Способ экологически безопасного уничтожения твердого ракетного топлива

Способ экологически безопасного уничтожения твердого ракетного топлива

Реферат

 

Изобретение относится к уничтожению твердого ракетного топлива (ТРТ) и может быть использовано в разработках, связанных с охраной окружающей среды. Способ включает электролиз в среде водного раствора хлористого натрия при одновременном механическом разрушении образующейся гидрофобной пленки на поверхности ТРТ и дальнейшую обработку продуктов разрушения до выделения экологически чистых веществ (каучуковой крошки, гидроокиси алюминия и хлорида аммония). 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к уничтожению твердого ракетного топлива (ТРТ) и может быть использовано в разработках, связанных с охраной окружающей среды.

Твердое ракетное топливо представляет собой конгломерат бутил-каучука 11%, порошкового алюминия 18%, перхлората аммония 50 - 60 % и октагена 18 - 20%.

Известен способ уничтожения ТРТ путем его сжигания открытым способом или с специальных термических печах.

Однако сжигание ТРТ тем или иным способом сопровождается газовыми выбросами в атмосферу аммиака, хлористого водорода, окислов азота, углерода, алюминия и паров воды. Все продукты сжигания ТРТ кроме воды являются экологически вредными. Улавливание газовых выбросов при сжигании ТРТ и их переработка энергоемки и требуют затрат значительных средств.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - разработка экологически безопасной технологии уничтожения ТРТ.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в полной деструкции ТРТ до экологически безопасных веществ и продуктов, которые могут быть использованы в качестве сырья в промышленности.

Сущность изобретения заключается в том, что уничтожение ТРТ ведут путем электролиза в среде электролита при плотности анодного тока 0,005 А/см² и напряжении 6 - 10 В с одновременным механическим разрушением образующейся в процессе электролиза поверхностной гидрофобной пленки, препятствующей доступу среды к реакционной поверхности (стадия А). Реакционную массу после электролиза ТРТ фильтруют для отделения каучуковой крошки (стадия Б). Фильтрат нейтрализуют путем добавления щелочи и фильтруют для отделения гидроокиси алюминия (стадия В), после чего фильтрат выпаривают для получения солей аммоний (стадия Г).

Предложенный способ уничтожения ТРТ до экологически безопасных продуктов включает следующие основные реакции: электролитическое окисление октагена до двуокиси углерода, воды и нитрата, электролитическое окисление алюминия до гидроокиси алюминия, электролитическое восстановление перхлората аммония до хлорида аммония и механическое разрушение бутил-каучука до каучуковой крошки (стадия А), фильтрация реакционной массы для отделения каучуковой крошки (стадия Б), осаждение гидроокиси алюминия при подщелачивании реакционной массы до нейтральной среды после отделения каучуковой крошки путем добавки щелочи (стадия В) и выпаривание фильтрата после отделения гидроокиси алюминия для получения солей аммоний (стадия Г).

Содержание каучуковой крошки и гидроокиси алюминия в реакционной массе (стадии Б и В) определяли путем взвешивания осадка после фильтрации и сушки осадкой при комнатной температуре до постоянной массы.

Остаточную ТРТ активность (способность к микровзрыву) продуктов уничтожения проверяли путем нагревания навески продукта (порядка 1 г) в сушильном шкафу до 200^oC по отсутствию микровзыва (стадии Б и В).

Состав органических соединений в электролизе после отделения каучуковой крошки и гидроокиси алюминия (стадия Г) определяли с использованием спектроскопии ядерного магнитного резонанса по методу [1].

Способ иллюстрируется следующим примером.

А. Взяли три образца ТРТ размером 20 х 20 х 20 общим весом 66 г, поместили их в межэлектродное пространство бездиафрагменного электролизера с графитовым анодом и железным катодом. В качестве электролита использовали 0,5% раствор хлорида натрия в воде. Рабочий объем электролизера 1000 мл. Электролиз вели при плотности анодного тока 0,005 А/см² и напряжении 6 - 10 В. Образующуюся гидрофобную рубашку на поверхности образцов ТРТ периодически через 5 ч механически разрушали путем стирания с возвратом крошки и образцов в электролизер. Процесс вели до полного разрушения образцов ТРТ до мелкодисперсного состояния реакционной массы.

Б.Электролизат после полной деструкции ТРТ отфильтровали, осадок высушивали при комнатной температуре до постоянного веса, взвесили (табл.1), 1 г сухого остатка проверили на остаточную ТРТ активность.

В. Фильтрат после отделения каучуковой крошки подщелочили до нейтральной среды добавлением щелочи, после истечения 0,5 ч выпавший осадок гидроокиси алюминия отфильтровали, высушили при комнатной температуре до постоянного веса и взвесили (табл.1), 1 г сухого осадка проверили на остаточную ТРТ активность.

Г. Фильтрат после отделения гидроокиси алюминия высушили на роторном испарителе, сухой остаток взвесили (табл.1), 1 г сухого остатка проверили на остаточную ТРТ активность, оставшееся количество сухого остатка использовали для анализа содержания органических веществ методом ЯМР (табл.2).

Литература.

1. Кривдин Л.Б., Чекарева Т.Г., Сахаровский В.Г., Романова И.Б. Журнал аналитической химии, 1981, т.36, вып.2 с.357 - 363.

Формула изобретения

1. Способ экологически безопасного уничтожения твердого ракетного топлива (ТРТ), включающий электролиз в среде водного раствора хлористого натрия при одновременном механическом разрушении образующейся гидрофобной пленки на поверхности ТРТ, фильтрацию полученной реакционной массы для отделения каучуковой крошки, нейтрализацию фильтрата добавлением щелочи, последующую фильтрацию для отделения гидроокиси алюминия и упаривание полученного после отделения гидроокиси алюминия фильтрата для получения солей аммония.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электролиз ведут при концентрации хлористого натрия 0,5%, плотности анодного тока 0,005 А/см² и напряжении 6-10 В.

РИСУНКИ

Рисунок 1