一种用hmx副产物酸化硝酸铵制备的铵油炸药
技术领域
1.本发明涉及铵油炸药技术领域，特别涉及一种利用hmx副产物酸化硝酸铵制备的铵油炸药及其方法。
背景技术：
2.奥克托今（hmx）是国防工业最为重要的基础含能材料之一，目前，工业生产hmx使用醋酐法（bachmann法），即以醋酐、硝酸为硝解剂，在硝酸铵参与下，硝解乌洛托品，通过巴克曼反应制备hmx的一种方法。主反应方程式为：硝酸铵在成环中的主要作用为：去羟甲基时，抑制减少酯化作用，使其向生成环状硝胺方向转化，有效提高hmx收率。同时，改变介质酸度，提供足量的氨基氮原子，会产生黑索金（rdx）副产物；体系中no
3-浓度升高，影响生成h2no
3
离子的平衡反应，降低了硝解速度，减少硝酸的氧化反应等。
3.制备hmx的反应完成结束后，没有参与反应的多余的硝酸铵残留在醋酐、醋酸、硝酸的混合液体中。随着混合液体温度的降低，硝酸铵析出。形成酸化硝酸铵固体副产物，每生产1吨hmx，就有1吨酸化硝酸铵副产物产生，其组成为：硝酸铵95%左右，高能炸药组份如hmx、rdx和直链硝胺副产物一共含有5%左右，每种成分的含量为1%~2%。由于缺乏技术上和经济上有效的回收利用方法，往往将酸化硝酸铵作为废弃物进行焚烧或排放，造成了严重的环境污染及资源浪费。
4.铵油炸药是国内民爆行业重点推广的产品之一，其主要成分为多孔粒状硝酸铵及柴油，其中多孔粒状硝铵约占组分的95%，柴油约占5%；铵油炸药其以价格低廉、制造简便以及具备现场混装模式的优点，在国内矿山爆破市场有一定的用量，然而由于该工业炸药品种起爆感度、爆炸性能较低，也制约了它的进一步发展。
技术实现要素：
5.本发明的目的是提供一种利用hmx副产物酸化硝酸铵制备的铵油炸药及其方法，将hmx副产物酸化硝酸铵经过简单的干燥（水分≤0.2%）、细化（80%过40目标准筛）处理，以酸化硝酸铵作为氧化剂，制备粉状铵油炸药，不仅使含能材料副产物得到了资源化再利用，而且克服了铵油炸药起爆感度及爆轰性能低的缺陷。
6.为此，本发明主要提供如下技术方案：一种增能型粉状铵油炸药，以质量百分数计，包括92%~96%酸化硝酸铵和4%~8%燃料油，还包括占铵油炸药0.2%~0.5wt%的碱性表面活性剂。
7.较佳的，酸化硝酸铵为采用醋酐法制备hmx时产生的副产物，其中含有94%~96wt%的硝酸铵及4%~6wt%的hmx和rdx混合物。
8.较佳的，燃料油为白油、凡士林、机油、复合蜡、柴油等的一种或两种及以上的混合物。
9.较佳的，碱性表面活性剂为硬脂酸钠、十八烷胺、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钙等的一种或两种及以上的混合物。
10.上述粉状铵油炸药的制备方法，按上述比例准确计量各组分，将其加入螺旋混合器中，混合均匀，制得所述的粉状铵油炸药。
11.与现有技术相比，本发明技术方案具有如下优点：（1）本发明应用含能材料副产物酸化硝酸铵取代多孔粒装硝酸铵作为氧化剂，制得的铵油炸药，具有废物利用、成本低廉、益于环保的特点。
12.（2）本发明以废弃的酸化硝酸铵作为原料，酸化硝酸铵含有的少量高能组份hmx及rdx，恰好成为铵油炸药的敏化剂，有效地提高了了铵油炸药的起爆感度及爆炸性能。
13.（3）本发明以废弃的酸化硝酸铵作为原料，酸化硝酸铵可同多品种的燃料油配伍（制式铵油炸药仅为柴油），增加了可燃剂的选择性。且加入了少量的碱性表面活性剂，中和了酸化硝酸铵的酸性，同时提高了铵油炸药的抗结块性。
14.（4）本发明制备的粉状铵油炸药符合gb28286-2012《工业炸药通用技术条件》中铵油炸药性能指标。
具体实施方式
15.提供下述实施例是为了更好地理解本发明，并不局限于所属最佳实施方式，本发明保护范围并不受这些具体方式的限制，而是由权利要求书来确定。
16.本发明以含能材料hmx生产线副产物酸化硝酸铵为氧化剂，以优选的燃料油为可燃剂，辅之以碱性表面活性剂为中和稳定剂，制得的高性能粉状铵油炸药，不仅使得含能材料副产物酸化硝酸铵得到资源化利用，变废为宝，而且同制式多孔粒装铵油炸药相比，其起爆感度、爆炸性能、储存期均得到明显提高，由于酸化硝酸铵副产物中含约4~6%的高能炸药组份hmx和rdx，恰好可作为此铵油炸药中的敏化剂，可提高铵油炸药的起爆感度及爆炸性能，克服了现有铵油炸药的不足，因此，该酸化硝酸铵于铵油炸药中具有良好的应用前景。
17.实施例1：将0.2%（外加）硬脂酸钠，溶于4%的凡士林中，加热熔化，搅拌均匀后喷入96%的酸化硝酸铵中，于螺旋混合器中混拌均匀，即得铵油炸药。符合gb28286-2012《工业炸药通用技术条件》中铵油炸药性能指标。
18.实施例2：将0.5%（外加）十八烷胺，溶于8%的白油中，加热熔化，搅拌均匀后喷入92%的酸化硝酸铵中，于螺旋混合器中混拌均匀，即得铵油炸药。符合gb28286-2012《工业炸药通用技术条件》中铵油炸药性能指标。
19.实施例3：将0.3%（外加）十二烷基苯磺酸钠，加入95%的酸化硝酸铵中，于螺旋混合器中混拌均匀后加入5%柴油，继续混拌均匀。即得铵油炸药。符合gb28286-2012《工业炸药通用技术条件》中铵油炸药性能指标。
20.对比例：将5%柴油加入95%的多孔粒装硝酸铵中，于螺旋混合器中混拌均匀即得制式铵油炸药。
21.针对上述实施例及对比例制得的铵油炸药进行能检测，检测结果如表1，性能检测
按gb/t13228要求进行，爆速采用￠505mm350mm焊接钢管装药。
22.表1 各实施例和对比例铵油炸药性能检测结果试验例爆速（m/s）有效期（天）实施例1325060实施例2336060实施例3332050对比例298040从表1性能数据可见，本发明制备的铵油炸药，爆速及储存期均高于标准的制式铵油炸药。
23.以上虽然已结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的说明，但是需要指出的是，本发明的保护范围并不受这些具体实施方式的限制，而是由权利要求书来确定，本领域技术人员，可在不脱离本发明的技术思想和主旨的范围内对这些实施方式进行适当的变更，而这些变更后的实施方式显然也包括在本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种增能型粉状铵油炸药，其特征在于，以质量百分数计，包括92%~96%酸化硝酸铵和4%~8%燃料油，还包括占铵油炸药0.2%~0.5wt%的碱性表面活性剂。2.如权利要求1所述的铵油炸药，其特征在于，酸化硝酸铵为采用醋酐法制备hmx时产生的副产物。3.如权利要求1所述的铵油炸药，其特征在于，酸化硝酸铵包括94%~96wt%的硝酸铵及4%~6wt%的hmx和rdx混合物。4.如权利要求1所述的铵油炸药，其特征在于，燃料油为白油、凡士林、机油、复合蜡、柴油的一种或两种及以上的混合物。5.如权利要求1所述的铵油炸药，其特征在于，碱性表面活性剂为硬脂酸钠、十八烷胺、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钙的一种或两种及以上的混合物。6.一种如权利要求1-5任一所述的铵油炸药的制备方法，其特征在于，按比例准确计量各组分，将其加入螺旋混合器中，混合均匀，制得所述的粉状铵油炸药。
技术总结
本发明公开了一种利用HMX副产物酸化硝酸铵制备的铵油炸药，以质量百分数计，该铵油炸药包括92%~96%酸化硝酸铵和4%~8%燃料油，还包括占铵油炸药0.2%~0.5wt%的碱性表面活性剂。本发明以含能材料HMX生产线副产物酸化硝酸铵为氧化剂，以优选的燃料油为可燃剂，辅之以碱性表面活性剂为中和稳定剂，制得的高性能粉状铵油炸药，不仅使得含能材料副产物酸化硝酸铵得到资源化利用，变废为宝，而且同制式多孔粒装铵油炸药相比，其起爆感度、爆炸性能、储存期均得到明显提高。均得到明显提高。
技术研发人员：叶志文 周新利
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2020.04.29
技术公布日：2021/10/28
技术领域
1.本发明涉及铵油炸药技术领域，特别涉及一种利用hmx副产物酸化硝酸铵制备的铵油炸药及其方法。
背景技术：
2.奥克托今（hmx）是国防工业最为重要的基础含能材料之一，目前，工业生产hmx使用醋酐法（bachmann法），即以醋酐、硝酸为硝解剂，在硝酸铵参与下，硝解乌洛托品，通过巴克曼反应制备hmx的一种方法。主反应方程式为：硝酸铵在成环中的主要作用为：去羟甲基时，抑制减少酯化作用，使其向生成环状硝胺方向转化，有效提高hmx收率。同时，改变介质酸度，提供足量的氨基氮原子，会产生黑索金（rdx）副产物；体系中no
3-浓度升高，影响生成h2no
3
离子的平衡反应，降低了硝解速度，减少硝酸的氧化反应等。
3.制备hmx的反应完成结束后，没有参与反应的多余的硝酸铵残留在醋酐、醋酸、硝酸的混合液体中。随着混合液体温度的降低，硝酸铵析出。形成酸化硝酸铵固体副产物，每生产1吨hmx，就有1吨酸化硝酸铵副产物产生，其组成为：硝酸铵95%左右，高能炸药组份如hmx、rdx和直链硝胺副产物一共含有5%左右，每种成分的含量为1%~2%。由于缺乏技术上和经济上有效的回收利用方法，往往将酸化硝酸铵作为废弃物进行焚烧或排放，造成了严重的环境污染及资源浪费。
4.铵油炸药是国内民爆行业重点推广的产品之一，其主要成分为多孔粒状硝酸铵及柴油，其中多孔粒状硝铵约占组分的95%，柴油约占5%；铵油炸药其以价格低廉、制造简便以及具备现场混装模式的优点，在国内矿山爆破市场有一定的用量，然而由于该工业炸药品种起爆感度、爆炸性能较低，也制约了它的进一步发展。
技术实现要素：
5.本发明的目的是提供一种利用hmx副产物酸化硝酸铵制备的铵油炸药及其方法，将hmx副产物酸化硝酸铵经过简单的干燥（水分≤0.2%）、细化（80%过40目标准筛）处理，以酸化硝酸铵作为氧化剂，制备粉状铵油炸药，不仅使含能材料副产物得到了资源化再利用，而且克服了铵油炸药起爆感度及爆轰性能低的缺陷。
6.为此，本发明主要提供如下技术方案：一种增能型粉状铵油炸药，以质量百分数计，包括92%~96%酸化硝酸铵和4%~8%燃料油，还包括占铵油炸药0.2%~0.5wt%的碱性表面活性剂。
7.较佳的，酸化硝酸铵为采用醋酐法制备hmx时产生的副产物，其中含有94%~96wt%的硝酸铵及4%~6wt%的hmx和rdx混合物。
8.较佳的，燃料油为白油、凡士林、机油、复合蜡、柴油等的一种或两种及以上的混合物。
9.较佳的，碱性表面活性剂为硬脂酸钠、十八烷胺、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钙等的一种或两种及以上的混合物。
10.上述粉状铵油炸药的制备方法，按上述比例准确计量各组分，将其加入螺旋混合器中，混合均匀，制得所述的粉状铵油炸药。
11.与现有技术相比，本发明技术方案具有如下优点：（1）本发明应用含能材料副产物酸化硝酸铵取代多孔粒装硝酸铵作为氧化剂，制得的铵油炸药，具有废物利用、成本低廉、益于环保的特点。
12.（2）本发明以废弃的酸化硝酸铵作为原料，酸化硝酸铵含有的少量高能组份hmx及rdx，恰好成为铵油炸药的敏化剂，有效地提高了了铵油炸药的起爆感度及爆炸性能。
13.（3）本发明以废弃的酸化硝酸铵作为原料，酸化硝酸铵可同多品种的燃料油配伍（制式铵油炸药仅为柴油），增加了可燃剂的选择性。且加入了少量的碱性表面活性剂，中和了酸化硝酸铵的酸性，同时提高了铵油炸药的抗结块性。
14.（4）本发明制备的粉状铵油炸药符合gb28286-2012《工业炸药通用技术条件》中铵油炸药性能指标。
具体实施方式
15.提供下述实施例是为了更好地理解本发明，并不局限于所属最佳实施方式，本发明保护范围并不受这些具体方式的限制，而是由权利要求书来确定。
16.本发明以含能材料hmx生产线副产物酸化硝酸铵为氧化剂，以优选的燃料油为可燃剂，辅之以碱性表面活性剂为中和稳定剂，制得的高性能粉状铵油炸药，不仅使得含能材料副产物酸化硝酸铵得到资源化利用，变废为宝，而且同制式多孔粒装铵油炸药相比，其起爆感度、爆炸性能、储存期均得到明显提高，由于酸化硝酸铵副产物中含约4~6%的高能炸药组份hmx和rdx，恰好可作为此铵油炸药中的敏化剂，可提高铵油炸药的起爆感度及爆炸性能，克服了现有铵油炸药的不足，因此，该酸化硝酸铵于铵油炸药中具有良好的应用前景。
17.实施例1：将0.2%（外加）硬脂酸钠，溶于4%的凡士林中，加热熔化，搅拌均匀后喷入96%的酸化硝酸铵中，于螺旋混合器中混拌均匀，即得铵油炸药。符合gb28286-2012《工业炸药通用技术条件》中铵油炸药性能指标。
18.实施例2：将0.5%（外加）十八烷胺，溶于8%的白油中，加热熔化，搅拌均匀后喷入92%的酸化硝酸铵中，于螺旋混合器中混拌均匀，即得铵油炸药。符合gb28286-2012《工业炸药通用技术条件》中铵油炸药性能指标。
19.实施例3：将0.3%（外加）十二烷基苯磺酸钠，加入95%的酸化硝酸铵中，于螺旋混合器中混拌均匀后加入5%柴油，继续混拌均匀。即得铵油炸药。符合gb28286-2012《工业炸药通用技术条件》中铵油炸药性能指标。
20.对比例：将5%柴油加入95%的多孔粒装硝酸铵中，于螺旋混合器中混拌均匀即得制式铵油炸药。
21.针对上述实施例及对比例制得的铵油炸药进行能检测，检测结果如表1，性能检测
按gb/t13228要求进行，爆速采用￠505mm350mm焊接钢管装药。
22.表1 各实施例和对比例铵油炸药性能检测结果试验例爆速（m/s）有效期（天）实施例1325060实施例2336060实施例3332050对比例298040从表1性能数据可见，本发明制备的铵油炸药，爆速及储存期均高于标准的制式铵油炸药。
23.以上虽然已结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的说明，但是需要指出的是，本发明的保护范围并不受这些具体实施方式的限制，而是由权利要求书来确定，本领域技术人员，可在不脱离本发明的技术思想和主旨的范围内对这些实施方式进行适当的变更，而这些变更后的实施方式显然也包括在本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种增能型粉状铵油炸药，其特征在于，以质量百分数计，包括92%~96%酸化硝酸铵和4%~8%燃料油，还包括占铵油炸药0.2%~0.5wt%的碱性表面活性剂。2.如权利要求1所述的铵油炸药，其特征在于，酸化硝酸铵为采用醋酐法制备hmx时产生的副产物。3.如权利要求1所述的铵油炸药，其特征在于，酸化硝酸铵包括94%~96wt%的硝酸铵及4%~6wt%的hmx和rdx混合物。4.如权利要求1所述的铵油炸药，其特征在于，燃料油为白油、凡士林、机油、复合蜡、柴油的一种或两种及以上的混合物。5.如权利要求1所述的铵油炸药，其特征在于，碱性表面活性剂为硬脂酸钠、十八烷胺、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钙的一种或两种及以上的混合物。6.一种如权利要求1-5任一所述的铵油炸药的制备方法，其特征在于，按比例准确计量各组分，将其加入螺旋混合器中，混合均匀，制得所述的粉状铵油炸药。
技术总结
本发明公开了一种利用HMX副产物酸化硝酸铵制备的铵油炸药，以质量百分数计，该铵油炸药包括92%~96%酸化硝酸铵和4%~8%燃料油，还包括占铵油炸药0.2%~0.5wt%的碱性表面活性剂。本发明以含能材料HMX生产线副产物酸化硝酸铵为氧化剂，以优选的燃料油为可燃剂，辅之以碱性表面活性剂为中和稳定剂，制得的高性能粉状铵油炸药，不仅使得含能材料副产物酸化硝酸铵得到资源化利用，变废为宝，而且同制式多孔粒装铵油炸药相比，其起爆感度、爆炸性能、储存期均得到明显提高。均得到明显提高。
技术研发人员：叶志文 周新利
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2020.04.29
技术公布日：2021/10/28
再多了解一些
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