1.2 研究现状

1.2.1 物理混合法

1.2.2 化学改性法

1.2.3 研究现况分析

 

1.3 本文研究内容

本课题的目的是研究一种在性能、效果上可和高氯酸钾氯酸钾相媲美的、安 全性能优越的新型复合硝酸盐型安全氧化剂氧化剂，主要工作内容包括五个部 分：

（1）硝酸钡型安全氧化剂的工艺准备；

（2）复合硝酸盐型安全氧化剂的正交优化工艺的的研究；

（3）理化性能表征、应用性能检测与安全性能检测；

（4）硝酸钡原矿粉制备安全氧化剂的工艺探索；

（5）小试生产的学习。

 

 

2 硝酸钡型安全氧化剂的生产工艺

 

2.1 膨化机理

本文借鉴南京理工大学吕春绪教授膨化硝铵炸药[18]的设计理念，在硝酸铵晶 体中引入孔隙、气泡、缺陷或使颗粒表面歧化，当硝酸铵晶体中存在孔隙、气泡、 晶体缺陷、不规则形貌、颗粒表面歧化等结构特征时，颗粒和颗粒间的空隙在外 界能量刺激下很容易形成起爆热点，有利于提高硝铵炸药的冲击起爆感度[19-20]。 硝酸铵微观结构发生改变，将能显著改善硝酸铵炸药的性能。根据硝酸钡自身的 特性，采用无机发泡剂混合结晶再加热分解造孔的方法使硝酸钡形成蓬松多孔结 构，降低硝酸钡的导热性，以提高其点火的可靠性；同时提高其相对表面积，增 加与催化剂及可燃剂的接触，使其响度、脆性得到提高。

2.2 制备工艺

为降低成本，工业生产改性硝酸钡时，在原有的工序中找到最适合添加发泡 剂的工序，直接生产出膨化后的硝酸钡。

硝酸-碳酸钡法—硝酸与碳酸钡反应制得硝酸钡.其反应如下:

BaCO3＋2HNO3   → Ba(NO3)2＋H2O＋CO2↑

膨化反应方程式：

Ba(NO3)2＋(NH4)2C2O4→BaC2O4·2H2O↓＋NH4NO3

BaC2O4→BaCO3＋CO↑

2.2.1 流程图

实验流程为：

（1）由草酸钾与浓硝酸反应制备硝酸钾溶液；

（2）加热澄清后加入膨化剂；

（3）蒸发结晶，沙浴烘干；

（4）球磨粉碎后，即得膨化硝酸钡。 膨化硝酸钡的生产工艺流程图见下图 2.2.1.1。

 

 

 

 

 

图 2.2.1.1 膨化硝酸钡制备流程图

 

2.2.2 工艺流程

以 100g 硝酸钡产量为目的取原料，具体生产工艺如下：

（1）称取工业纯原料碳酸钡 75.5g（白色粉末），浓硝酸 54ml（65-68%）， 10g 工业纯草酸铵（晶体）。

（2）将 75.5g 原料碳酸钡放入 1000ml 烧杯中，加入 350ml 自来水，开启搅 拌器，慢速搅拌约 2min（溶液温度为常温，约 20℃）。

（3）在慢速搅拌状态下，用分液漏斗将 54ml 浓硝酸滴入（滴定时间约

7min-7.5min），反应期间，温度最高升至约 27℃，此时溶液为白色浑浊。 在通风状态下，反应：

BaCO3＋HNO3→Ba(NO3)2＋CO2↑＋H2O

（4）加入自来水，使溶液总体积达到 500ml，在慢速搅拌状态下，使用电 热套加热溶液，使溶液温度升至 70-80℃；同时也将 10g 工业草酸铵溶于盛有 100ml 水的烧杯中，将草酸铵溶液加热至 70-80℃。论文网

（5）当硝酸钡溶液达到 70-80℃时，测量溶液 pH，约为 1，在搅拌溶液中 加入八水合氢氧化钡 1.0-2.0g，使 pH 变为 6-7。再中速倒入 100ml 草酸铵溶液， 搅拌 5 分钟。此步涉及反应方程式如下： 改性硝酸盐型烟火药安全氧化剂生产工艺研究(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_76951.html