废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收炸药的性能研究
2015-12-31杨少红赵东奎
杨少红， 赵东奎
（西安近代化学研究所，陕西 西安 710065）
引 言
废旧火炸药主要来自退役弹药或推进系统，国内在废旧弹药处理方面主要以销毁法为主。其中，燃烧法为主要的销毁方法，此种方法既污染环境，又浪费资源［1-3］。国外在废旧弹药处理方面不仅发展了多种绿色销毁技术，而且在废旧火炸药的回收利用技术方面取得突破，即将废旧弹药中的含能材料制成其他能源材料［4］。如，将废旧火炸药制备成民用炸药。2003年，美国国防部组织NSWC、TPL、LANL和ATK公司对几种HMX基军用弹药进行回收处理研究，并对回收的HMX产品进行性能鉴定。研究发现，采用回收后的HMX制备的PBX-135炸药能够满足新武器系统的性能规范。
A-Ⅸ-Ⅱ炸药在我国是一种大量用于各种武器弹药的压装型含铝炸药，主要成分是黑索今、铝粉、地蜡等。其中，黑索今质量分数高达70%以上。采用溶剂萃取黑索今工艺将A-Ⅸ-Ⅱ炸药中的黑索今回收后，不能用作军用炸药，需将其重新制备成民用炸药才可以使用，使回收工艺路线加长，回收成本增加。废旧A-Ⅸ-Ⅱ炸药中的黑索今可以制备民用耐热炸药。因此，本文初步研究了将废旧A-Ⅸ-Ⅱ炸药回收成耐热射孔弹用耐热炸药的回收工艺，测试了部分性能，并与R852炸药进行了对比。
1 试验部分
1.1 主要原料
废旧A-Ⅸ-Ⅱ炸药，国营805厂；盐酸，分析纯；蒸馏水，自制。
将盐酸配制成一定浓度的溶液，备用。
1.2 回收工艺
用量筒量取一定量的稀盐酸水溶液，倒入磨砂广口瓶中；称取质量为100.0g A-Ⅸ-Ⅱ炸药药粉，倒入盛有稀盐酸水溶液的磨砂广口瓶中；于通风橱中在25℃温度下搅拌至不再有气泡产生，过滤，洗涤3次；60℃烘干6h，得到回收产品。
1.3 性能测试方法
1.3.1 压力密度曲线
将A-Ⅸ-Ⅱ回收后的炸药与R852炸药分别于50、100、150、200、250、300、350MPa的压力下压制成Ф15mm的药柱，测量其密度。
1.3.2 机械感度
按照GJB772A-97中方法601.1测定A-Ⅸ-Ⅱ回收后的炸药与R852炸药的撞击感度；按照方法602.1测定A-Ⅸ-Ⅱ回收后的炸药与R852炸药的摩擦感度。
1.3.3 爆速
按照GJB 772A-97中方法701.1测定A-Ⅸ-Ⅱ回收后的炸药与R852炸药的爆速。
1.3.4 爆热
按照GJB 772A-97中方法702.1测定A-Ⅸ-Ⅱ回收后的炸药与R852炸药的爆热。
1.3.5 真空安定性
按照GJB 772A-97中方法501.2测定A-Ⅸ-Ⅱ回收后炸药与R852炸药的真空热安定性。
2 结果与分析
2.1 压力密度试验（见表1）
表1 2种炸药的压力密度比较
由表1数据可知，废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收炸药各压力下压制的绝对密度较R852炸药小。这是由于，废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收炸药的理论密度为1.733g/cm3，R852的理论密度为1.794g/cm3，废旧 A-Ⅸ-Ⅱ回收炸药的理论密度较R852炸药的理论密度小。由表1数据可知，废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收炸药压制的相对密度在低比压区与R852炸药有较为明显的区别，当压力高于200MPa后，相对密度曲线与R852非常接近。而200MPa～300MPa的压力是石油射孔弹生产过程中经常采用的压力，说明废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收的炸药适合于现有石油射孔弹装填生产线装药。
2.2 机械感度
废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收炸药的撞击感度为4%，置信区间（0%，14%）；摩擦感度为0%，置信区间（0%，7%）。而R852炸药的撞击感度为32%，置信区间（12%，49%）；摩擦感度为18%，置信区间（0%，7%）。废旧 A-Ⅸ-Ⅱ回收炸药的感度明显低于R852炸药，这对炸药的安全压制过程非常有利。
2.3 爆速
按照GJB 772A-97中方法701.1测得废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收炸药在密度为1.701g/cm3时爆速为8 387m/s，R852炸药在密度为1.726g/cm3时爆速为8 458m/s。2种炸药的爆速基本相当。
2.4 爆热
按照GJB 772A-97中方法702.1测得废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收炸药的爆热为5 278J/g，R852炸药的爆热为5 890J/g。2种炸药的爆热基本相当。
2.5 真空安定性
按照GJB 772A-97中方法501.2测定A-Ⅸ-Ⅱ回收后炸药的真空安定性，真空环境下，5g炸药在100℃经历48h后的放气量为0.53mL；而R852炸药的真空安定性试验结果为，真空环境下，5g炸药在100℃经历48h后的放气量为0.92mL。A-Ⅸ-Ⅱ回收后炸药的真空安定性与R852炸药的真空安定性相当。2种炸药都符合火炸药真空安定性试验放气量小于2mL的要求。
3 结论
废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收的耐热炸药与R852炸药的性能试验研究结果表明：
1）废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收的耐热炸药的机械感度明显低于R852炸药，而爆速、爆热基本相当。
2）废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收的耐热炸药的真空安定性与R852炸药相差不大，说明2种炸药的耐热性能相当。
3）废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收的耐热炸药的压力密度曲线与R852炸药相差很小，说明废旧A-Ⅸ-Ⅱ回收的耐热炸药适合于装填R852炸药的射孔弹生产线。
［1］ 黄亚峰.10＃-159炸药耐热性能研究［J］.山西化工，2014，34（4）：10-12.
［2］ 黄鹏波，张怀智，谢全民，等.废弃常规弹药销毁技术综述［J］.工程爆破，2013，19（6）：53-56.
［3］ 李静海.废弃导弹火工品中火炸药的处理和回收再利用探讨［J］.国防技术基础，2007（6）：49-52.
［4］ Victor Ibeanusi，Yassin Jeilani，Samantha Houston，et al.Sequential anaerobic-aerobic degradatiuon of munitions waste［J］.Biotechnol Lett，2009（31）：65-69.
