способ утилизации порохов и твердых ракетных топлив на основе нитроэфиров целлюлозы и многоатомных спиртов

Формула изобретения

Способ утилизации порохов и твердых ракетных топлив на основе нитроэфиров целлюлозы и многоатомных спиртов, включающий предварительное измельчение исходных изделий, отличающийся тем, что исходную пороховую и/или твердотопливную массу измельчают в водной среде до размера частиц не более 3 мм, получаемую водную дисперсию пороха и/или твердого топлива сгущают до содержания влаги 50%, после чего смешивают с 3-5-кратным количеством предварительно измельченного торфа влажностью не более 40% и получаемую смесь используют для внесения удобрения пролонгированного действия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки отслуживших свой срок пороховых и твердотопливных зарядов огнестрельного оружия, может быть использовано в процессах их утилизации и в сельскохозяйственном производстве для улучшения плодородия почв.

Известно /А. Г. Горст. Пороха и взрывчатые вещества. - М.: Машиностроение, 1975/, что пороховые и твердотопливные составы, изготавливаемые из чистой нитроцеллюлозы (пироксилиновые пороха), а также из пластифицированного нитратами глицерина, диэтиленгликоля и других многоатомных спиртов, имеют ограниченный срок хранения из-за способности медленно разлагаться при обычных условиях хранения. Как правило, этот срок ограничен 25-30-ю годами и, в принципе, не превышает 50 лет. По истечении данного срока из неиспользованных изделий военной техники такие заряды должны быть извлечены и утилизированы либо уничтожены вместе с изделием.

Применяемые в настоящее время способы утилизации просроченных порохов и твердотопливных составов сводятся к двум основным вариантам: уничтожению, т. е. сжиганию или подрыву на специальных полигонах, и переработке в промышленные взрывчатые вещества (ВВ). Основным и определяющим недостатком обоих вариантов утилизации является загрязнение атмосферы продуктами горения и взрыва, содержащим окислы азота, окись углерода, сажу. Первый вариант усугубляется также полным отсутствием какого-либо полезного эффекта. Переработка же в промышленные ВВ по объему их применения не может охватить весь объем отслуживших свой срок зарядов и, в лучшем случае, позволяет рационально использовать до 20% всей массы подлежащих обновлению или уничтожению объектов.

Задачей настоящего изобретения является создание способа утилизации порохов и твердотопливных составов на основе нитратов целлюлозы и нитратов многоатомных спиртов, исключающего или в значительной степени снижающего вредное воздействие на окружающую среду с извлечением максимального полезного эффекта от использования продуктов их утилизации.

В предлагаемом изобретении использовано свойство нитроцеллюлозы и нитроэфиров многоатомных спиртов (глицерина, диэтиленгликоля и др.) медленно разлагаться в природных условиях с образованием растворимых неорганических нитратов. Конечным результатом процесса является полное разложение (омыление) нитроэфира до исходных целлюлозы, многоатомных спиртов и растворимых нитратов. Растворимые нитраты являются естественными источниками азотного питания растений в природе, а целлюлоза и многоатомные спирты всегда входят в состав природного почвенного слоя. Таким образом, нитроцеллюлоза, содержащая не менее 10% азота и нитроэфиры спиртов с содержанием азота до 18%, могут рассматриваться в качестве медленно действующих азотных удобрений и внесение их в почву обеспечит необходимое для растений содержание усвояемого азота. Основными препятствиями для прямого использования отслуживших свой срок порохов и твердотопливных составов в качестве удобрительного средства является их чувствительность к внешним воздействиям (удару, трению) и размеры монолитных блоков.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в предварительном измельчении исходных топливных блоков или пороховых зерен в водной среде до размера частиц не более 3 мм, последующем сгущении водной дисперсии измельченных нитроэфиров до содержания влаги 50%, смешении с 3-5-кратным по отношению к массе сухого нитроэфира количеством торфа и использовании получаемой смеси с содержанием влаги от 40 до 50% и подвижного азота от 1,5 до 4% для внесения в почву в качестве органического азотного удобрения. Разбавление нитроэфиров торфом и способность торфа к удержанию большого количества влаги (не менее 30%) полностью исключает опасность самовозгорания или взрыва получаемого продукта при его хранении, транспортировании и применении. Чувствительность получаемого удобрительного средства к удару, трению в стандартных условиях испытания является нулевой и ниже, чем у традиционно используемых в сельском хозяйстве смесей торфа с нитратом аммония.

Дополнительным эффектом применения нитроэфирноторфяных смесей в качестве азотного удобрения является существенное улучшение структуры удобряемых почв: повышение их воздухопроницаемости, влагоудерживающей способности, снижение скорости непроизводительного вымывания азота из плодородного слоя почвы.

Для иллюстрации сущности предлагаемого изобретения приводим примеры осуществления способа утилизации порохов и твердотопливных составов, а также результаты выращивания растений с применением получаемого удобрительного средства.

Пример 1. 1,0 кг зерненого пироксилинового артиллерийского пороха в 10 л воды помещают в молотковую дробилку с герметичным мелющим барабаном и в течение 5-10 мин измельчают до размера частиц не более 3 мм. Полученную водно-пороховую дисперсию выгружают, отстаивают, сливают избыточную воду, загружают 50%-ную водную дисперсию пороха в барабанный смеситель и перемешивают с 3,0 кг предварительно измельченного торфа с влажностью не более 40%. Получают 5,0 кг однородной сыпучей торфопороховой смеси с влажностью 44%, содержанием азота 2,4%, нечувствительной к удару и трению, пригодной для внесения в почву в качестве органического азотного удобрения.

Пример 2. 1,0 кг баллиститного нитроглицеринового пороха, предварительно измельченного по известной технологии до размера частиц 8 мм, смешивают с 10 л воды и помещают в молотковую дробилку с герметичным мелющим барабаном. После измельчения в течение 5-10 мин до размера частиц не более 3 мм водно-пороховую дисперсию выгружают, отстаивают, сливают избыточную воду и 50%-ную водную дисперсию пороха смешивают в барабанном смесителе с 4,0 кг предварительно измельченного торфа влажностью не более 40%. Получают 6,0 кг однородной сыпучей торфопороховой массы с влажностью 43%, содержанием азота 2,8%, нечувствительной к удару и трению, пригодной для внесения в почву в качестве органического азотного удобрения.

Пример 3. 1,0 кг пороховой массы, полученной после переработки известными способами твердотопливных зарядов от ручных противотанковых гранатометов до размера частиц 8 мм, смешивают с 10 л воды и измельчают в водной среде в дробилке с герметичным мелющим устройством до размера частиц не более 3 мм. Полученную водно-пороховую дисперсию выгружают, отстаивают, сливают избыточную воду, а 50%-ную водно-пороховую массу смешивают с 5,0 кг торфа влажностью не более 40%. Получают 7,0 кг однородной сыпучей торфопороховой массы с содержанием азота 2,0%, влажностью 43%, нечувствительной к удару и трению, пригодной для внесения в почву в качестве органического азотного удобрения.

Результаты испытаний получаемых азотных удобрительных составов при выращивании картофеля приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что замена обычного азотного удобрения торфопороховым (торфонитроэфирным) составом при практически одинаковом уровне урожайности обеспечивает сохранение в почве более высокого содержания азота после уборки урожая и потенциальную возможность выращивания последующего урожая с меньшими затратами на внесение азотного удобрения.