乳胶型抗水工业炸药。随着国家民爆行业政策的调整，乳化炸药已确定为重点发展的工业炸药品种。但是，由于乳化炸药配方技术、生产中工艺控制不当、原材料质量以及操作失误和环境影响等原因，在贮存期范围内炸药产品常常会出现破乳、析晶或硬化等现象，并且失去雷管感度和爆轰能力而形成乳化炸药废药。

乳化炸药一旦成为废药，就会给企业生产带来很多麻烦。若直接进行销毁处理，不仅会消耗很多人力、物力，且在销毁过程中存在安全隐患，给企业造成巨大的经济损失。若长期搁置，必然会占据炸药库容量，并带来不安全因素（如自燃等）。因此，笔者开展乳化炸药回收利用研究。

1 现有乳化炸药回收利用技术

关于乳化炸药废药回收利用的研究，目前国外还没有相关报道。国内乳化炸药废药的回收利用所采用的技术途径大致有以下几种：（1）在水相中加入少量废药，通过表面活性剂和加热搅拌使废药中的硝酸盐和水溶入水相混合物，去除浮在水相溶液上层的油相材料和珍珠岩，然后此水相溶液和新配的油相进行正常乳化[1]。（2）将部分乳化炸药废药和硝酸铵、硝酸钠、田菁粉、敏化剂一起加热混合，然后再加入交联剂，做成水胶炸药[2]。（3）针对化学敏化的配方，将少量乳化炸药废药和部分正常配比的乳化炸药水相一起加热，充分搅拌使其分散在水相中，将此水相和正常配比的油相进行乳化，然后再将剩余部分水相加入到乳化混合物中进行强力搅拌，形成乳化基质，然后再加入发泡剂正常敏化，形成乳化炸药成品[3]。（4）将乳化炸药废药直接加热、溶解、破乳，再加入新型的乳化剂和油相材料后进行乳化（复合油相为外加）操作，再加入乳化发泡剂进行敏化，形成乳化炸药[4-5]。

上述方法不同程度地存在缺陷，方法（1）只回收利用了水相材料；方法（2）制成水胶炸药，有一定局限性；方法（3）废药回收效率低，生产过程相对复杂；方法（4）加热过程和乳化过程时间较长，存在着炸药氧平衡偏负、炸药爆炸后炮烟过多和处理中带来不安全因素等问题。

2 回收利用的基本思路

考虑到乳化炸药废药的形成主要是由于破乳、析晶或硬化所导致的，其根本原因是油包水型乳状液被破坏，其中部分油相材料与乳化剂的性质已发生改变，但其中水相组分的性质并未发生变化。鉴于此，采用乳化炸药正常生产工艺，将乳化炸药废药作为乳化炸药原材料的一种加入到水相中分散、溶解，形成水相液并加以利用，再加入一定量的乳化剂和油相材料以补充损坏的部分，进行一定强度的搅拌混合，使破乳的混合物再次乳化，形成正常的乳化基质，然后冷却、敏化，制成乳化炸药。

3 乳化炸药废药的分类及选择

乳化炸药种类很多，废药的种类也很多。按照其敏化方式进行分类，可分为物理敏化的废药和化学气泡敏化的废药，本研究主要针对化学气泡敏化的乳化炸药废药处理方法。对于乳化基质好而敏化气泡不理想的乳化炸药，重新进行敏化操作即可；乳化基质已经破乳、析晶或硬化，并且失去雷管感度和爆轰能力的化学气泡敏化的乳化炸药，即是本研究所用的乳化炸药废药。

4 乳化炸药废药回收实验研究

4.1 配方的确定

利用甲醛法[6]测试炸药中游离硝酸铵的含量，判定废药的变质程度，用于指导配方的设计。

通常工业炸药的配方设计以零氧平衡或接近零氧平衡为宜，以获得最大的能量释放和尽量少的有毒气体生成。利用乳化炸药废药制备乳化炸药时，同样遵守炸药零氧平衡原则。乳化炸药废药在其原配方设计时为零氧平衡或接近零氧平衡，新添加的炸药组分也设计为零氧平衡，并适当增加水的含量，这样既符合《关于提升工业炸药生产线本质安全生产水平的指导意见》的要求，又便于水相材料的溶解，且提高了乳化炸药生产的安全性。

通过对乳化剂、油相组分、水相组分和乳化炸药废药加入量以及敏化方式和工艺条件的对比考察试验，综合考虑乳化炸药配方的爆炸性能、生产安全性、经济性和在工业生产上的可操作性，确定乳化炸药配方，见表1。