一种电控固体推进剂的回收处理方法

本发明属于固体推进剂，具体是涉及一种电控固体推进剂的回收处理方法。

背景技术：

1、可控燃烧固体推进剂是固体含能材料的重要发展方向，在固体火箭发动机推力可调、重复启动中扮演着重要角色，其作为发动机的动力源可显著提高武器的机动性和灵活性。电控固体推进剂作为一种新型电刺激响应型可控燃烧固体推进剂，具有通电燃烧、断电熄灭和燃速随外加电压改变而实时可调的特性，在大型固体火箭发动机、姿轨控发动机、微型整列推力器等领域具有潜在的应用前景。

2、电控固体推进剂因其独特的电控燃烧特性在变推力发动机领域中得到了重视。但是电控固体推进剂的发展尚不成熟，配方及性能需要不断地改进与完善，仍然处于实验室探索研究阶段，离工程应用还有一定的距离。作为一种新型的固体推进剂，在研制过程中需要通过大量的实验探究推进剂的配方和性能，不可避免地会发生推进剂制备失败、性能不满足要求等问题，从而产生大量废弃的电控固体推进剂，即使是配方成熟的电控固体推进剂，因服役期满、生产不达标或内部老化等原因，也会在生产或使用过程中产生大量废弃的电控固体推进剂。

3、由于电控固体推进剂中含有氧化剂、粘合剂和金属燃料，一方面，大量的废弃会导致增加研制成本、资源浪费，另一方面，在外界刺激作用下废弃电控固体推进剂具有燃烧或爆炸的风险，同时，随着环境条件的变化，废弃电控固体推进剂的稳定性会降低，具有更高的危险性。

技术实现思路

1、为克服现有技术中废弃的电控固体推进剂导致成本增加、资源浪费、燃爆风险等问题，本发明提供一种固体推进剂的回收处理方法，实现对废弃电控固体推进剂中的氧化剂、粘合剂和金属燃料的回收再利用。

2、本发明的内容包括一种电控固体推进剂的回收处理方法，包括以下步骤：

3、s1、将待回收的固体推进剂加水溶胀，溶胀温度为25～35℃，溶胀时间为12～72h，固液分离后，得到液体a1和固体b1；

4、s2、将液体a1与有机溶剂混合，固液分离后，得到液体a3和固体d1；

5、s3、将固体b1溶解于去离子水中，溶解温度为65～90℃，固液分离后，得到液体a4和固体c2；

6、s4、将液体a3在温度为50～80℃下进行减压蒸馏，得到回收的氧化剂；

7、s5、将固体d1用有机溶剂洗涤，干燥得到回收的粘合剂；

8、s6、将固体c2用65～90℃热水洗涤后，干燥得到回收的金属燃料。

9、更进一步地，s2包括以下步骤：

10、s2.1、将液体a1离心分离得到液体a2和固体c1；

11、s2.2、将液体a2与有机溶剂混合，固液分离后，得到液体a3和固体d1。

12、更进一步地，s6还包括将固体c1用65～90℃热水洗涤后，干燥得到回收的金属燃料。

13、更进一步地，s2中液体a1与有机溶剂的质量比为1:1000～3000。

14、更进一步地，s5还包括将液体a4进行减压蒸馏后得到固体d2，将固体d2用有机溶剂洗涤，干燥得到回收的粘合剂。

15、更进一步地，s3中固体b1与去离子水的质量比为1:2000～6000。

16、更进一步地，s2中有机溶剂为甲醇、乙醇、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、乙腈、乙酸乙酯中的一种或一种以上的混合物。

17、更进一步地，s4中氧化剂为硝酸盐、高氯酸盐或二硝酰胺铵等水溶性氧化剂中的一种或一种以上的混合物。

18、更进一步地，s5中粘合剂为聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚氧化乙烯或聚醋酸乙烯酯中的一种或一种以上的混合物。

19、更进一步地，s6中金属燃料为铝、硼或钨中的一种或一种以上的混合物。

20、本发明的有益效果：

21、(1)本发明利用电控固体推进剂中氧化剂的水溶性，通过加水溶胀在接近室温的条件下将氧化剂从电控固体推进剂溶解分离出来，避免后续分离金属燃料和粘合剂时加热导致氧化剂被分解等问题，从而不破坏氧化剂的性质，提高了回收过程的安全性和氧化剂的稳定性；

22、利用氧化剂与粘合剂在有机溶剂中的差异，通过将溶胀后得到的液体与有机溶剂混合，实现氧化剂与粘合剂分离，回收得到氧化剂和粘合剂，提高了回收的氧化剂和粘合剂的纯度；

23、利用粘合剂可溶于热水的特性，热水溶解溶胀得到的固体混合物中的粘合剂，分离出粘合剂，得到金属燃料，经过溶胀、热水处理去除氧化剂和粘合剂，提高了回收的金属燃料的纯度；进一步的，还可以再通过减压蒸馏去除分离出的粘合剂中多余的水分和有机溶剂，对这部分粘合剂进行回收利用。

24、(2)本发明实现了电控固体推进剂中氧化剂、粘合剂和金属燃料的安全高效分离回收，安全环保，可以提高废弃电控固体推进剂的利用率，降低推进剂研制过程中成本，实现绿色环保的可持续发展，并且本方法所操作方法简单易行，适合大规模应用。

25、(3)本发明通过对组分的回收利用对废弃电控固体推进剂进行有效、安全、及时的处理，避免废弃的电控固体推进剂在外界刺激下燃烧或爆炸，保证研究、生产和应用的安全性。

技术特征：

1.一种电控固体推进剂的回收处理方法，其特征是，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的电控固体推进剂的回收处理方法，其特征是，s2包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的电控固体推进剂的回收处理方法，其特征是，s6还包括将固体c1用65～90℃热水洗涤后，干燥得到回收的金属燃料。

4.如权利要求3所述的电控固体推进剂的回收处理方法，其特征是，s2中液体a1与有机溶剂的质量比为1:1000～3000。

5.如权利要求1所述的电控固体推进剂的回收处理方法，其特征是，s5还包括将液体a4进行减压蒸馏后得到固体d2，将固体d2用有机溶剂洗涤，干燥得到回收的粘合剂。

6.如权利要求1-5任一项所述的电控固体推进剂的回收处理方法，其特征是，s3中固体b1与去离子水的质量比为1:2000～6000。

7.如权利要求1-5任一项所述的电控固体推进剂的回收处理方法，其特征是，s2中所述有机溶剂为甲醇、乙醇、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、乙腈、乙酸乙酯中的一种或一种以上的混合物。

8.如权利要求1-5任一项所述的电控固体推进剂的回收处理方法，其特征是，s4中所述氧化剂为硝酸盐、高氯酸盐或二硝酰胺铵等水溶性氧化剂中的一种或一种以上的混合物。

9.如权利要求1-5任一项所述的电控固体推进剂的回收处理方法，其特征是，s5中所述粘合剂为聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚氧化乙烯或聚醋酸乙烯酯中的一种或一种以上的混合物。

10.如权利要求1-5任一项所述的电控固体推进剂的回收处理方法，其特征是，s6中所述金属燃料为铝、硼或钨中的一种或一种以上的混合物。

技术总结
本发明公开了一种电控固体推进剂的回收处理方法，属于固体推进剂技术领域。包括以下步骤：S1、将待回收的固体推进剂加水溶胀，溶胀温度为25～35℃，溶胀时间为12～72h，固液分离后，得到液体A1和固体B1；S2、将液体A1与有机溶剂混合，固液分离后，得到液体A3和固体D1；S3、将固体B1溶解于去离子水中，溶解温度为65～90℃，固液分离后，得到液体A4和固体C2；S4、将液体A3在温度为50～80℃下进行减压蒸馏，得到回收的氧化剂；S5、将固体D1用有机溶剂洗涤，干燥得到回收的粘合剂；S6、将固体C2用65～90℃热水洗涤后，干燥得到回收的金属燃料。本发明实现了电控固体推进剂中氧化剂、粘合剂和金属燃料的安全高效分离回收，安全环保。

技术研发人员：何志成,吴建军
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22