廢棄含能材料的資源化利用

李洪亮 黃鼎 賀新宇

（沈陽理工大學(xué)裝備工程學(xué)院特種能源技術(shù)與工程 遼寧 沈陽 110000）

廢棄含能材料的資源化利用

李洪亮 黃鼎 賀新宇

（沈陽理工大學(xué)裝備工程學(xué)院特種能源技術(shù)與工程 遼寧 沈陽 110000）

廢棄含能材料的資源化利用已經(jīng)不是一個(gè)全新的話題，然而，這個(gè)問題還沒有真正的解決。本文將展開論述廢棄含能材料的資源化利用。

含能材料；資源化；利用

1.廢棄含能材料再利用

在廢棄含能材料再利用的研究中，例如將兩種火箭推進(jìn)劑在低溫條件下進(jìn)行粉碎，將粉碎的顆粒作為工業(yè)炸藥成分用于開礦，獲得了巨大成功，并已開始進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。另外，在常規(guī)彈藥的生產(chǎn)過程中，大口徑海炮經(jīng)常采用苦味酸銨炸藥裝藥，Machacek等將回收的苦味酸銨直接用作工業(yè)爆破劑組分，性能測試結(jié)果表明該爆破劑性能非常優(yōu)越，該研究成果于1999年獲得美國專利。

1.1 經(jīng)濟(jì)學(xué)角度看廢棄含能材料

從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度看，自廢舊火炸藥中回收的化工材料以及能量排放所獲得的收益基本上與鍋爐填料設(shè)備的改造、維護(hù)所需的成本相當(dāng)。如果預(yù)處理廢棄含能材料所需的成本低于OB/OD所用的成本，那么該方法就有較大的競爭力。另外，在控制污染物排放方面，可以利用鍋爐已有的污染物控制設(shè)備，降低對環(huán)境的危害。

1.2 從研究工藝看廢棄含能材料

研究工藝是為首先在混合溶劑中將推進(jìn)劑粉碎；其次，在氧化劑存在的條件下，利用超聲波促進(jìn)界面上的空穴反應(yīng)。該方法可以部分降解粘結(jié)劑，能夠破壞推進(jìn)劑的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，比較容易分離出金屬成分。1998年，Borls等不僅自推進(jìn)劑中提取出了鋁粉，還把粘結(jié)劑中的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)變成有用的石油產(chǎn)品。首先采用溶劑浸出推進(jìn)劑中的氧化劑，然后將含有鋁粉的粘結(jié)劑在無氧環(huán)境下進(jìn)行加熱。經(jīng)熱解作用，類似石油組分的衍化物全部變?yōu)闅怏w，收集、濃縮該氣體可用作燃料油，而且其性質(zhì)與柴油非常相似。最后鋁粉全部被保留在殘?jiān)?，可大量的回收?/p>

2.廢棄含能材料資源化利用的方法

2.1 機(jī)械混和法

通過機(jī)械混合的方式，添加必要的安定劑、調(diào)節(jié)劑之后，可以將經(jīng)過粉碎的廢棄含能材料或從其分離出來的火炸藥組分制成各種形式的民用炸藥，變廢為寶。

2.2 機(jī)械壓延法

機(jī)械壓延法是通過加熱和采用一定的溶劑浸泡，使廢棄含能材料軟化后將其重新制成合格的火藥成品。在加工過程中可以加入適量的安定劑以提高成品的安定性。除以上介紹的外，物理方法還包括浮洗法、蒸發(fā)法、反滲透法、膜分離法等。

2.3 氧化糖法

它可分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘和深度處理塘等。中科院微生物研究所曾利用該法把100mg/L～150mg/L的TNT轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化率在99%以上，用其中10株菌混和接種于接觸氧化池處理TNT廢水獲得成功。利用生物降解的技術(shù)能使廢棄含能材料或含有火炸藥的沉積物發(fā)生分解反應(yīng)，有的反應(yīng)產(chǎn)物甚至可以成為有用的肥料，堆肥過程中產(chǎn)生的熱也可被用作加熱源。

3.總結(jié)

飛片沖擊實(shí)驗(yàn)中微米鋁/氟聚物含能材料的沖擊反應(yīng)閾值條件是鋁含量10%，飛片沖擊速度3.07km/s；而納米鋁/氟聚物含能材料的沖擊反應(yīng)閾值條件是鋁含量10%，飛片沖擊速度2.52km/s。結(jié)果證明納米鋁含能材料比微米鋁含能材料具有更低的沖擊反應(yīng)閾值，這也證明納米鋁具有更高的反應(yīng)活性，熱點(diǎn)燒蝕孔洞面積會(huì)隨著沖擊能量增大而增大，即能量釋放效率與沖擊速度成正比關(guān)系。另外，微米鋁/氟聚物含能材料的燃燒熱和爆熱均高于相同鋁含量的納米鋁/氟聚物含能材料，這是由于納米材料的比表面積大，而表面的氧化鋁層并不會(huì)參加反應(yīng)，因此活性鋁含量降低，從而使放熱量減少。

也就是說，廢棄含能材料資源化利用是很有意義的。

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1009-5624（2016）05-0026-02