專利名稱：硝酸溶蝕制備球形化黑索今的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球形化黑索今(RDX)的制備方法，具體涉及一種采用硝酸溶蝕黑 索今從而實現(xiàn)球形化的方法。
背景技術(shù)：
球形化晶體與其它形狀如棱柱狀、針狀、棒狀晶體相比，有較好的堆積效果，加工 過程中與液體溶劑或高分子粘液混合時具有很好的流動性，加工成型性能更好。用球形化 的RDX與其它高分子粘結(jié)材料、添加劑等成分制成含能材料時，可以起到提含能化合物的 固含量、提高其能量，改善含能材料的加工性能等作用。Antoine E. D. M. van der Heijden 禾口 Richard H. B. Bouma(Crystallization and Characterization of RDX, HMX,and CL-20. CRYSTAL GROWTH &DESIGN, 2004, Vol. 4,NO. 5 999 1007)報道了用含水環(huán)己酮重結(jié)晶RDX可以改善RDX晶體的球形化效果，并分析了少 量水對于環(huán)己酮重結(jié)晶RDX的影響作用。本發(fā)明采用濃硝酸作為溶劑，在合適的溫度、攪拌速率、硝酸濃度等條件下，利用 硝酸的溶蝕、以及溶解_結(jié)晶動態(tài)平衡作用，對RDX進行球形化，制備球形化RDX晶體，結(jié)果 大大提高了 RDX產(chǎn)品的松裝密度，球形化RDX與液體石蠟混合物的粘度大大降低。本發(fā)明涉及的技術(shù)方案均采用濃硝酸作為溶劑進行處理，這樣有利于減少有機溶 劑對環(huán)境的污染，可以利有現(xiàn)有RDX生產(chǎn)設(shè)備對硝酸進行回收，加之硝酸的價格便宜，因此 能帶來低污染、成本低的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種球形化黑索今的制備方法，具體包括以下步驟(1)取150至400千克當(dāng)量RDX加入結(jié)晶釜中，加入500至1500升當(dāng)量重量濃度 為80%至90%的硝酸，在室溫下(25 °C )以200-400轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌30分鐘；(2)以2_3°C /分鐘的速率將以上混合體系升溫至60°C，保溫，以300-500轉(zhuǎn)/分 鐘的速率攪拌2 4小時；(3)以1_2°C /分鐘的速率將以上混合體系降至室溫；(4)過濾、用蒸餾水清洗后干燥得球形化RDX晶體。本發(fā)明中使用的RDX是工廠出產(chǎn)的符合使用標(biāo)準的產(chǎn)品，在經(jīng)過處理以后，只改 變RDX形狀，通過激光粒度儀測得的平均粒度降低5-15%，其化學(xué)純度不發(fā)生改變，測得 RDX的松裝密度增加10-40%，球形化RDX與液體石蠟混合體系的粘度相對未處理RDX與石 蠟混合體系的粘度下降15-45%。球形化處理前后的RDX晶體顆粒用掃描電子顯微鏡表征 其外觀形貌。處理之前的RDX晶體顆粒如附圖1所示，晶體粒子不是很規(guī)則，呈現(xiàn)塊狀，有 較多的棱角。球形化處理后的RDX晶體幾乎沒有棱角，形狀也顯得規(guī)則，呈現(xiàn)球形。球形化 處理后的RDX具有了規(guī)則的形狀。本發(fā)明沒有采用有機溶劑，減少了對環(huán)境的污染，技術(shù)設(shè)備可以利有現(xiàn)有RDX生
3產(chǎn)設(shè)備，還可以經(jīng)濟有效地對硝酸進行回收。本發(fā)明還涉及一種使用回收的RDX硝酸溶液進行球形化處理RDX的方法，其包 括(1)取150至400千克當(dāng)量RDX加入結(jié)晶釜中，加入800至1500升當(dāng)量重量硝酸溶 液，所述硝酸溶液是室溫下(25°C )飽和或不飽和的RDX溶液，其中硝酸的重量濃度為80% 至90%，在室溫下以200-400轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌30分鐘；(2)以2-3°C /分鐘的速率將以上混合體系升溫至60°C，保溫，以300-500轉(zhuǎn)/分 鐘的速率攪拌2 4小時；(3)以1_2°C /分鐘的速率將以上混合體系降至室溫；(4)過濾、用蒸餾水清洗后干燥得球形化RDX晶體。


圖1為球形化處理之前的RDX粒子的形貌。圖2為球形化處理之后的RDX粒子的形貌。
具體實施方案在本發(fā)明的一個具體實施方案中，采用以下步驟制備球形化RDX (1)取150至400千克當(dāng)量RDX加入結(jié)晶釜中，加入500至1500升當(dāng)量重量濃度 為80%至90%的硝酸，在25 °C以200-400轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌30分鐘；(2)以2_3°C /分鐘的速率將以上混合體系升溫至60°C，保溫，以300-500轉(zhuǎn)/分 鐘的速率攪拌2 4小時；(3)以1_2°C /分鐘的速率將以上混合體系降至室溫；(4)過濾、用蒸餾水清洗后干燥得球形化RDX晶體。經(jīng)過處理以后，通過激光粒度儀測得的平均粒度降低5-15%，測得RDX的松裝密 度增加10-40%，RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下降15-45%。球形化處理后的RDX晶 體幾乎沒有棱角，形狀也顯得規(guī)則，呈現(xiàn)球形。球形化處理后的RDX具有了規(guī)則的形狀。本發(fā)明中所述的當(dāng)量是一種比例關(guān)系，可以按這個比例放大，即RDX與硝酸的用 量為 150-400 千克500-1500 升。在本發(fā)明的另一個具體實施方案中，所用方法同上一實施方案，但是所用硝酸的 重量濃度為85%至90%，經(jīng)過處理以后，通過激光粒度儀測得的平均粒度降低10-15%，測 得RDX的松裝密度增加30-40%，RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下降35-45%。球形化 處理后的RDX晶體幾乎沒有棱角，形狀也顯得規(guī)則，呈現(xiàn)球形。球形化處理后的RDX具有了 規(guī)則的形狀。在本發(fā)明的再一個具體實施方案中，所用方法同上一實施方案，但是所用硝酸的 重量濃度為85%至90%，在第(2)步中，以400-500轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌3 4小時，經(jīng)過 處理以后，通過激光粒度儀測得的平均粒度降低5-8%，測得RDX的松裝密度增加35-45%， RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下降40-45%。在本發(fā)明的一個具體實施方案中，使用回收的RDX硝酸溶液進行球形化處理RDX， 其包括
(1)取150至400千克當(dāng)量RDX加入結(jié)晶釜中，加入800至1500升當(dāng)量重量硝酸 溶液，所述硝酸溶液是25°C時的飽和RDX溶液，其中硝酸的重量濃度為80 %至90 %，在室溫 下以200-400轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌30分鐘；(2)以2_3°C /分鐘的速率將以上混合體系升溫至60°C，保溫，以300-500轉(zhuǎn)/分 鐘的速率攪拌2 4小時；(3)以1_2°C /分鐘的速率將以上混合體系降至室溫；(4)過濾、用蒸餾水清洗后干燥得球形化RDX晶體。經(jīng)處理后，平均粒度由320 ii m降低5_10 %，測得RDX的松裝密度增加30_40 %， RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下降35-50%。球形化處理后的RDX晶體幾乎沒有棱角， 形狀也顯得規(guī)則，呈現(xiàn)球形。球形化處理后的RDX具有了規(guī)則的形狀。在本發(fā)明的又一個具體實施方案中，所用方法同上一實施方案，但是所用硝酸的 重量濃度為85%至90%，經(jīng)過處理以后，通過激光粒度儀測得的平均粒度降低5-10%，測 得RDX的松裝密度增加45-50%，RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下降40-45%。在本發(fā)明的再又一個具體實施方案中，所用方法同上一實施方案，但是所用硝酸 的重量濃度為85%至90%，在第(2)步中，以400-500轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌3 4小時，經(jīng) 過處理以后，通過激光粒度儀測得的平均粒度降低5%，測得RDX的松裝密度增加45-50%， RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下降40-45%。球形化處理后的RDX晶體幾乎沒有棱角， 形狀也顯得規(guī)則，呈現(xiàn)球形。球形化處理后的RDX具有了規(guī)則的形狀。本發(fā)明中所述的室溫是在20°C 25°C，攪拌、過濾工藝沒有特殊的要求，使用本 領(lǐng)域常用的設(shè)備和方法。本發(fā)明中的粒度是通過激光粒度儀進行測定的，其中平均粒度是 測試結(jié)果中給出的體積平均粒度。本發(fā)明中的粘度是用旋轉(zhuǎn)式粘度計測定，具體的方法是 將50克RDX樣品與100毫升液體石蠟進行混合，測定RDX與石蠟混合體系的粘度，用球形 化RDX-石蠟混合體系粘度相對球形化前RDX-石蠟混合體系粘度的降低來定量表征球形化 后的效果。為了更好理解本發(fā)明，以下列出幾個具體的實施例，而不是用來限制本發(fā)明。實施例1在室溫下將150g RDX加入2000ml結(jié)晶釜中，加入500ml重量濃度為80%的硝酸， 在25°C以200轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌30分鐘；再以2V /分鐘的速率將以上混合體系升溫至 60°C，保溫，以300轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌2小時；以1°C /分鐘的速率將以上混合體系降至 室溫；然后過濾、用蒸餾水清洗后干燥得球形化RDX晶體。經(jīng)過處理以后，通過法國CILAS激光粒度儀測定粒度，結(jié)果測得的體積平均粒度 由230 ii m降至215 u m,測得RDX的松裝密度增加10%，球形化的RDX與液體石蠟混合體系 相對球形化之前的RDX粘度下降15%。球形化處理后的RDX晶體幾乎沒有棱角，形狀也顯 得規(guī)則，呈現(xiàn)球形。球形化處理后的RDX具有了規(guī)則的形狀。實施例2在室溫下將400千克當(dāng)量RDX加入2000ml結(jié)晶釜中，加入500ml重量濃度為90% 的硝酸，在25°C以400轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌30分鐘；再以2°C /分鐘的速率將以上混合體 系升溫至60°C，保溫，以300轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌4小時；以2°C /分鐘的速率將以上混合 體系降至室溫；然后過濾、用蒸餾水清洗后干燥得球形化RDX晶體。經(jīng)過處理以后，通過法
5國CILAS激光粒度儀測定粒度，結(jié)果測得的體積平均粒度由230 u m降至210 u m,測得RDX 的松裝密度增加20%，RDX與液體石蠟混合體系的粘度下降25%。球形化處理后的RDX晶 體幾乎沒有棱角，形狀也顯得規(guī)則，呈現(xiàn)球形。球形化處理后的RDX具有規(guī)則的形狀。實施例3在室溫下將400g RDX加入2000ml結(jié)晶釜中，加入1500ml重量濃度為90%的硝 酸，在25°C以400轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌30分鐘；再以2°C /分鐘的速率將以上混合體系升溫 至60°C，保溫，以300轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌4小時；以2°C /分鐘的速率將以上混合體系降 至室溫；然后過濾、用蒸餾水清洗后干燥得球形化RDX晶體。經(jīng)過處理以后，通過法國CILAS 激光粒度儀測定粒度，結(jié)果測得的體積平均粒度由230 y m降至210 y m,測得RDX的松裝密 度增加50%，RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下降45%。實施例4取150g RDX加入2000ml結(jié)晶釜中，加入800ml重量硝酸溶液，所述硝酸溶液是 25°C時的飽和RDX溶液，其中硝酸的重量濃度為80%，在室溫下以200轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌 30分鐘；以2°C /分鐘的速率將以上混合體系升溫至60°C，保溫，以300轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪 拌2小時；再以2V /分鐘的速率將以上混合體系降至室溫；過濾、用蒸餾水清洗后干燥得 球形化RDX晶體。經(jīng)處理后，通過法國CILAS激光粒度儀測定粒度，結(jié)果測得的體積平均粒度由 280 u m降至275 u m,測得RDX的松裝密度增加30%，RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下 降35%。球形化處理后的RDX晶體幾乎沒有棱角，形狀也顯得規(guī)則，呈現(xiàn)球形。球形化處理 后的RDX具有了規(guī)則的形狀。實施例5取400g RDX加入2000ml結(jié)晶釜中，加入1500ml重量硝酸溶液，所述硝酸溶液是 25°C時的飽和RDX溶液，其中硝酸的重量濃度為80%，在室溫下以400轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌 30分鐘；以;TC /分鐘的速率將以上混合體系升溫至60°C，保溫，以500轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪 拌4小時；再以2V /分鐘的速率將以上混合體系降至室溫；過濾、用蒸餾水清洗后干燥得 球形化RDX晶體。經(jīng)處理后，通過法國CILAS激光粒度儀測定粒度，結(jié)果測得的體積平均粒度由 280 u m降至270 u m,測得RDX的松裝密度增加40%，RDX與液體石蠟混合體系的粘度下降 45%。球形化處理后的RDX晶體幾乎沒有棱角，形狀也顯得規(guī)則，呈現(xiàn)球形。球形化處理后 的RDX具有了規(guī)則的形狀。球形化處理后的RDX具有規(guī)則的形狀。
權(quán)利要求
一種球形化黑索今的制備方法，包括(1)取150至400千克當(dāng)量RDX加入結(jié)晶釜中，加入500至1500升當(dāng)量重量濃度為80％至90％的硝酸，以200 400轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌30分鐘；(2)以2 3℃/分鐘的速率將以上混合體系升溫至60℃，保溫，以300 500轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌2 4小時；(3)以1 2℃/分鐘的速率將以上混合體系降至室溫；(4)過濾、用蒸餾水清洗后干燥得球形化RDX晶體；經(jīng)過處理以后，RDX平均粒度較處理前降低在5 15％，松裝密度增加10 40％，RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下降15 45％，球形化處理后的RDX具有了規(guī)則的球形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中硝酸的重量濃度為85%至90%，經(jīng)過處理以后， RDX的平均粒度降低10-15%，松裝密度增加30-40%，RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下 降 35-45%
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中硝酸的重量濃度為85%至90%，在第⑵步中，以 400-500轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌3 4小時，經(jīng)過處理以后，RDX的平均粒度降低5_8%，松裝 密度增加35-45%，RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下降40-45%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(1)中加入的硝酸溶液是飽和或不飽和的 RDX硝酸溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中硝酸的重量濃度為85%至90%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中在第(2)步中，以400-500轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌 3 4小時，經(jīng)過處理以后，RDX的平均粒度降低5%，松裝密度增加45-50%，RDX與液體石 蠟中混合體系的粘度下降40-45%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硝酸溶蝕制備球形化黑索今的方法,球形化RDX制備方法(1)取150至400克當(dāng)量RDX加入結(jié)晶釜中，加入500至1500毫升當(dāng)量重量濃度為80％至90％的硝酸，在25℃以200-400轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌30分鐘；(2)以2-3℃/分鐘的速率將以上混合體系升溫至60℃，保溫，以300-500轉(zhuǎn)/分鐘的速率攪拌2～4小時；(3)以1-2℃/分鐘的速率將以上混合體系降至室溫；(4)過濾、用蒸餾水清洗后干燥得球形化RDX晶體。經(jīng)過處理以后，平均粒度降低5-15％，測得RDX的松裝密度增加10-40％，RDX與液體石蠟中混合體系的粘度下降15-45％。球形化處理后的RDX晶體幾乎沒有棱角，形狀也顯得規(guī)則，呈現(xiàn)球形。
文檔編號C07D251/06GK101979384SQ20101028470
公開日2011年2月23日 申請日期2010年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月4日
發(fā)明者劉云飛, 李麗潔, 李燕月, 金韶華, 陳華雄, 陳樹森 申請人:北京理工大學(xué)