Защита окружающей среды в производстве порохов и твердых ракетных топ

Технологией предусматриваются следующие опера­ ции:

подготовка древесных и растительных отходов (дробление);

обезвоживание осадков в естественных условиях; мелкое дробление смеси осадка сточных вод

(ОСВ) с древесно-растительными отходами (ДРО); гомогенизация смеси ОСВ+ ДРО; обезвоживание на иловых площадках (дренаж,

испарение, вымораживание); обработка смеси ОСВ+ ДРО по. "фрезерной тех­

нологии"; обеззараживание смеси методом термической об­

работки.

Полученный материал может использоваться в качестве удобрения и топлива.

Утилизация твердых отходов

Разработаны системы утилизации основных видов твердых производственных отходов.

Полимерные отходы — полиэтилен, поливи­ нилхлорид, полипропилен и другие — используются как повторное сырье для изготовления пленок, та­ ры и других изделий народнохозяйственного назна­ чения.

Такие отходы, как картон, бумага, мешки и дру­ гие текстильные отходы утилизируются в качестве наполнителя листовых кровельных материалов на основе различных каучуков и резин. Разработаны композиции таких материалов и технология их из­ готовления.

Технология изготовления кровельных листовых материалов с наполнителями состоит из следующих операций:

измельчение отходов;

смешение полимерной каучуковой основы с на­ полнителями и другими компонентами;

формование листового материала на вальце-ка- ландровом оборудовании.

Хранение или захоронение некоторых видов твер­ дых отходов может осуществляться на специальной площадке. На площадку хранения (захоронения) по­ ступают вредные отходы, которые не могут быть уничтожены сжиганием с нейтрализацией токсич­ ных продуктов сгорания или другим экологически приемлемым способом.

Глава 6

ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ УСТАРЕВШИХ ПОРОХОВ И ТОПЛИВ

В последние годы перед предприятиями специаль­ ной химии поставлена серьезная задача, связанная с необходимостью утилизации значительного количе­ ства устаревших порохов, ТРТ и зарядов из них, а также РДТТ ракетных систем, подлежащих ликви­ дации в соответствии с международными договора­ ми об ограничении наступательных стратегических вооружений (СНВ-1, СНВ-2).

Как и при производстве порохов и ТРТ, при их ликвидации (утилизации) экологическую опасность представляют выбросы в атмосферу, промышленные стоки, технологические отходы, продукты горения и взрыва. Поэтому обеспечение экологической безо­ пасности процессов ликвидации (утилизации) поро­ хов, ТРТ и зарядов из них является серьезной про­ блемой.

Уничтожение порохов и зарядов традиционными методами путем сжигания на полях, открытых стен­ дах или подрыва на специальных полигонах сопро­ вождаются выделением вредных веществ в атмосфе­ ру и на поверхность почвы, поэтому с экологичес­ кой точки зрения эти методы не приемлемы для ликвидации в широких масштабах. В связи с этим потребовалась разработка технически и экологиче­ ски безопасных, экономически малозатратных тех­ нологий и создание производственной базы для

промышленной утилизации порохов, зарядов из них и РДТТ. При выборе технологии ставилась задача максимального использования утилизируемых мате­ риалов и их компонентов [52—56].

Основные направления использования утилизиру­ емых порохов, зарядов, ТРТ и их компонентов:

промышленные ВВ на основе измельченных по­ рохов и ТРТ;

лаковый коллоксилин (нитрооснова) для лакокра­ сочных материалов;

заряды для сейсморазведки, термообработки неф­ тяных скважин с целью увеличения нефтедобычи (аккумуляторы давления скважин — АДС), кумуля­ тивные заряды;

корунд из оксидов алюминия, получаемых при сжигании зарядов из СРТТ;

повторное использование отдельных регенериру­ емых компонентов, в первую очередь, окислителей.

Для ликвидации (утилизации) порохов, ТРТ и РДТТ предложены различные методы: сжигание, подрыв, механическая резка, гидроразмыв, химиче­ ское разложение, криогенное разрушение и др.

С учетом экологических и экономических требо­ ваний для практической реализации реально пред­ ставляют интерес следующие методы:

изготовление экологически безопасных промыш­ ленных ВВ;

получение лаковой основы из ПП; гидравлический размыв топлива с утилизацией

измельченного топлива для изготовления промыш­ ленных ВВ или регенерацией отдельных компонен­ тов;

сжигание РДТТ на закрытых стендах с нейтрали­ зацией вредных продуктов сгорания.

6.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

ИЗ УСТАРЕВШИХ ПОРОХОВ

На основе утилизируемых пироксилиновых и баллиститных порохов разработаны и допущены к промышленному использованию различные рецеп­ туры промышленных ВВ, основные из них [60]: гранипоры БП-1, БП-3 (разработчик ФЦДТ "Союз"); дибазиты (разработчик НИИПМ).

Гранипоры представляют собой смесь измельчен­ ных ПП и БП в соотношении 1:1 с добавлением ин­ дустриального масла в количестве 1,5 %.

В составе дибазита содержится измельченный БП или пироксилиновый порох (95—98 %}, окись цинка или цинковые белила (2—5 %), а также индустриаль­ ное масло (0—2 %).

Основные технические характеристики гранипоров и дибазита приведены в табл. 6.1.

ВВ на основе порохов имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными порошкообразными ВВ: это высокая плотность; возможность примене­ ния в обводненных средах; меньшая стоимость, чем стоимость промышленных ВВ, содержащих тротил.

Пороховые промышленные ВВ по степени опас­ ности обращения и условиям применения относятся к классу 1, подклассу 1.1, предназначены для произ­ водства взрывных работ на открытых горных раз­ работках скважин любой степени обводнения, в том числе скважин с проточной водой. Основные по­ требители — горнодобывающие предприятия, при­ меняющие открытый способ добычи.

Технологический процесс изготовления промыш­ ленных ВВ на основе порохов предусматривает мак­ симальное использование существующих производ­ ственных площадей, оборудования и инфраструкту­ ры предприятий специальной химии.

Основные технические характеристики гранипоров и дибазита

Технологический процесс включает следующие основные операции:

термостатирование пороховых трубок, шашек зарядов при температуре 40—60 °С;

измельчение трубок из ПП и БП, шашек зарядов ТРТ на фрагменты с размерами не более 20 мм;

дозирование и смешение измельченных порохов с добавками (индустриальным маслом, окисью цинка

и АР-):

расфасовка и упаковка готового промышлен­ ного ВВ.

Технологическая схема производства гранулиро­ ванного или таблетированного промышленного ВВ "Дибазит” на основе устаревших порохов показана на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Схема изготовления промышленного ВВ "Дибазит":

1 —исходный продукт, 2 —дозер ВТО, 3 —дозер окиси цинка, 4 — элеватор, 5 — пламегидрозатвор ПГЗ- 1М-150, 6 — конвейер винтовой, 7 — вальцы "Большевик", 8 — эжекционная воронка, 9 — пламегасительгидрозатвор ПГГЗ-90, 10 — разгрузитель, 11 — весы напольные, 12 — рольганг 1 = 800 мм, 1=1200 мм, 13(1) — суспензатор У=40 л, 13(2) — суспензатор V=65 л, 14 —бак для разогрева полуфабриката, 15 — пламеотсекатель ПГЗ-ЗМ-150, 16 — насос перистальтический, /7 — зашивочная головка промышленная, 18 —

тележка ручная, 19 — стеллаж

В процессе производства промышленных ВВ из порохов в окружающую среду попадает незначи­ тельное количество вредных веществ. При примене­ нии таких ВВ количество выделяемых вредных ве­ ществ (оксиды азота и углерода) находится в допус­ тимых пределах.

Другим направлением использования измельчен­ ных ПП и БП является ввод их в состав водосодер­ жащих промышленных ВВ. Композиция такого ге­ леобразного ВВ состоит из матрицы и измельченно­ го пороха. Матрица включает аммиачную селитру, воду, гелеобразователь, технологические и структу­ рирующие добавки.

В рецептуру одной из композиций (Гельпор-2) входят следующие компоненты:

Процесс изготовления водосодержащих ВВ с порохами включает следующие основные технологи­ ческие операции:

подготовку компонентов; приготовление водного раствора аммиачной се­

литры; ввод в раствор гелеобразователя, технологических

и других добавок; измельчение пороха до заданных размеров;

приготовление ВВ путем смешения водного рас­ твора аммиачной селитры и других добавок с из­ мельченным порохом;

расфасовку готового ВВ в полиэтиленовые ме­ шочки диаметром > 90 мм.

Технические характеристики водосодержаще­ го ВВ с баллиститными порохами приведены в табл. 6.2.

При утилизации СРТТ в качестве промышленных ВВ возникают экологические проблемы, связанные

сналичием в их составах хлорсодержащих компо­ нентов. В продуктах горения и взрыва таких компо­ зиций содержатся вредные вещества: хлор, хлорис­ тый водород и др.

Нейтрализация хлора возможна за счет связыва­ ния его щелочными металлами, например, К, Na, Са,

собразованием солей, безвредных для окружающей среды (КС1, NaCl, СаСу.

Впоследние годы созданы композиции водногеле­ вых и эмульсионных промышленных ВВ с добавле­ нием измельченной крошки утилизируемых смесевых топлив. Основной задачей при разработке та­ ких ВВ является исключение хлористого водорода в продуктах взрыва. С этой целью в состав водногеле­ вых и эмульсионных ВВ вводят такие компоненты, как NaN03 KN03, Ca(N03)2.

Разработаны конкретные составы, содержащие 20—25 % СРТТ (разработчики ФЦДТ "Союз", НИИПМ и другие), которые прошли испытания по стандартным методам РФ, а также методам, реко­ мендованным комитетом экспертов ООН, и предва­ рительные испытания в производственных условиях. Результаты испытаний подтвердили экологическую чистоту продуктов взрыва (практически отсутствие хлористого водорода). Такие ВВ предназначены для открытых работ в сухих и обезвоженных скважи­ нах в диапазоне температур от 0—50 °С.

Добавление 25 % крошки СРТТ в эмульсионное ВВ позволяет увеличить его плотность от 1,25 до 1,30 г/см3, а теплоту и силу взрыва в 1,4 раза. По характеристикам безопасности эти ВВ могут быть отнесены к классу 1, подклассу 1.5.

Водосодержащие гелеобразные и эмульсионные ВВ состоят из матрицы (75—80 %) и измельченного СРТТ (20-25% ).

Матрица одной из рецептур ("Эмульпан") содер­ жит следующие компоненты, %:

Технические характеристики некоторых компо­ зиций водосодержащих промышленных ВВ с СРТТ даны в табл. 6.3.