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超细HMX 悬浮液沉降性研究

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Ξ超细HM X 悬浮液沉降性研究韩爱军,叶明泉,白华萍,李凤生,韩　芳(南京理工大学化工学院,江苏南京　210094)摘要:根据超细炸药HM X (奥克托今)悬浮液的性质,以及凝聚和絮凝作用机理,研究了凝聚剂、絮凝剂单组分及复合使用时对悬浮液沉降性的影响,并对不同的方案进行了比较。

关键词:超细炸药;悬浮液;凝聚;絮凝;沉降速度中图分类号:TQ 560.7;TQ 028.5 文献标识码:A 文章编号:100727812(2000)0120050203Study on the Subsidence Property of Superf i ne H M X Suspen sionHAN A i -jun ,Y E M i ng -quan ,BA I Hua -p i ng ,L I Feng -sheng ,HAN Fang(N anjing U niversity of Science and T echno logy ,N anjing 210094,Ch ina )Abstract :　O n the basis of the p roperty of superfine exp lo sive HM X su spen si on and m echan is m s of agglom erati on &coagu lati on ,influences of differen t agglom eran ts and coagalan ts u sed alone o r comp lex ly on the sub sidence p roperty of superfine HM X su spen si on are studied ,thu s differen t u sing w ays are compared .Keywords :　Superfine exp lo sive ;Su spen si on ;A gglom erati on ;Coagu lati on ;Sub sidence rate引 言炸药HM X 在水中超细粉碎后形成的超细微粒在水中浓度较高,粒子相互团聚,靠自身的重力在较短时间内容易沉降,但随着沉降的进行,超细炸药微粒在水中的浓度不断降低,逐渐形成了较为稳定的悬浮液,沉降非常缓慢,给超细HM X 的生产造成困难。

因此,本文将对超细炸药悬浮液沉降性问题进行研究与探索。

1　凝聚和絮凝作用机理超细HM X 微粒在水中,由于微粒的粒度级细(D 50<5Λm ),同时带有同性电荷形成布朗运动,因此,形成的悬浮液较为稳定。

本文拟通过选择合适的凝聚剂或絮凝剂,利用凝聚或絮凝作用来破坏分散体系的稳定性,使超细微粒快速完全沉降。

凝聚作用是在悬浮液中加入无机电解质,通过电性中和,压缩双电层,减少微粒间的排斥能,解除布朗运动,使微粒能够靠近接触而聚集在一起。

絮凝作用是加入带有许多能够吸附微粒的有机官能团的线性高分子化合物,通过架桥作用将许多超细微粒聚集在图1　不同浓度的聚合氯化铝对悬浮液的沉降曲线一起,形成较大体积的松散絮团,加速沉降[1,2]。

在本文的研究中选用了几种典型的无机凝聚剂,如明矾、明胶、聚合氯化铝,及有机絮凝剂如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠等。

由于超细粒子在水中浓度较高时易沉降,本文以浓度为0.2%的超细HM X 均匀分散系为研究对象。

当发生凝聚或絮凝作用时,悬浮液浊度发生变化,悬浮液的浊度用GD S 23B 光电型浊度仪来测定,浊度变化大且最后稳定值小,则沉降速度快且沉降完全。

2　凝聚剂和絮凝剂的选择2.1　单一凝聚剂或絮凝剂对超细HM X 微粒悬浮液沉降性的影响凝聚剂明矾、明胶、聚合氯化铝溶液及絮凝剂聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠溶液的浓度为0.5%,使用05火炸药学报第1期　2000年Ξ收文日期:1999-04-09量为悬浮液的0.1%(溶液体积比),分别加入超细HM X 微粒的悬浮液中,快速搅拌,使之与超细微粒充分混合接触,然后缓慢搅拌2m in ,以避免破坏已形成的絮团[3],观察悬浮液浊度值的变化。

结果表明,经明矾、明胶、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠处理后的超细HM X 悬浮液在搅拌停止30m in 后依旧浑浊,浊度值变化小,凝聚或絮凝效果差,超细HM X 微粒沉降速度慢,而经聚合氯化铝处理过的超细HM X 悬浮液,沉降效果较为明显。

利用不同浓度①0.1%;②0.5%;③1%;④2%的聚合氯化铝溶液对超细HM X 悬浮液进行处理,结果如图1所示(清水的浊度为18.7)。

可以看出,0.5%的聚合氯化铝溶液对超细HM X 悬浮液的凝聚效果较好。

2.2　凝聚剂与絮凝剂的复合使用对超细HM X 微粒悬浮液沉降性影响1)0.5%聚合氯化铝溶液加明矾溶液。

试验分三组进行:①0.5%聚合氯化铝溶液中加0.1%明矾溶液;②0.5%聚合氯化铝溶液加0.5%明矾溶液;③0.5%聚合氯化铝溶液加1%明矾溶液,分别对0.2%的超细HM X 悬浮液进行处理,每种凝聚剂或絮凝剂加入量为悬浮液的0.1%(溶液体积比)。

先加入聚合氯化铝溶液,快速搅拌2m in ,再加入明矾溶液,继续快速搅拌2m in ,然后缓慢搅拌2m in 后停止,观察悬浮液浊度值的变化,结果如图2所示。

可以看出,0.5%聚合氯化铝溶液加0.5%明矾溶液组合,效果较好。

图2　聚合氯化铝溶液与不同浓度的明矾溶液组合对悬浮液的沉降曲线2)0.5%聚合氯化铝溶液加聚丙烯酰胺溶液。

试验分四组进行:①0.5%聚合氯化铝溶液加0.01%聚丙烯酰胺溶液;②0.5%聚合氯化铝溶液加0.05%聚丙烯酰胺溶液;③0.5%聚合氯化铝溶液加0.1%聚丙烯酰胺溶液;④0.5%聚合氯化铝溶液加0.2%聚丙烯酰胺溶液,按上述同样加入量和方法对0.2%的超细HM X 悬浮液进行处理,结果如图3所示。

可以看出0.5%聚合氯化铝溶液加0.01%聚丙烯酰胺溶液组合效果较好。

3)0.5%聚合氯化铝溶液加聚丙烯酸钠溶液。

试验分三组进行:①0.5%聚合氯化铝溶液加0.01%聚丙烯酸钠;②0.5%聚合氯化铝溶液加0.05%聚丙烯酸钠溶液;③0.5%聚合氯化铝溶液加0.1%聚丙烯酸钠溶液,按上述同样的加入量及方法分别对0.2%的超细HM X 悬浮液进行处理,结果如图4所示。

可以看出,0.5%聚合氯化铝溶液加0.01%聚丙烯酸钠溶液组合,效果较好。

4)凝聚剂与絮凝剂复合使用时的加入顺序。

以0.5%聚合氯化铝溶液加0.01%聚丙烯酰胺溶液组合为例,分二组进行:①0.5%聚合氯化铝溶液加0.01%聚丙烯酰胺溶液;②0.01%聚丙烯酰胺溶液加0.5%聚合氯化铝溶液,按上述同样的加入量和方法对超细HM X 悬浮液进行处理,结果如图5所示。

可以看出,先加入聚合氯化铝溶液组沉降效果较另一组好。

图3　聚合氯化铝溶液与不同 图4　聚合氯化铝溶液与不同 图5　聚合氯化铝溶液与聚丙 浓度的聚丙烯酰胺溶液浓度的聚丙烯酸钠溶液烯酰胺溶液加入顺序对组合对悬浮液的沉降曲线组合对悬浮液的沉降曲线悬浮液的沉降曲线15第1期火炸药学报25火炸药学报2000年3　分析与讨论1)对于0.2%的超细HM X悬浮液,如用单一试剂进行处理,则以无机凝聚剂聚合氯化铝效果较好,它不仅有电性中和作用,而且有吸附架桥作用,形成多核羟基络合物[3],包裹超细HM X微粒沉降下来。

2)无机凝聚剂与有机絮凝剂的性能各有利弊,无机凝聚剂凝聚作用慢,絮团含水率低,有机絮凝剂絮凝速度快,絮团含水率高,将两种试剂配合使用,可以获得良好的效果,不仅超微粒沉降时间短,而且滤渣含水率低[4]。

从实验可以看出,0.5%聚合氯化铝溶液加0.5%明矾溶液;0.5%聚合氯化铝溶液加0.01%聚丙烯酰胺溶液;0.5%;聚合氯化铝溶液加0.01%聚丙烯酸钠溶液复合使用,对超细HM X悬浮液沉降效果较好。

考虑到沉降的完全性,0.5%聚合氯化铝溶液加0.01%聚丙烯酸钠溶液复合使用时,在停止搅拌10m in后,悬浮液浊度值最低(约为21.5),沉降效果最佳。

3)凝聚剂与絮凝剂复合使用时的加入顺序不同,其效果不一样。

对于0.2%超细HM X悬浮液,先用价格低廉的无机凝聚剂降低HM X微粒的电荷,使之逐渐形成能够自由沉降的悬浮物,然后再加入高分子絮凝剂,使形成大块絮团,以加速沉降和过滤速度,这样才能取得较好的技术经济效果。

对超细HM X沉降处理前后的爆速及差热分析值进行比较,结果表明经沉降处理后的超细HM X 理化性能没有发生变化。

〔　参　考　文　献　〕〔1〕　梁为民.凝聚与絮凝〔M〕.冶金工业出版社,1987,12.〔2〕　顾夏声,黄铭荣,王占先.水处理工程〔M〕.清华大学出版社,1985,9.〔3〕　[英]L.斯瓦罗夫斯基.固液分离〔M〕.化学出版社,1990,4.〔4〕　T.佐藤,R.J鲁赫.聚合物对胶体分散体稳定性的影响〔M〕.科学出版社,1988,1.〔5〕　刘志建,等.制备亚微米炸药的新方法〔J〕.火炸药学报(原火炸药),1996,19(4):12.(上接第55页)仍采用这种金属固体颗粒和液体燃料组分,改变其固、液混合燃料介质内液态燃料组分细观尺度范围。

由固、液燃料组分重量比为1∶1和固、液实体密度可算出单位体积FA E介质中金属固体颗粒组分的实体体积为23%,N S=0.55×1012,S p a=1.22×10-4m,FA E混合燃料中液态燃料的平均尺度为1.02×10-4m,是固体颗粒组分平均尺度的5倍。

5　结论1)本文给出了FA E混合燃料中球形金属固体颗粒尺寸为随机分布情况下混合燃料细观结构的分析方法。

讨论了FA E混合燃料准饱和状态的组分比例,金属固体粒度分布规律。

2)改变金属固体颗粒尺寸分布规律或者改变燃料组分比例,都可以使FA E混合燃料介质的细观结构发生变化。

在本文给出的分析实例中,当固、液燃料组分重量比为1∶1时,FA E混合燃料介质内液体燃料的细观尺度大约是固体燃料平均尺度的5倍。

〔　参　考　文　献　〕〔1〕　惠君明,等.提高FA E威力的研究( )〔J〕.南京理工大学学报,1995,19(5):472-476.〔2〕　蒲加顺,等.多元混合燃料分散爆轰研究〔J〕.火炸药学报,1998,21(1):1-5.〔3〕　L ouis L avo ie.Fuel2A ir Exp lo sives,W eapons,and Effects〔J〕.M ilitary T echno logy,1989,(9):64-70.〔4〕　张奇.工程爆破动力学分析及其应用〔C〕.北京:煤炭工业出版社,1998,52.。

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HMX的合成与应用研究现状

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HMX的合成与应用研究现状张帅（中北大学化工与环境学院太原030051）摘要HMX即奥奥克托金,是最重要的含能材料之一，广泛应用于各种推进剂和炸药，其各种性能比高于梯恩梯（TNT）和黑索金（RDX），是目前在用的综合性能极高的炸药，但是由于成本昂贵，暂时只用于高级的战斗机械上。

若欲使HMX被广泛应用，就必须改进合成制备技术，降低生产成本，提高出产率。

作为一种新型的优质炸药，HMX的适用范围还有很大的发展空间，所以目前人们仍旧在探索着未发现的功能。

关键词HMX 合成制备单质炸药爆炸参数存储模型燃烧产物The Research of Synthesis andApplication about HMXZhangshuaiThe North Universityof China，School of Chemical Engineering and Environment，Taiyuan 030051，ChinaAbstract HMX (octagon）is the most importantof the Energetic Materials,widely used in various propellants and explosives, its performance higher than TNT and RDX .it is present inwith the overall performance of high explosives.But the high cost of being only for advanced combat machinery. If the government would HMX are widely used synthetic preparation techniques must be improved toreduce production costs, and improve the producing rate. As a new type of high-qualityexplosives, of HMX scope of application, there is still much room for development, sopeople are still exploring the undiscovered.Keywords HMX synthesis and preparation single explosive explosion parameter store model combustion products前言奥克托金（HMX），也称奥克托今、奥托金，是一种猛（性）炸药，是现今军事上使用的综合性能最好的炸药。

撞击流法制备超细HMX中撞击压力和次数对颗粒度的影响

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国防工 业 出版社 ，０ ２ ２０ ．
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６ ． １
减小到 ２ ７ ２ ｎ ７ ． ｍ。这首 先 是 由于在撞 击 压力 的作 用
下 ， ＭＸ的 悬 浮 液 产 生 运 动 ， 浮 液 中 的 ＨＭＸ颗 粒 之 Ｈ 悬
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ｓ ａｃ ｔｔｓａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｒｎ ｓｏ ａ ｏ ｔｒｍａｅ ｉ ｅ ｒｈ ｓａｕ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｅ ｄ ｆｎ ｎ ｍｅｅ ｔｒ ｔ －
撞 击 流 法 制 备 超 细 ＨＭＸ 中撞 击 压 力 和 次 数 对 颗 粒 度 的影 响
何得昌 陈 ， 潜， 蜻 谭
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作者 简 介 ： 得 昌 （９ ３一） 男 ， 何 １６ ， 高级 工程 师 ， 事材 料科 学 与 从 应用研 究 。ｅｍａ ： ｅ ｅｈ ｎ ＠ｂｔｅｕ ｃ — ｉ ｈｄ ｃ ａｇ ｉ ｄ ．ａ ｌ ．
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何 得 昌等 ： 撞击 流 法制备 超细 ＨＭＸ中撞击 压 力和次 数对 颗粒 度 的影 响
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第 １ ２卷
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离子液体存在下重结晶制备降感HMX

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化 。此 法 重 结 晶 球 形 化 ＨＭｘ 的 理 想 温 度 为 ６ ９～
７ １。 Ｃ， 温度 大于 ７ ５℃时 ， ＨＭ×会剧 烈分 解 ， 温度 低 于 ６ ０ ｏ （ ＝ ， 晶体则 会 呈多边 形 ， 球形 度 不高 ， 并且 溶 剂 消耗 量大 ， 成 本 高 。但 是 由 于 结 晶温 度 的 升 高 ， 晶 体 缺 陷
将 松装 堆积 密度 提 高 １ ３ ％ 以上 ， 力 学性 能 也得 到 了 明 显 改善 。此 法 的重 点 在于 溶 液 过 饱 和度 的控 制 ， 反 映 在 溶剂 一 非 溶剂 法 中则 为非溶 剂 的加入 速率 控制 。 喷 射 结 晶 法 。 王 晶 禹 采 用 二 甲 基 亚 砜 （ ＤＭＳ Ｏ） 作为 ＨＭｘ的溶 剂 ， 水 为非 溶剂 隋性 液体 ， 在 溶解 温 度 ６ ５。 Ｃ， 流体介质喷射压力 ０ ． ４ ＭＰ ａ下 得 到 了０ ． ６ ２～ １ ． １ ０ ｐ ， ｍ 近 似球形 的 Ｈ Ｍｘ。喷射 结 晶法 实
（ ［ ｍｉ ｍＢ Ｓ Ｏ３ Ｈ］ Ｎ Ｏ ） 、 三乙胺硝酸盐 （ ［ Ｅ ｔ ＮＨ］ Ｎ Ｏ， ） 、 丁磺 酸 三 乙 胺 硝 酸 盐 （ ［ Ｅ ｔ ＮＢ Ｓ Ｏ Ｈ］ ＮＯ ） 为 晶型助剂 ， 丙酮 、 环 己 酮 为 溶 剂， 采 用溶剂一 非 溶 剂 法 重 结 晶制 备 降感 ＨＭｘ。结 果 表 明 ， 在离子 液体 ［ ｍｉ ｍＢ Ｓ Ｏ Ｈ］ ＮＯ （ 质 量为 Ｈ ＭＸ的 １ ． ５ ％） 存 在的 条件下 ， 以环 己酮 为溶 剂 ， 在６ ０ ｏ （ 二 ， 搅拌 速度 ７ ５ ０ ｒ ・ ｍｉ ｎ 条件下对 Ｈ ＭＸ重 结 晶 可 使 Ｈ ＭＸ晶 体 趋 于 球 形 化 。 所 得 Ｈ Ｍｘ晶 体 表 面 光 滑 ， 边缘整齐 ， 热分解峰温提高到 ２ ８ ８ ｃ Ｃ， 撞击 感度 ４ ％。 关 键 词 ：物 理 化 学 ；奥克 托今 （ ＨＭＸ ） ； 降 感 ；重 结 晶 ； 离 子 液 体 中图 分 类 号 ：Ｔ Ｊ ５ ５ ；Ｏ６ ４ 文献标识码 ： Ａ ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ９ ９ ４ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． Ｏ ０ １
超细尾砂充填料浆絮凝沉降特性与浓密机理研究

超细尾砂充填料浆絮凝沉降特性与浓密机理研究

超细尾砂充填料浆絮凝沉降特性与浓密机理研究超细尾砂充填料浆絮凝沉降特性与浓密机理研究摘要：本文研究了超细尾砂充填料浆在加入絮凝剂后的沉降特性及浓密机理。

实验测定了不同浓度的絮凝剂添加对浆料絮凝时间、终点浓度和沉降速度的影响。

结果表明，随着絮凝剂浓度的增加，浆料的絮凝时间逐渐缩短，其终点浓度和沉降速度逐渐增加。

同时，利用电导率法和阴离子交换树脂法对浆料中悬浮固体和溶解离子进行了分析，识别出了浆料中的主要离子成分及其浓度，从而深入了解了絮凝剂对浆料絮凝的作用机理。

在此基础上，建立了一种基于自然法相沉降的浓密机理模型，并通过实验数据验证了该模型的准确性。

本研究为超细尾砂充填料浆的结构优化和工艺参数控制提供理论基础和实验依据。

关键词：超细尾砂；充填料浆；絮凝剂；沉降特性；浓密机理研。

介绍：超细尾砂作为一种重要的充填材料，应用广泛。

但其在使用过程中存在着结构不紧密、泥化困难、干燥收缩等问题。

为此，研究超细尾砂充填料浆的絮凝沉降特性及浓密机理，对于解决这些问题具有重要意义。

材料和方法：本研究选取了超细尾砂作为研究对象，加入不同浓度的絮凝剂，分别测定其絮凝时间、终点浓度和沉降速度，并通过电导率法和阴离子交换树脂法对浆料中的悬浮固体和溶解离子进行分析。

结果和讨论：实验结果表明，随着絮凝剂浓度的增加，浆料的絮凝时间逐渐缩短，其终点浓度和沉降速度逐渐增加。

电导率法和阴离子交换树脂法分析表明，加入絮凝剂后，浆料中的主要离子成分发生了变化，产生了新的离子组合形式，进而导致了浆料的絮凝现象。

基于此，本研究建立了一个基于自然法相沉降的浓密机理模型，可以很好地模拟和解释浆料的沉降特性。

结论：本研究深入研究了超细尾砂充填料浆的絮凝沉降特性及浓密机理，为其结构优化和工艺参数控制提供了理论基础和实验依据。

在实际生产中，可以根据所得到的结果进行合理调整，以提高超细尾砂充填料浆的使用效果和应用价值。

本研究对超细尾砂充填料浆的絮凝沉降特性及浓密机理进行了深入研究，结果表明加入适量的絮凝剂可以改善超细尾砂充填料浆的结构，提高其稠度和固体含量，从而提高其应用效果和使用价值。