本发明涉及固体含能材料的安全处理技术领域。
背景技术：
高氯酸铵是一种常用的氧化剂，在众多含能材料中有着广泛的应用，国防工业中用于生产推进剂等火炸药，民用生产镂刻剂、防雹剂等。高氯酸铵性质活泼，与还原剂、易燃物和金属粉末等混合会发生爆炸。
固体云爆剂是一种富含燃料的高爆炸药，固体云爆剂是针对液固复合云爆剂的不足而研制的，液固态云爆剂具有一定的流动性，各组分间密度差较大，装填于弹体中，在运输和储存过程中容易出现质心偏移，影响弹道精度和爆炸性能稳定。固体云爆剂以固态的混合药剂装填于战斗部中，形成了固相、气相的两相燃料空气炸药，其作用机制和爆炸性能保持不变，但精度和稳定性得到提高，便于生产、运输、储存等，是未来广泛使用的主要武器之一。
固体云爆剂主要由氧化剂、可燃剂、敏化剂、钝感剂等组成。高氯酸铵（AP）是固体云爆剂中常用的氧化剂，所占比例为5～15%。可燃剂在固体云爆剂中又是还原剂，常用金属粉，如铝粉。在固体云爆剂中加入敏化剂是为了调节混合物的敏感度，使之能顺利起爆，并且使爆轰性能稳定等。固体云爆剂中氧化剂、可燃剂、敏化剂等被钝感剂包覆，以降低云爆剂的机械感度，提高安定性。
固体云爆剂贮存过期，需要进行安全、环保的回收处理。高氯酸铵易溶于水，可以对其进行水溶解回收。固体云爆剂中高氯酸铵由于被钝感剂石蜡、HTPB等包覆，不容易被水直接溶解。
现有技术有利用水煮工艺来回收固体含能材料中的高氯酸铵，最终提取率在85%～90%之间，但是其水温较高，需要加热到80℃左右，对于固体云爆剂来说，操作安全性较差，且该方法提取时间通常需要数小时以上，提取效率低。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种固体云爆剂中高氯酸铵的安全提取方法，采用空化-阴离子表面活性剂对固体云爆剂进行水溶解，能够在较低温度回收固体云爆剂中高氯酸铵，提取时间明显减短，提取效率显著提高，具有更高的提取率，操作安全，易于控制和实施。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种固体云爆剂中高氯酸铵的安全提取方法，包括
S1、将含高氯酸铵的粉末状固体云爆剂与一定量的水、表面活性剂混合均匀，其中所述表面活性剂的用量为所述固体云爆剂重量的1%～4%；
S2、在室温，用超声波提取装置对所述混合料液进行超声提取，高氯酸铵被提取到水溶液中；
所述表面活性剂为磺酸钠阴离子表面活性剂。
阴离子表面活性剂从结构上分为羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐四大类，磺酸钠阴离子表面活性剂属于磺酸盐阴离子表面活性剂，其又包括脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂、芳基或脂肪醇醚类磺酸盐表面活性剂、脂肪酸(酯)磺酸盐表面活性剂、烷基苯磺酸盐表面活性剂等。
本发明优选十二烷基苯磺酸钠或丁二酸二异辛酯磺酸钠阴离子表面活性剂。
作为本技术方案的优选实施方案，所述S1中，固体云爆剂与水的质量比为1:2～4。
进一步地，为获得较好的提取率，S2中超声提取时间不低于20min。
进一步优选的，所述S1中，固体云爆剂与水的质量比为1:3，S2中超声提取时间为35～50min。
S2中超声波提取装置对所述混合料液进行超声提取的功率为300～800W，超声频率为28KHz。
可选的，所述S2在室温进行超声提取。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明方法用阴离子表面活性剂和超声波提取高氯酸铵，利用超声波具有的机械效应、空化效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取固体云爆剂中高氯酸铵，尤其是利用空化效应造成固体云爆剂中钝感剂石蜡、HTPB等对高氯酸铵的包覆层和三维网格结构的破裂，有效增加水和高氯酸铵的接触，能够实现在常温回收固体云爆剂中高氯酸铵，提取时间明显减短，由数小时缩短至几十分钟，提取效率显著提高，同时高氯酸铵提取率能够进一步提高达98%，操作安全，简单易行。
附图说明
图1是本发明方法实施例中高氯酸铵提取的工艺流程图。
具体实施方式
为解决现有技术固体云爆剂中高氯酸铵（AP）提取效率低、提取温度高、安全性低等技术问题，本发明公开了一种固体云爆剂中高氯酸铵的安全提取方法，采用空化-阴离子表面活性剂对固体云爆剂进行水溶解，能够在常温回收固体云爆剂中高氯酸铵，提取时间明显减短，提取效率显著提高，具有更高的提取率，操作安全，易于控制和实施。
下面举实施例1-21对本发明方法作进一步详细说明。
各实施例采用青岛维斯特电子净化设备有限公司生产的SW-1024S标准单槽超声波清洗机作为超声波提取装置，其工作方式为底振，超声最大功率可达1200W，超声频率为28KHz。
各实施例所用固体云爆剂样品均为某 固体云爆剂制品，钝感剂组分包括石蜡、HTPB（端羟基聚丁二烯）。
各实施例的操作步骤相同，参见图1，具体为：称取一定量的固体云爆剂至于石英研磨钵中，计入少量蒸馏水研磨至均匀的细小粉末，置于50ml锥形瓶中，加入阴离子表面活性剂和蒸馏水后放入前述超声波提取装置的超声水浴槽中，在不同时间下抽取提取后溶液过滤、进行滴定测试，计算高氯酸铵提取率。
提取后溶液中高氯酸铵的含量采用甲醛滴定法测试，甲醛与高氯酸铵反应后生成H+，用NaOH溶液滴定反应液后可定量计算提取出高氯酸铵的含量，再由所用固体云爆剂的技术指标计算云爆剂中高氯酸铵的含量，由此得到高氯酸铵的提取率。
各实施例中表面活性剂用量、提取时间、温度等控制参数及提取后溶液的滴定结果、以及计算所得高氯酸铵的提取率见下表1-7。其中表面活性剂的用量以其占固体云爆剂重量的百分数表示。
其中实施例1-9所用阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，实施例10-18所用阴离子表面活性剂为丁二酸二异辛酯磺酸钠，实施例1-3、9-12超声波提取装置设置超声功率为300W，实施例4-6、13-15超声波提取装置设置超声功率为500W，实施例7-9、16-18超声波提取装置设置超声功率为800W。
实施例19-21分别采用不同的料液比，表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，其余详细参数如下表7。
随着料液比的增加，AP的提取率有提高。虽然水溶剂价廉易得，但是溶剂增加不利于AP结晶，耗能增大，溶剂太少则会导致溶解不充分，并且会导致抽滤损失增大。考虑节能高效的条件，选取1:3作为合适的料液比，此条件下AP能较为充分的被提取并有利于AP结晶。
由以上实施例对比可知，温度对提取率的影响很小，优选提取高氯酸铵的磺酸钠阴离子表面活性用量范围为1%～4%，提取时间为30～50min。按此方案分离固体云爆剂中的高氯酸铵，提取率可达94%以上。
以上对本发明方法进行了详细介绍，本发明中应用具体个例对本发明的实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可对本发明进行若干改进，这些改进也落入本发明权利要求的保护范围内。