СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ БЕЗДЫМНЫХ ПОРОХОВ Российский патент 1997 года по МПК C08B5/10 

Изобретение относится к переработке высокомолекулярных веществ, производству лакокрасочной продукции, товаров бытовой химии.

В связи с сокращением вооружений и конверсией оборонной промышленности высвобождается большое количество бездымных (пироксилиновых) порохов, представляющих в этой ситуации отходы, не нашедшие применения. Кроме того, высокие требования, предъявляемые в отношении однообразия баллистических свойств пороха, обусловливают систематическую отбраковку его старых запасов. Согласно данным ассоциации по промышленной утилизации и переработке военно-технических средств в сухопутных войсках высвобождаются десятки тысяч тонн бездымных порохов. Поэтому переработка их в невоенную продукцию представляет собой актуальную проблему народнохозяйственного значения.

Известен способ переработки брака и отходов бездымного пороха, согласно которому их предварительно однообразно смешивают со свежей пороховой массой и вновь перерабатывают в порох, или отходы порохов после измельчения используют как взрывчатое вещество [1]
Наиболее близким изобретению является способ переработки бездымного пороха, содержащего примеси, например, дифениламин, обладающий окрашивающими свойствами. По этому способу порох предварительно обрабатывают этиловым спиртом или другой жидкостью, не растворяющей нитроцеллюлозу, но растворяющей дифениламин и другие примеси, например, горячим слабокислым раствором омыляющим нитроглицерин. После удаления красящих примесей нитроцеллюлозу используют для выделки лаков, искусственной кожи, линолеума [2]
При такой переработке нитраты целлюлозы (НЦ) не изменяют своей исходной вязкости. Вязкость 2%-ных растворов таких НЦ в ацетоне очень высока (6-10^o Энглера), а нитратцеллюлозная пленка недостаточно эластична. Это ограничивает их применение в гражданской продукции. Лакокрасочная продукция, изготовленная на основе таких НЦ, имеет соответственно более низкое качество (худшая адгезия, недостаточная эластичность покрытий, неудовлетворительный внешний вид). Кроме того, происходит потеря такого ценного взрывчатого вещества, как нитроглицерин.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является снижение вязкости раствора НЦ, возможность использования отходов порохов в производстве разнообразной высококачественно лакокрасочной продукции промышленного назначения и товаров бытовой химии.

Задача решается за счет того, что предложенный способ переработки отходов бездымных порохов, включает их измельчение, автоклавную деполимеризацию полученной массы в воде с добавлением азотной или смеси азотной и серной кислот с концентрацией 0,5-1,5% при 120-140^oC, обезвоживание спиртом и использование в рецептуре лакокрасочной продукции, товаров бытовой химии и другой гражданской продукции.

Процесс осуществляется следующим образом. Измельчение бездымных порохов проводят в водной среде, на агрегате, состоящем из двух соединенных последовательно непрерывно-действующих роторных мельниц: подизмельчительной и тонкого помола. Крупные пороха подвергают предварительному дроблению на валковых машинах (дробилках) при постоянном орошении водой (для безопасности).

Измельченную пороховую массу (со степенью измельчения по остатку на сите N 063 до 2,0%) загружают в автоклав при работающей мешалке, в котором предварительно готовят водный раствор азотной или азотно и серной кислот с концентрацией 0,5-1,5% Варку массы в автоклаве ведут при температуре 120-140^oC. Время варки задают в зависимости от требуемой вязкости деполимеризованных НЦ. По окончании варки массу охлаждают, производят отстаивание и сифонирование жидкой фазы, которую перекачивают для повторного использования в емкость-накопитель. Для удаления оставшихся кислот массу промывают водой до нейтральной среды, затем обезвоживают этиловым спиртом до влажности 4-6% и используют взамен коллоксилинов в лакокрасочной продукции и товарах бытовой химии.

Как видно из экспериментальных данных, приведенных в табл. 1, переработка отходов бездымных порохов по предлагаемой схеме (механическое измельчение в мельницах в водной среде с последующей физико-химической деполимеризацией в водном растворе азотно или азотной и серной кислот с концентрацией 0,5-1,5%) обеспечивает получение НЦ с основными физико-химическими и прочностными характеристиками на уровне требований ГОСТ 5936-73. Отличие полученных НЦ от коллоксилинов по большей цветности показывает, что они могут быть использованы взамен коллоксилинов в нитроцеллюлозной лакокрасочной и другой продукции желтого, оранжевого цвета или другой, более темной окраски, а также в случаях, когда цвет продукции не имеет существенного значения.

Данные табл. 1 свидетельствуют также о том, что получение из отходов порохов низковязких НЦ (вязкость менее 1^oЭ) экономически менее эффективно, так при этом существенно снижается производительность процесса (пример 4).

Примеры переработки отходов бездымных порохов (табл.2), результаты испытаний изготовленной гражданской продукции подтверждают высокую техническую и экономическую эффективность предлагаемой технологии. Качество разнообразных видов лакокрасочной и другой продукции, изготовленной с полной или частичной заменой лаковых коллоксилинов на НЦ, полученные переработкой отходов бездымных порохов по предлагаемому способу, не уступает обычной штатной продукции.

Использование: лакокрасочная промышленность, товары бытовой химии. Сущность изобретения: отходы бездымных проходов подвергают механическому измельчению в водной среде. Затем подвергают их автоклавной деполимеразации в водном 0,5-1,5%-ном растворе азотной или смеси ее с серной кислоты при 120-140^oC. Промывают до достижения нейтральной среды. Деполимеризацию проводят до достижения вязкости раствора в ацетоне 1-3^o Энглера. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ переработки отходов бездымных порохов, включающий механическое изменение их в водной среде и последующую варку в водном растворе кислоты, отличающийся тем, что измельченные отходы порохов подвергают автоклавной деполимеризации в водном растворе азотной или азотной и серной кислот с массовой концентрацией 0,5 1,5% при 120 140^oС, а затем промывают водой до достижения нейтральной среды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что автоклавную деполимеризацию пороховых отходов проводят до достижения вязкости их растворов в ацетоне до 1 3^o Энтлера.