鋁灰替代含鋁乳化炸藥中鋁粉的可行性研究

何志偉 朱文宇 葛玉強 熊佳文 汪揚文 孟濤

[摘要]采用工業制鋁過程中產生的廢棄副產物鋁灰作為鋁粉的替代物來制備乳化炸藥，能夠有效地降低含鋁乳化炸藥的制備成本。同時也是對于鋁灰的一種新型節能回收利用方式。使用TGA-FTIR聯用熱分析、鉛柱壓縮法、爆破漏斗法、電測法及高低溫循環等方法對新型鋁灰替代含鋁乳化炸藥的熱安全性、爆轟性能及儲存穩定性進行了研究。結果表明：添加質量分數10%一次鋁灰制備所得的乳化炸藥，與普通含鋁乳化炸藥的熱分解性能差異較小，且較基礎乳化炸藥的做功能力方面有較大幅度的提高，爆破容積提高約50%，而猛度、爆速及機械感度等性能無明顯差距；在儲存穩定性方面，與添加鋁粉的乳化炸藥和基礎乳化炸藥性能差距較小。鋁灰替代鋁粉制備含鋁乳化炸藥具有可行性。

[關鍵詞]乳化炸藥；鋁灰；熱安全性；爆轟性能；儲存穩定性

[分類號]TJ55；TQ560

0引言

作為現代工業的基礎金屬材料之一，鋁擁有著諸多優異性質。從1956年開始，世界范圍內的鋁產量就超過了銅的產量，一直雄霸有色金屬產量之首。在當前的工業生產中，鋁的產量和用量僅僅低于鋼材，是人類應用的第二大金屬；而且，作為一種金屬資源，鋁的含量十分豐富。據初步估計，鋁的礦藏儲存量約占地殼構成物質的8%以上。近些年來，隨著我國工業生產的不斷發展，鋁的需求量也在不斷提高，原鋁產量穩步攀升，根據國家統計局公布數據，2020年我國原鋁（電解鋁）產量達到3 708萬t。鋁產量的提高同樣也帶來了其他問題，而對作為工業鋁冶煉副產品的鋁灰的回收利用以及處理一直是一道難題。2021年1月1日起施行的《國家危險廢物名錄（2021年版）》將鋁灰渣和二次鋁灰收錄其中。由于鋁灰有毒、有害的特性，在生產過程中通常被視為無用垃圾而被廢棄。若用鋁灰代替鋁粉來制備含鋁炸藥，不僅可以減少鋁灰對環境的污染，也可為綠色炸藥的制備提供新的思路。