一种提取固体云爆剂中黑索金的方法与流程

文档序号:11428106阅读:888来源:国知局

本发明属于含能材料技术领域,具体涉及一种提取固体云爆剂中黑索金的方法。



背景技术:

黑索金(rdx)又名旋风炸药,是一种常用的猛炸药,在众多含能材料中有着广泛的应用。国防工业中用于梯黑铝等炸药,民用生产雷管、导爆索以及制作起爆药胶等。其化学性质稳定,威力极强,是一种综合性能极佳的炸药。

固体云爆剂中的黑索金被石蜡、端羟基聚丁二烯(htpb)等包覆,不容易被有机溶剂直接溶解,造成了提取难度的加大。在已查到的资料中,利用有机溶剂工艺回收固体含能材料中的黑索金,提取率普遍较低,最高提取率为90%。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种提取固体云爆剂中黑索金的方法,解决提取难度大、提取率普遍较低的问题,具有用时少、操作方法简单易行、提取率高的特点。

为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:

一种提取固体云爆剂中黑索金的方法,包括如下步骤:

(1)确定云爆剂中rdx的提取实验工艺,该工艺为超声浸取结晶法;

(2)利用正交试验方法选取超声功率、浸取时间、超声温度、料液比和浸取次数为试验因素,以提取率作为评估指标;

(3)根据各因素的取值选取五因素五水平的正交表(l25(56))确定试验组合,并进行提取试验;

(4)对提取试验数据采用综合平衡法进行分析,选取最佳因素组合工艺;

(5)以最佳因素组合进行步骤(1)的提取试验工艺,重复试验验证,确定最佳工艺。

进一步地,所述提取实验工艺包括如下具体步骤:

(1)粗研:将固体云爆剂研磨为颗粒状;增加接触面积;

(2)浸取:将云爆剂颗粒置于装有浸取剂的容器,放入超声波清洗机中超声、浸取;rdx可溶于丙酮但不溶于石油醚,htpb则溶解性相反,配比合适的浸取剂可以达到使混合体系溶胀的增溶效果,外加上超声作用,破坏云爆剂中rdx的包覆层和三维网格结构,增加溶剂和rdx的接触,更有利于rdx的浸取;

(3)抽滤并旋蒸:将浸取体系减压抽滤,滤液旋蒸得到rdx结晶;丙酮、石油醚沸点均在60℃以下,而rdx的爆发点高达约240℃,此混合溶剂可以保证后期rdx蒸发结晶和干燥过程中的安全性;

(4)洗涤:用丙酮对rdx结晶进行洗涤,抽滤、旋蒸,得到rxd;足量的丙酮洗涤去除杂质;旋蒸回收的丙酮可以循环利用;

(5)干燥:将rxd置于烘箱内烘干。

进一步地,所述步骤(2)中,浸取剂为体积比石油醚:丙酮=2:8的混合溶剂。

进一步地,所述步骤(2)中,超声波清洗机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,其工作方式为底振,超声最大功率可达1200w,超声频率28khz。

进一步地,所述步骤(5)中,干燥温度45-65℃,时间4-6h。

进一步地,所述综合平衡法包括以下分析步骤:

(1)求取每个因素水平的ki和r值,ki为因素的第i水平对评估指标的系数和;r为极差,r=max{ki}-min{ki};

(2)根据ki值确定优选水平,其中对于越大越优的指标选取对应列的最大值所对应的水平;

(3)根据r值确定主次顺序,其中,r值越大表示影响越大,r值越小表示影响越小,得到最佳因素组合工艺。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明一种提取固体云爆剂中黑索金的方法,实现了云爆剂中黑索金的安全高效提取,黑索金的提取率最高可达99%。并且本方法所需的均为常见试剂和仪器,操作方法简单易行。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

首先,确定云爆剂中rdx的提取实验工艺,包括粗研、浸取、抽滤并旋蒸、洗涤、干燥,举例如下:

称取2g云爆炸药置于锥形瓶,用移液管量取定量混合溶剂(石油醚:丙酮=2:8,体积比),将锥形瓶置于超声波清洗机恒温水浴槽中超声,抽滤后将滤液蒸干得rdx结晶,将rdx结晶后用足量的丙酮洗涤去除杂质后,抽滤并收集滤液蒸干得到提纯后的rdx结晶,置于60℃烘箱内干燥5小时后,采用称重法计算rdx的回收率。

然后,利用正交试验方法选取超声功率、浸取时间、超声温度、料液比和浸取次数为试验因素,以提取率作为评估指标。

根据正交表(l25(56))确定试验组合,超声功率排在第1列,浸取时间排在第2列,温度排在第3列,料液比排在第4列,浸取次数排在第5列,空列为第6列,并进行提取试验;确定最佳因素组合工艺并验证最佳工艺。

将超声功率、浸取时间、超声温度、料液比和浸取次数作为试验因素,构建因素水平表如下表所示。

因采用五因素五水平的正交试验,同时存在一空列,故采用(l25(56))正交表,正交表1-6列分别安排:超声功率(a)、浸取时间(b)、超声温度(c)、料液比(d)、浸取次数(e)和空列(f)。对每个组合工艺进行提取试验,采用综合平衡分析法对数据进行处理,结果如下表所示。

由表中r值可得,以极差作为工艺优化判定依据得出各试验因素的影响程度为:超声功率>浸取时间>超声温度>料液比>浸取次数,因为r值越大,说明此因素对实验影响也越大。再结合ki值的大小,根据表中ki的数据,优选的最佳工艺为:a1b4c1d1e3,而考虑实际操作中节约高效,将e3改为e1,即浸取次数由3次改为1次,选取最优工艺a1b4c1d1e1是比较合适的,即超声功率960w,浸取时间60min,超声温度40℃,料液比1/25,浸取次数1次。

由以上可得,采用料液比1/25,在40℃条件下,以960w功率超声并浸取60min为最佳工艺,而正交试验组合中不包含此组因素组合工艺,需对该最佳工艺进行验证实验,验证最佳工艺实验结果见下表。

表中数据显示,三组验证实验的提取率均在97%以上,高出现有技术中的提取率,证明该最佳工艺是合理的。本发明一种提取固体云爆剂中黑索金的方法,操作方法简单易行,实现了云爆剂中黑索金的安全高效提取。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

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