乳化炸藥頭尾廢料的研究及回收利用

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摘 要：文章分析了各種乳化炸藥頭尾廢料的性狀、產(chǎn)生原因及回收處理方法的研究，提出了廢藥回收處理工藝和控制要點，以及廢藥的回收利用對節(jié)約成本保護環(huán)境的重要意義。

關(guān)鍵詞：乳化炸藥頭尾廢料 回收利用

一、引言

乳化炸藥是以硝酸銨、硝酸鈉等氧化劑水溶液為內(nèi)相，以復合燃料油相為外相，通過乳化劑和剪切力作用下形成的一種W/O型乳化膠體，再用氣泡敏化而成的膠狀炸藥，氣泡敏化有物理敏化和化學敏化兩種方式。在乳化炸藥生產(chǎn)制造過程中，特別是開停機時，均會產(chǎn)生一些廢料和頭尾料。如不成乳、含大量沖洗水、水油相比例失調(diào)的基質(zhì)以及在裝藥過程中產(chǎn)生的一些殘藥廢藥等。如何很好地進行回收再利用，本文通過對幾種情況下產(chǎn)生的廢藥性狀進行了研究分析，依據(jù)乳化敏化原理，經(jīng)過多次試驗，形成了一種有效的回收工藝。

二、頭尾廢料、殘藥、廢藥的來源及基本性狀

1.開停機的頭尾料

連續(xù)乳化制藥在生產(chǎn)開機時，為了形成W/O型乳化體系，總是讓油相先走一段時間，以金能線為例，約2分鐘左右，當油相流量穩(wěn)定后，再開啟水相泵進行乳化生產(chǎn)。油水相的流量為自動調(diào)節(jié)，當兩相流量穩(wěn)定時也需一段時間，所以開車生產(chǎn)前這部分的油水相比例是失調(diào)的，即大部分為油相，和部分不成乳且油相比例較高的基質(zhì)。分段取樣測試結(jié)果見表1。

在中途停機和生產(chǎn)結(jié)束時，為保證下次生產(chǎn)順暢和安全，必須對水相泵和管道進行沖洗，避免水相在水相泵和管道里結(jié)晶而堵塞，這樣沖洗出來的基質(zhì)油相的比例偏少，有的含有大量沖洗水。分段取樣測試結(jié)果見表1。

表1 幾種乳化基質(zhì)油相含量的測定值

可見連續(xù)乳化生產(chǎn)線在開機時油相含量偏高，基質(zhì)顏色深，達到8～12%；停機時油相含量偏低，基質(zhì)顏色淺，只有2.5～5.0%。正常乳化基質(zhì)油相含量為6.5～7.5%。

2.生產(chǎn)過程中的殘藥和冷藥

連續(xù)乳化炸藥生產(chǎn)從制藥到裝藥是通過皮帶輸送，因炸藥具有一定的粘性，皮帶上的下料刮板是很難把藥刮干凈的，這些附著在皮帶上的藥基本在后倒刮板才能刮下來，這樣在幾次強力擠壓作用下敏化物質(zhì)會被大量破壞而無雷管感度，見表2；另外特別在氣溫較低時，開始時裝藥機和其他設備里的藥溫過低（小于8℃），必須增壓才能擠出來，這樣敏化物質(zhì)也會被大量的破壞而炸藥感度降低，致使爆炸性能達不到標準要求，見表3。

表2 后刮板殘藥的爆炸性能測定值

表3 過冷藥裝藥的爆炸性能測定值

以上這些炸藥基本上都是些失去了過多的敏化物質(zhì)，因而不具備很好的爆炸性能，特別是殉爆值很小，甚至沒有雷管感度。

3.過期報廢藥

乳化炸藥貯存期不長，很易受環(huán)境等因素的影響，爆炸性能迅速下降甚至失效，表現(xiàn)出藥卷發(fā)硬或變軟滲水，主要是由于長期貯存分散相聚結(jié)，乳化膜破裂造成的。這種報廢藥基本上與上述生產(chǎn)在線產(chǎn)生的殘藥性狀相同。

三、回收方法探索分析

根據(jù)上述幾種頭尾廢料性狀，當藥溫下降后，油相含量較高的藥易凝成團；油相含較低的藥易析晶；刮板殘藥和冷藥受擠壓后均有不同程度的破乳現(xiàn)象，易結(jié)塊；過期報廢乳化炸藥也是由于破乳引起的?？傊徽撃姆N廢藥，它們都存在一個共同特點就是成團結(jié)塊。這樣的藥回收處理有一定的難度，因為這些廢藥都可能帶有少量雜質(zhì)和少量的敏化物質(zhì)，從安全方面考慮不可在乳化器前直接加入，但敏化機轉(zhuǎn)速很低、間隙大，加入廢藥攪拌是可行的。若直接加入敏化機內(nèi)，因敏化工藝溫度只有50℃左右，而且連續(xù)式的敏化機攪拌時間不到2分鐘，這樣就很難把結(jié)團的藥通過敏化機與正常的藥攪拌均勻的，必然對產(chǎn)品性能造成影響。為了很好的回收處理這些廢藥，減少不必要的浪費，需要對它們進行預處理，即關(guān)鍵是讓這些藥充分軟化、均勻不結(jié)團、油水相平衡等。

四、回收處理工藝的研究

1.設備選型

要想把一些結(jié)團結(jié)晶的藥充分軟化和混合，就要求設備具有加熱和攪拌功能，公司以前有一臺帶夾層間斷敏化機，可以通熱水或蒸汽來加熱物料。

2.各種廢藥分類

因廢藥來源廣泛，但每天量也不太大，每周只需處理1～2次即可。這就要求頭尾廢藥一定要分類放置，一般按含油量高低進行分類放置。另含有明顯的沖洗水的基質(zhì)要用聚丙烯編織袋裝好放在一個帶有架子的槽中，讓過剩的水漓干。

3.回收處理工藝

3.1廢藥混拌工藝

廢藥混拌基本原則就是把油相含量高與油相含量低的相混合，以達到正常乳化液油相含量值7.5%左右。根據(jù)經(jīng)驗先加入油相含高的，待充分熔融后再加入油相含量低的其他廢藥，這樣就有利于傳質(zhì)和傳熱，有利于提高混合的速度和效果。注意每次加入量不能過多也不能太少約150㎏，剛沒敏化機的螺帶即可，這樣有利于混拌的效果。

3.2廢藥混拌溫度時間試驗

控制6個廢藥混拌試驗溫度及其藥狀態(tài)和混合效果，試驗結(jié)果列于表4中

表4 混拌過程溫度時間對應試驗情況

從以上實驗可看出，廢藥在溫度低于50℃，混合難度大，時間長，而且長時間攪拌很易破乳；在溫度高于60℃時，則油相物質(zhì)很快熔化，部分結(jié)團藥也不能被分散，藥態(tài)變稀變黃，乳膠體系也遭到一定程度的破壞。只有在適當?shù)臏囟认虏拍鼙ＷC混藥效果。

3.3廢藥加入比例及性能測試

由于乳膠是黏稠的體系，如果未包覆的乳膠粒子較少，并零散地分布在包覆好的乳膠粒子中間，那么未包覆好的少量乳膠粒子并不會對乳化炸藥穩(wěn)定性產(chǎn)生十分顯著的影響[1]。廢藥雖進行了混拌，但也有些未包覆好的乳膠粒子，只要量不太大就不會影響正常產(chǎn)品質(zhì)量，關(guān)鍵是確定加入的比例，我們把廢藥按不同比例用人工摻入方式制成了5個樣品及同批的一個正常產(chǎn)品對比，測試結(jié)果見表5。

3.4廢藥摻入工藝

混拌好的廢藥必須及時均勻地摻入到正常生產(chǎn)產(chǎn)品中去，人工加入法的比例和均勻性不好控制，于是設計了一種雙螺旋定量加料裝置，該定量裝置是可變頻調(diào)速，加入比例需根據(jù)生產(chǎn)線產(chǎn)能進行調(diào)整。

表5 加入不同比例的廢藥產(chǎn)品性能情況

五、結(jié)論

乳化廢藥來源廣泛，使用間斷敏化機前要預熱，先加入油相含量高的廢料，有必要也可另加些乳化油相，當這部分藥全部軟化后再加入其他廢藥，但每次總量控制在150㎏左右。始終保持敏化機溫度在50～60℃之間，攪拌時間保證達到20min，但不可超過30min。出料后立即加入廢藥定量料斗里，并調(diào)整好雙螺旋定量頻率，確保加入比例不超過8%。只要嚴格按工藝要求認真操作，就不會影響產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻

[1]黃文堯 . 顏事龍 . 炸藥化學與制造 . 北京： 冶金工業(yè)出版社 . 2009.212.