Спосіб утилізації пороху і склад композиції для його здійснення

1. Композиція для утилізації пороху, яка використовують гідроксохлорид алюмінію або відрізняє ться тим, що містить неорганічну гідроксохлорид заліза, або гідроксохлорид залізаполімерну сіль металу, вуглекислу сіль лужного алюмінію, або гідроксохлорсульфат алюмінію, або металу, мінерал монтморилонітової або гідроксохлорсульфат заліза, або каолінітової групи та/або бішофіт і воду при гідроксохлорсульфат заліза-алюмінію. наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 5. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що як неорганічна полімерна сіль металу 33,5 - 35,4 вуглекислу сіль лужного металу використовують карбонат натрію або карбонат калію, або вуглекисла сіль лужного металу 8,8 - 9,3 гідрокарбонат натрію, або гідрокарбонат калію. мінерал монтморилонітової або каолінітової 6. групи та/або бішофі т 7,8 - 27,0 Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що як мінерал монтморилонітової або каолінітової групи вода 32,2 - 31,2. використовують бентонітову глину або 2. Композиція для утилізації пороху за п. 1, яка вогнетривку глину, або каолініт, або каолін. відрізняє ться тим, що мінерал C2 2 (19) 1 3 81855 каолінової групи та/чи бішофі т вода 32,2-31,2 Потім порох, що підлягає утилізації, ретельно змішують з приготовленою композицією у співвідношенні 1:1,2-1,5; або 1:1,2-1,5:0,3-0,5: 0,30,9 до повного змочування поверхні пороху. Одержану суміш висушують на відкритому повітрі під накриттям чи у сушильному обладнанні при температурі 20-50°С до вологості 3-5% м.ч. і спалюють на відкритому вогні газового пальника або у термічних пристроях-газових,електричних і т.п. або використовують як висококалорійну добавку до високозольних сортів тверди х палив. Випробування способу обробки проводилось для зразків димного [ГОСТ 1028-71] і бездимного [ТУ У 71-117-165-2001] порохів на основі різних варіантів складу хімічних композицій. Було випробувано різні кількості порохів та співвідношень компонентів хімічних композицій. При спалюванні фіксували: - температуру підпалювання (ініціювання горіння) час горіння; - характер горіння зразків (наявність чи відсутність детонації, характер горіння-миттєвий, повільний, контрольований та безпечний). Зразки були випробувано за фізико-хімічними вимогами ГОСТ 1028-71 та ТУ У 71-117-165-2001. Результати випробувань заносили в таблицю. Приклад 1 Готували композицію (К1) з водного розчину гідроксохлориду алюмінію і вуглекислого натрію у співвідношенні 1,5:0,5м.ч. Приготовлену композицію ретельно змішували з наважкою бездимного пороху у співвідношенні 1,5:1м.ч., висушували у приміщенні на відкритому повітрі при температурі 20-22°С, спалювали на відкритому вогні газового пальника. Результати випробувань заносили у таблицю. Аналогічні композиції були виготовлені на основі розчинів гідроксохлориду заліза, гідроксохлориду заліза-алюмінію, гідроксохлорсульфату алюмінію, заліза, залізаалюмінію з вуглекислим натрієм, вуглекислим калієм, гідрокарбонатами натрію чи калію у різних співвідношеннях. Одержані композиції змішували із зразками димного і бездимного порохів в різних співвідношеннях, висушували на повітрі чи у сушильній шафі до вологості 5% м.ч при температурі 20-50°С і спалювали на відкритому вогні газового пальника чи в електричній печі. Результати випробувань заносили у таблицю. Приклад 2 Готували композицію (К2) з водного розчину гідроксохлорсульфату заліза-алюмінію, вуглекислого калію і монтморилонітової глини у співвідношенні 1,2:0,9:0,3м.ч. Приготовлену композицію ретельно змішували з наважкою бездимного пороху у співвідношенні 1,8:1м.ч., висушували у сушильній шафі при температурі 40°С до вологості 4% і спалювали в електричній печі. Результати випробувань наведені в Таблиці. Аналогічні композиції були виготовлені на основі розчинів таких неорганічних полімерних солей, як гідроксохлорсульфати алюмінію, заліза, залізаалюмінію з вуглекислим натрієм, вуглекислим 4 калієм, гідрокарбонатами натрію чи калію, з монтморилонітовою глиною і каоліном у різних співвідношеннях. Одержані композиції змішували із зразками димного і бездимного порохів в різних співвідношеннях, висушували у сушильній шафі при температурі 30-50°С і спалювали на відкритому вогні газового пальника, чи в електричній печі. Результати випробувань заносили у таблицю. Приклад 3 Готували композицію (К3) з водного розчину неорганічної полімерної солі заліза(гідроксохлориду заліза) і бішофіту- природного розчину хлоридів і сульфа тів кальцію і магнію,- у співвідношенні 1,2:0,5м.ч. Приготовлену композицію ретельно змішували з наважкою димного пороху ν співвідношенні 1,5:1м.ч., висушували у сушильній шафі при температурі 40°С до вологості 15% і спалювали в електричній печі.Результати випробувань наведені в Таблиці. Аналогічні композиції були виготовлені на основі розчинів таких неорганічних полімерних солей, як гідроксохлориди алюмінію, заліза або їх суміші, гідроксохлорсульфати алюмінію, заліза, заліза-алюмінію з бішофітом у різних співвідношеннях. Одержані композиції змішували із зразками димного і бездимного порохів в різних співвідношеннях, висушували у сушильній шафі до вологості 3-5%м.ч. при температурі 30-50°С і спалювали на відкритому вогні газового пальника чи в електричній печі. Результати випробувань заносили у таблицю. 5 81855 6 - температура ініціювання горіння оброблених описаним способом порохів, в залежності від складу композиції, збільшується на 50-90°С; - час горіння оброблених порохів збільшується від 15 сек до 370 сек, що в сотні разів перевищує час горіння вихідних порохів; - характер горіння при відсутності детонації спокійний та контрольований. Також встановлено, що процес горіння оброблених описаними композиціями порохів можна зупиняти шляхом припинення доступу повітря до об"єкту. На підставі результатів випробувань зроблено наступні висновки: І.Час горіння для різних варіантів хімічних композицій зростає: - у 3300-5400 разів для зразків 2-4 димного (ГОСТ 1028-71) пороху; - у 500-10166 разів для зразків 6-8 бездимного (ТУ У 71-117-165-2001) пороху та достатній для застосування оброблених порохів як висококалорійних добавок до високозольних сортів твердих палив. 2. В залежності від складу композицій та співвідношення компонентів зразки оброблених порохів мають різний час підпалювання, характер горіння (спокійний, без детонації") та температури ініціювання горіння (вище на 50-90°С від вихідного), що дозволяє використовувати такий спосіб обробки для утилізації порохів з різними експлуатаційними показниками. Випробування процесу утилізації показали, що : Поставлене завдання вирішується наступним чином: Готують композицію щонайменше з двох компонентів на основі водного розчину неорганічної полімерної солі алюмінію, заліза чи їх суміші, до якої при перемішуванні додають - вуглекислу сіль лужного металу - і/або мінерал монтморілонитової чи каолінової групи, - або водний розчин хлоридів магнію і сульфатів кальцію у певному співвідношенні (наприклад, природний бішофіт) Потім порох, що підлягає утилізації, ретельно змішують з приготовленою композицією у співвідношенні 1:1,2-1,5; або 1:1,2-1,5:0,3-0,5: 0,30,9 до повного змочування поверхні пороху. Одержану суміш висушують на відкритому повітрі під накриттям чи у сушильному обладнанні при температурі 20-50°С до вологості 3-5% м.ч. і спалюють на відкритому вогні газового пальника або у термічних пристроях-газових,електричних і т.п. або використовують як висококалорійну добавку до високозольних сортів тверди х палив. Випробування способу обробки проводилось для зразків димного (ТОСТ 1028-71) і бездимного (ТУ У 71-117-165-2001 ) порохів на основі різних варіантів складу хімічних композицій. Було випробувано різні кількості порохів та співвідношень компонентів хімічних композицій. При спалюванні фіксували: - температуру підпалювання (ініціювання горіння) - час горіння - характер горіння зразків ( наявність чи відсутність детонації, характер горіння - миттєвий, повільний, контрольований та безпечний). Зразки були випробувано за фізико-хімічними вимогами ГОСТ 1028-71 та ТУ У 71-117-165-2001. Результати випробувань заносили в таблицю (див. додаток). Приклад 1. Готували композицію (К1) з водного розчину гідроксохлориду алюмінію і вуглекислого натрію у співвідношенні 1,5:0,5 м. ч. Приготовлену композицію ретельно змішували з наважкою бездимного пороху у співвідношенні 1,5:1 м. ч., висушували у приміщенні на відкритому повітрі при температурі 20-22°С., спалювали на відкритому вогні газового пальника. Результати випробувань заносили у таблицю. Аналогічні 7 81855 композиції були виготовлені на основі розчинів гідроксохлориду заліза, гідроксохлориду залізаалюмінію, гідроксохлорсульфату алюмінію, заліза, заліза-алюмінію з вуглекислим натрієм, вуглекислим калієм, гідрокарбонатами натрію чи калію у різних співвідношеннях. Одержані композиції змішували із зразками димного і бездимного порохів в різних співвідношеннях, висушували на повітрі чи у сушильній шафі до вологості 5% м. ч при температурі 20-50°С і спалювали на відкритому вогні газового пальника чи в електричній печі. Результати випробувань заносили у таблицю. Приклад 2. Готували композицію (К2) з водного розчину гідроксохлорсульфату заліза-алюмінію, вуглекислого калію і монтморилонітової глини у співвідношенні 1,2:0,9:0,3 м. ч. Приготовлену композицію ретельно змішували з наважкою бездимного пороху у співвідношенні 1,8:1 м. ч., висушували у сушильній шафі при температурі 40°С до вологості 4% і спалювали в електричній печі. Результати випробувань наведені в Таблиці. Аналогічні композиції були виготовлені на основі розчинів таких неорганічних полімерних солей, як гідроксохлорсульфати алюмінію, заліза, залізаалюмінію з вуглекислим натрієм, вуглекислим калієм, гідрокарбонатами натрію чи калію, з монтморилонітовою глиною і каоліном у різних співвідношеннях. Одержані композиції змішували із зразками димного і бездимного порохів в різних співвідношеннях, висушували у сушильній шафі при температурі 30-50°С і спалювали на відкритому вогні газового пальника. Чи в електричній печі. Результати випробувань заносили у таблицю. Приклад 3. Готували композицію (КЗ) з водного розчину неорганічної полімерної солі заліза(гідроксохлориду заліза) і бішофіту - природного розчину хлоридів і сульфатів кальцію і магнію, - у співвідношенні 1,2:0,5 м. ч. Приготовлену композицію ретельно змішували з наважкою димного пороху у співвідношенні 1,5:1 м. ч., висушували у сушильній шафі при температурі 40 С до вологості 15% і спалювали в електричній печі. Результати випробувань наведені в Таблиці. Аналогічні композиції були виготовлені на основі розчинів таких неорганічних полімерних солей, як гідроксохлориди алюмінію, заліза або їх суміші, гідроксохлорсульфати алюмінію, заліза, заліза-алюмінію з бішофітом у різних співвідношеннях. Одержані композиції змішували із зразками димного і бездимного порохів в різних співвідношеннях, висушували у сушильній шафі до вологості 3-5% м.ч.при температурі 30-50°С і спалювали на відкритому вогні газового пальника чи в електричній печі. Результати випробувань заносили у таблицю. На підставі результатів випробувань зроблено наступні висновки: 1. Час горіння для різних варіантів хімічних композицій зростає: - у 3300-5400 разів для зразків 2-4 димного (ГОСТ 1028-71 ) пороху 8 - у 500-10166 разів для зразків 6-8 бездимного (ТУ У 71-117-165-2001) пороху та достатній для застосування оброблених порохів як висококалорійних добавок до високозольних сортів твердих палив. 2. В залежності від складу композицій та співвідношення компонентів зразки оброблених порохів мають різний час підпалювання, характер горіння (спокійний, без детонації) та температури ініціювання горіння (вище на 50-90°С від вихідного), що дозволяє використовувати такий спосіб обробки для утилізації порохів з різними експлуатаційними показниками. Випробування процесу утилізації показали, що : - температура ініціювання горіння оброблених описаним способом порохів, в залежності від складу композиції, збільшується на 50-90°С - час горіння оброблених порохів збільшується від 15 сек до 370 сек, що в сотні разів перевищує час горіння вихідних порохів - характер горіння при відсутності детонації спокійний та контрольований Також встановлено, що процес горіння оброблених описаними композиціями порохів можна зупиняти шляхом припинення доступу повітря до об’єкту. № пп Композиція, співвідношення компонентів, % м. ч. 1 1 Композиція К1 Гідроксохлорид 2 алюмінію(ГОХА), : Nа2СО3 1,5:0,5 ГОХА:К 2СО3 1,5:0,5 3 Термі сушки Вид пороху, Темпера год Співвідношенн тура Остато я Порох: сушки, на композиція % °С Волог м. ч. ть % м ч. 2 3 4 Бездимний Бездимний 1:1,5 20-22°С 22, 5% Бездимний 1:1,2 30°С 12, 5% Бездимний 1:1,4 20-22°С 18,5% Бездимний 1:1,3 40°С 9,5, 4% Гідроксохлорсульфат алюмінію(ГОХСА): NaHCO3 6 1,5:0,9 Бездимний 1:1,3 50°С 5,5, 5% Гідроксохлорсульфат залізаалюмінію(ГОХЗА), :КНСО3 7 1,2:0,9 Бездимний 1:1,4 40°С 10,5% Композиція К2 ГОХА:NаНСО3:глина 8 1,5:0,3:0,3 Бездимний 1:1,2 50°С 6,2, 4% Гідроксохлорид заліза(ГОХЗ), Na2CO3 1,8:0,6 4 Гідрокеохлорид алюмінію(ГОХЗА): 5 1,6:0,9 залізаК 2СО3 9 81855 Гідроксохлорсульфат :К2СО 3:каолін 9 заліза(ГОХЗ), 1,5:0.5:0,5 Гідроксохлорсульфат залізаалюмінію (ГОХЗА): 10 NaHCO3:вогнетривка глина 1,3:0,5:0,4 Гідроксохлорсульфат 11 алюмінію(ГОХСА): КНСО3: глина 1,5:0,3:0,2 Композиція К3 Гідроксохлорид 12 алюмінію(ГОХА): Бішо фіт 1,2:0,4 Гідроксохлорсульфат заліза (ГОХЗ), :бішо фіт 1,2:0,9 Бездимний 1:1,5 Бездимний 1:1,4 Бездимний 1:1,3 Бездимний 1:1,5 Бездимний 1:1,6 13 ГОХЗА:бі шофіт 1,5:0,9 Бездимний 1:1,3 14 Гідроксохлорсульфат заліза(ГОХЗ), К2СО 3:бішо фіт 15 1,5:0,5:0,5 Бездимний 1:1,2 ГОХА:бішо фіт 1,5:0,8 Бездимний 1:1,2 16 Гідроксохлорсульфат заліза(ГОХЗ), Nа2СО3:бішо фіт 17 1,5:0,6:0,5 18 Димний Композиція К1 Гідроксохлорид 19 алюмінію(ГОХА), : Na2CO3 1,5:0,5 ГОХА:К 2СО3 1,5:0,5 20 Гідроксохлорид заліза(ГОХЗ), Na2CO3 1,8:0,6 21 Гідроксохлорид 22 алюмінію(ГОХЗА): каолініт 1,6:0,9 Бездимний 1:1,1 Димний 1:1,5 Димний 1:1,2 Димний 1:1,4 залізаК2СО 3: Димний 1:1,3 Гідроксохлорсульфат 23 алюмінію(ГОХСА): NaHCO3 Димний 1:1,3 1,5:0,9 10 відсутність детонації Гідроксохлорсульфат залізаНерівномірне спокійне :КНСО горіння, жовто- 40°C 50°С алюмінію(ГОХЗА), 24 6,5% 270 290с 3 Димний 1:1.4 1,2:0,9 блакитне полум’я, відсутність детонації Композиція К2 Нерівномірне спокійне горіння, блакитне 50°С ГОХА:NаНСО3:глина 300с 4,5, 5% 295 полум’я, відсутність 25 1,5:0,3:0,3 Димний 1:1,2 50°C детонації Рівномірне спокійне Гідроксохлорсульфат 50°С заліза(ГОХЗ), 300 :К2СО315с 4,6, 5% 3:каолін горіння, відсутність 26 Димний 1:1,5 50°C детонації 1,5:0,5:0,5 Гідроксохлорсульфат заліза- Спокійне горіння, 9,5, 30°С алюмінію(ГОХЗА): 305 310с блакитне1:1,4 27 15% Димний полум’я,50°С NaHCO3:вогнетривка глина відсутність детонації 1,3:0,5:0,4 Спокійне горіння, Гідрокеохлорсульфат полум’я жовто28 алюмінію(ГОХСА): КНСО3:блакитне, Відсутність Димний 1:1,3 50°С 50°С глина 1,5:0,3:0,2 8,9,15% 325 295с детонації, при перемішуванні Композиція К3 інтенсивність горіння Гідроксохлорид не підвищується 50°С 29 алюмінію(ГОХА): Бішо фіт Димний 1:1,5 Спокійне горіння, 1,2:0,4 Гідроксохлорсульфат заліза - жовто-блакитне полум’я, Відсутність (ГОХЗ), :бішо фіт 1,2:0,9 7,8, 50°С 315 320с детонації, При 12% перемішуванні 50°С 30 Димний 1:1,6 інтенсивність горіння не підвищується Нерівномірне спокійне 12,5, горіння, жовто50°С ГОХЗА:бі шофіт 1,5:0,9295с 290 15% блакитне полум’я, відсутність детонації Спокійне горіння, 50°С 31 Димний 1:1,3 полум’я жовтоблакитне, Відсутність 50°С 8, 12% 320 300с детонації, при перемішуванні Гідроксохлорсульфат заліза(ГОХЗ), К2СО 3:бішо фіт інтенсивність горіння 32 Димний 1:1,2 не підвищується 50°С 1,5:0,5:0,5 Спокійне горіння, жовто-блакитне 50°С ГОХА:бішо фіт 1,5:0,8 290с 11, 15% 310 полум’я, Відсутність детонації -33 180 0,05 Сполох,детонація 50°С Димний 1:1,2 Нерівномірне спокійне 20-22°С 32, 10% 230 250с горіння, відсутність Гідроксохлорсульфат детонації Nа 34 заліза(ГОХЗ), 2602СО3 :бішофіт Спокійне горіння, 50°С Димний 1:1,1 30°С 1,5:0,6:0,5 12, 5% 165с відсутність детонації Нерівномірне спокійне горіння, блакитне 20-22°С 28, 12% 242 230с полум’я, відсутність детонації Рівномірне спокійне горіння, блакитне 40°С 9,5, 6% 275 245с полум’я, відсутність детонації Спокійне горіння, 50°С 6,5, 5% 295 280с Блакитно-жовте полум’я, відсутність 10, 5% 6,2, 5% 6, 5% 5.5, 5% 4,8, 5% 7,5, 10% 8,9, 15% 7,8, 12% 6,5, 15% 9,8, 12% 6, 15%