[发明专利]含能材料的安全处置和资源化利用方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于含能材料的处理技术领域，具体涉及一种含能材料的安全处置及资源化利用方法，还涉及该方法专用的系统。

背景技术

弹药中使用的含能材料主要有发射药、炸药、推进剂等种类，绝大多数发射药或炸药常用于军事领域，以完成推进、抛射、爆炸等作战目的，是陆海空、航空宇航、人身防卫等武器的能源。发射药或炸药都具有一定的使用寿命，到了寿命的发射药或炸药，其不稳定性和不安全性会急剧增加，成为过期发射药或炸药。同时，由于大部分的发射药或炸药都是有毒的，所以废弃的发射药或炸药也是对环境危害较大的污染源，与生活和工业垃圾相比，尽管过期发射药或炸药数量相对较少，但由于它的燃烧、爆炸及毒性特征，加之其储存、销毁过程中极易自燃或自爆，仍然对社会、环境构成了较大的威胁，在制造恐怖气氛的同时并具有很大的潜在危险，成为一种世界性公害，因此，合理处理废弃的发射药或炸药已成为世界各军事大国亟需解决的难题。

过期发射药或炸药处理方法分为以下几种：

1.传统的处理方法

露天焚烧方法，将废弃的发射药或炸药运至远离城市的场地焚烧，该方法的缺点是，无法控制对环境的污染程度，废弃的发射药或炸药焚烧后，会生成大量的高浓度致癌物质，并生成较多的氮的氧化物；在焚烧时，还有可能生成如钡、硒等卤化物与氧化物以及其它的固态燃烧产物，它们会随空气或水土流失侵害人类和环境；掩埋法，将发射药或炸药加工成浆状注入深井，该方法的缺点是会对土壤产生污染；生物降解法，将废弃发射药或炸药作为细菌的食物，在一定的温度和pH下，用细菌降解过期发射药与炸药，缺点是该方法的效率不高；

2.焚烧炉焚烧

该方法与露天焚烧的区别是，此方法是将发射药或炸药投入焚烧炉中销毁，该方法的缺点是，资金耗费较大，设备维修以及燃料消耗都需要一定的经费；

3.将过期发射药或炸药转变为非含能物质

例如加碱水解法、熔融盐破坏法、超临界水氧化法；加碱水解法其原理是通过发射药或炸药与碱发生水解反应，生产有机盐和无机盐；熔融盐破坏法的原理是，熔融盐是碱或碱土金属的碳酸盐和卤化物，它们是热传递物质和反应介质，对氧化反应起催化作用，并通过形成稳定的盐中和酸性气体，该方法的虽然能有效安全的销毁爆炸废弃物，但是其处理效率低，而且还存在一定的安全隐患；

超临界水氧化法用于破坏过期与报废发射药或炸药，反应在超临界水氧化反应器中进行，以达到破坏过期与报废发射药或炸药的目的，该方法的缺点是，工艺复杂，设备投资大，且处理废弃炸药的量有限，也不能充分利用其能量；

4.废弃发射药或炸药的钝感化

将废弃的发射药或炸药与稀释剂或填料混合可以降低其能量或燃速，之后再进行相关储存和处理。

发射药或炸药的特征之一是自身发生化学反应并释放出能量，因此处理废弃发射药或炸药的最好方法是将其变废为宝，为人类所利用。

过期发射药或炸药常见的再利用方法是：    

（1）作锅炉的辅助燃料：将过期发射药或炸药用溶液溶解之后送入锅炉，或与燃料油混合后再喷入锅炉；

（2）作为民用炸药：废弃发射药或炸药的直接利用，如黄色的炸药梯恩梯从弹中取出后，经过净化成片，直接引入到工业粉状炸药中，一些较为敏感的发射药或炸药，例如黑索今（RDX），则要作钝感处理之后再利用；制作的特种混合物炸药，将这些发射药或炸药用于金属加工和作其它用途，例如：金属爆炸复合、爆炸切割、爆炸成型、爆炸强化和爆炸硬化、爆炸铆接和焊接、爆炸消除应力，以及爆炸粉末压实等，该类炸药的售价较高，但是消耗量较小，它不是大规模处理过期与报废发射药或炸药的有效途径。

以上方法中，将发射药或炸药转变为非含能物质的方法，如果进一步对非含能物质进行利用，变废为宝，不仅能消除过期与报废发射药或炸药给人类和环境带来的潜在危害，而且也可以使其再利用，为人类造福。因此，针对这一目的，需要作进一步研究。

发明内容

 为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种含能材料的安全处置和资源化利用方法，采用该方法不仅对含能材料以及生产和销毁发射药、炸药产生的废渣、废水进行有效的处理，而且还将含能材料水解为可为人类所利用的肥料，实现资源化利用的目的。

本发明所提供的含能材料的安全处置及资源化利用方法所专用的系统，利用该系统可以便捷的对含能材料以及生产和销毁发射药、炸药产生的废渣、废水进行水解、对水解后的溶液制肥，达到处理和资源化利用的效果。

含能材料的安全处置和资源化利用方法，包括下述的步骤：

（1）反应物料准备：