废弃炸药中HMX的回收及炸药晶体特性

摘要

鉴于大量废弃奥克托今(HMX)基炸药的产生、危害及对炸药晶体特性认识的欠缺,本研究对如何经济、有效地回收HMX的工艺进行了探索,并将Retiveld全谱拟合方法运用到HMX在内的多种炸药晶体的特性研究中,以加深对炸药热膨胀系数、微观缺陷等方面的认识,为提高其储存、应用过程中的经济性、安全性和有效性提供参考。本论文的主要研究工作和取得的结果概括如下:
　　 (1)采用溶解和重结晶的方法,对含有复杂组分的Jo****造型粉以及尺寸规格各方向均不大于20mm的Jo****切削废料中的HMX进行了回收,完成了对回收样品的表征。掌握溶解温度、溶解试剂、重结晶温度、搅拌速度等相关的回收工艺参数,获得从造型粉中回收的HMX纯度大于99.0％,回收率达到91.0％以上；从切削废料中回收的HMX纯度大于98.0％,小批量回收率达到87.2％；并对回收HMX进行了形貌、密度、粒度、热性质以及抗老化等性能表征。
　　 (2)成功地对回收工艺的应用范围进行了拓展,并对本实验采用的回收工艺进行了经济效益评价。
　　 (3)采用原位XRD技术以及Topas3.0精修软件,对黑索今(RDX)炸药晶体的热膨胀特性进行了研究；获得了RDX晶体在30～170℃范围内,其a、b、c轴及体积V的热膨胀系数(CTE)分别为3.07×10-5/℃、8.28×10-5/℃、9.19×10-5/℃及20.7×10-5/℃。还获得了RDX计算密度值随温度的变化方程,将之与采用液体密度梯度管法测得的RDX单晶密度值在10～40℃范围内的实际变化进行对比,发现两者符合较好。
　　 运用类似的研究方法,获得了六硝基芪(HNS)晶体在30～240℃范围内,其a、b、c轴及V的CTE分别为7.6719×10-5/℃、6.8044×10-5/℃、1.1192×10-5/℃和16.725×10-5/℃,以及HNS的计算密度值与温度的关系式。
　　 (4)采用原位XRD技术以及Topas3.0精修软件,对不同品质HMX和RDX晶体常温下的微观缺陷包括晶粒度和微观应变进行了探讨；并对某一确定品质HMX和RDX样品的微观缺陷在热刺激过程中(30～170℃范围内)的变化情况进行了研究。结果显示,HMX与RDX的密度受到晶粒尺寸和微观应变的共同作用,而确定品质的某HMX及RDX样品在加热过程中晶粒尺寸均减小,在冷却过程中小幅增加:HMX的微观应变随温度增加而增加,随温度减小而减小,而RDX的微观应变呈现出波动性的变化。