改性硝酸铵爆轰安全性研究 Ⅰ.CaCO3和MgSO4对硝酸铵爆轰安全性的影响

将碳酸钙和硫酸镁改性的硝酸铵按照工业炸药配方配制成铵油(ANFO)炸药，以8号雷管起爆，对硝酸铵的爆轰安全性进行了评价。采用恒温热分解和示差扫描量热法，研究了改性硝酸铵及铵油炸药的热分解行为。测定了改性硝酸铵的比表面积以解释爆轰结果。得出如下结论：硝酸铵含40％的碳酸钙，或25％碳酸钙和5％硫酸镁的混合物，所配制的铵油炸药不能被8号雷管起爆。碳酸钙同硝酸铵发生复分解反应放出NH3、H2O和CO2气体，反应程度与碳酸钙的含量、温度和时间成正比。虽然硝酸铵中加入碳酸钙后提高了ANFO炸药的热稳定性，但由于上述气体的逸出增加了改性硝酸铵的比表面积。因此，在硝酸铵中加入少量的碳酸钙不能达到爆轰安全性的要求。硫酸镁与硝酸铵形成复盐，可减缓硝酸铵和碳酸钙之间复分解反应的速度．有利于降低硝酸铵的起爆感度。     

改性硝酸铵爆炸安全性研究 Ⅱ、无机化学肥料对硝酸铵爆炸安全性的影响

热分解;改性硝酸铵爆炸安全性研究 Ⅱ、无机化学肥料对硝酸铵爆炸安全性的影响     

抗结块硝酸铵的制备及性能测试

硝酸铵是一种极易溶于水的无机盐,由于它来源广、成本低以及具有低爆轰性和燃烧时无烟或少烟的特性,因而不仅被作为农用肥料和化工原料,而且还被作为固体推进剂和工业炸药的主要氧化剂.但是,由于硝酸铵具有多晶性,常压下,它有5种热力学稳定的晶体结构[1].每种晶体仅在一定的温度范围内存在,当温度发生变化时,各种晶体之间可以发生转变.当硝酸铵从一种晶体向另一种晶体转变时会伴随着热量、比容、热容和熵等物理参数的突然变化,同时还会引起硝酸铵晶体之间的内凝聚力发生变化,从而导致了硝酸铵易结块性的性质.     

改性硝酸铵自敏化结构特征

对经复合表面活性剂处理的改性硝酸铵及普通硝酸铵晶体进行电镜扫描,孔径孔容分布,粒径分布,比表面积测定,抗吸湿结块性,差示量热分析以及爆炸性能的实验研究,结果表明,与普通硝酸铵相比,改性硝酸铵的晶形歧化,比表面积大,富含气孔,大部分的有效孔径座落在介孔范围,有较好的粒度级配,晶变热降低,且晶变点后移,具备自敏化结构特征,并且有良好的抗吸湿结块性,用它代替普通硝酸铵所制得的粉状工业炸药具有良好的物理性能和爆炸性能。     

硝酸铵废水电去离子深度处理及资源化利用

针对目前用电渗析法处理硝酸铵废水的方法,提出以电去离子法作为硝酸铵废水的深度处理方法,弥补了现有电渗析处理的不足,达到硝酸铵废水处理系统零排放,硝酸铵和水全部回收,真正做到废水资源化利用。这种改良型电渗析处理方法,除可使高浓度水中氨氮质量浓度达10%以外,还可保证系统出水中氨氮浓度不大于1mg/L。     

VLW爆轰产物状态方程

论述了独立自主建立的VLW爆轰产物状态方程的理论基础及其应用．本状态方程的特色是：第一,对新型高能密度材料爆轰性能参数,能提供较可靠的计算数据．第二,应用范围广,既可计算凝聚相炸药的爆轰参数又可计算燃料空气炸药的爆轰参数．还可计算火药的燃烧性能参数．计算结果,令人满意．     

无机添加剂对硝酸铵拒爆性的影响研究

考察了无机添加剂对农用硝酸铵拒爆性的影响。结果表明，当硝酸铵中添加3%的无机改性剂GXJ 1和10%的无机改性剂GXJ 2后，其拒爆性能明显增强；改性后的硝酸铵按照工业炸药配方配制成铵油炸药，不能被8号雷管起爆。而且改性后的硝酸铵颗粒强度高，不易粉化、结块和吸潮，具有优良的肥料品质。经济效益分析也表明，改性硝酸铵具有广阔的市场应用前景。通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析等对改性硝酸铵进行了表征，并对拒爆机理进行了初步探讨。     

单分子层自组装技术应用于硝酸铵防吸湿的探讨

表面活性剂;单分子层自组装技术应用于硝酸铵防吸湿的探讨     

光镊技术研究硝酸铵在超粘气溶胶中的挥发性

大气颗粒物中挥发性物质的气粒分配问题是大气科学研究的热点.选择典型的高粘度态模型体系、硝酸铵/蔗糖体系以及硝酸铵/硫酸镁体系，利用光镊-受激拉曼光谱技术原位获得液滴的自发拉曼和受激拉曼信号，同时观察回音壁（WGM）模式，利用米氏散射理论对一系列的WGMs峰位在给定范围内的粒子半径和折射率进行模拟计算，通过Maxwell方程精确计算了两个体系中硝酸铵在不同相对湿度（RH）下的有效饱和蒸汽压值，结果表明，在低湿度下的超粘态液滴中硝酸铵的有效饱和蒸汽压比纯硝酸铵的饱和蒸汽压低1～3个数量级.显然，低相对湿度下，液滴中硝酸铵的挥发受到了抑制.     

用TNT的{D,ρ0}实验数据对爆轰的ZND理论的检验

爆轰产物中或多或少含有固态碳,一相的排平物态方程被推广为两相的之后,以某种炸药的一条已知等熵线为参考曲线,就可以用来估算其各种初始装药密度下的爆轰参数.用产物中含碳量较多的TNT的{D,ρ0}实验数据与理论估算值相比较,可以对爆轰的ZND理论的假设进行检验.检验的结果再一次表明,爆轰的ZND理论的假设是成立的,并且排平物态方程是恰当的爆轰产物的物态方程.     

硝酸铵对SO2在大气颗粒物表面气-粒转化影响的模拟研究

利用流动态的原位傅里叶变换红外漫反射光谱(DRIFTS)对含硝酸铵气溶胶(以α-Fe₂O₃为主模拟气溶胶)与SO₂的非均相反应进行了研究, 比较了硝酸铵与其它金属氧化物(CaO, MgO, α-Al₂O₃和SiO₂)与SO₂反应的情况.实验结果表明, 硝酸铵和α-Fe₂O₃混合颗粒物比硝酸铵和其它金属氧化物混合颗粒与SO₂反应的吸附系数高, 表明α-Fe₂O₃比其它金属氧化物催化能力变强.利用BET面积作为反应活性表面积, 发现含有6％(质量分数)NH₄NO₃的α-Fe₂O₃混合颗粒物与SO₂反应具有最高的比表面积吸附系数(γ_BET=2.42×10^-9), 比纯氧化铁的反应高了近1.8倍.而纯NH₄NO₃颗粒与SO₂不发生反应, 表明少量硝酸铵的存在在一定程度上提高了SO₂在气溶胶颗粒物表面转化成硫酸盐的能力. 本文还讨论了含硝酸铵气溶胶与SO₂的反应机制及其对大气环境的影响.     

爆轰法制备球形纳米CeO2粉末

采用爆轰合成的方法,以Ce(NO3)3·6H2O为原料,制得了CeO2纳米粒子. 炸药采用黑索金粉,添加剂为CO(NH2)2,NaNO2. 爆轰产物经水洗,烘干后,利用X射线衍射仪器和高分辨率透射电镜对实验结果进行了分析. XRD结果表明,该法所得到的CeO2为立方晶系,颗粒平均粒度为33 nm. TEM图像显示其颗粒呈球形,颗粒大小主要分布在20～40 nm之间,颗粒具有较好的分散性. 球形纳米CeO2颗粒的形成原因有两点:(1) 由于爆轰过程的快速性和急剧冷却的特点,CeO2晶粒来不及择优生长; (2) 产物Na2CO3的熔点较低,爆轰时呈熔融状态包覆在CeO2晶核的周围,阻隔了CeO2晶粒的团聚生长.     

铵梯脲混合炸药中改性硝酸脲和硝酸铵含量的测定

论述了铵梯脲混合炸药中改性硝酸脲和硝酸铵组分含量的一种快速准确的化学分析测定方法。该法在研制和生产铵脲类炸药的过程中,对选择最佳配比,控制生产和质量把关等有着重要的指导作用。同时笔者对测定方法,反应原理,影响因素等作了深入的探讨与研究。     

均四嗪衍生物结构、生成焓及爆轰性能的理论研究

运用DFT-w B97/6-31+G**方法对23种1,2,4,5-四嗪衍生物的几何结构、自然键轨道(NBO)和生成焓(EOF)进行研究,并在此基础上运用Kamlet-Jacobs方程估算衍生物的爆轰性能,得到其爆速在6.69~9.37 km/s之间;基于统计热力学,求得部分标题化合物在200~800 K温度范围内的热力学性质,随温度T升高,热容Cp、熵Sm及焓Hm逐渐增大。根据最小键级理论,C-R(取代基)键和N-R键可能是1,2,4,5-四嗪衍生物高温裂解的热引发键。综合分析,基团-NO2、-N3和-N=N-有助于提高四嗪衍生物的生成焓和爆轰性能,3,6-二硝基-1,2,4,5-四嗪和3,6-二偶氮基-二硝基-1,2,4,5-四嗪从能量、爆轰性能上可以作为高能量密度材料候选物。     

富锂固溶体正极材料中锰含量的测定

为了制定富锂固溶体正极材料的生产工艺,需要对其前驱体中锰含量进行准确测定,以硝酸铵为氧化剂,采用磷酸固定锰的价态,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定锰的容量法来测定锰含量,并对溶样方法及温度控制、磷酸的加入量、加入硝酸铵时的温度控制和硝酸铵的加入量等条件进行了优化实验,实验结果表明:称样量为0.300 0g,溶样消耗盐酸10mL,加入10mL H3PO4,溶液温度240℃时加入1.2g硝酸铵进行氧化,测定准确度最高,加标回收率为99.70%~100.5%,相对标准偏差小于0.24%,方法耗时短,不需要加入任何掩蔽剂,适合实际分析采用。     

2,2,2-三硝基乙基-N-硝基甲胺的热安全性

为评价2,2,2-三硝基乙基-N-硝基甲胺(TNMA)的热安全性, 得到计算TNMA热安全性参数用的基本数据, 用经验式估算了TNMA的比热容(C_p)和热导率(λ). 用键能贡献于生成热Q_f的加和法, 估算了TNMA的标准生成焓Δ_cH_m^θ(TNMA, s, 298.15 K). 用热力学公式计算了TNMA的标准燃烧焓ΔU_m^θ(TNMA, s, 298.15 K)和标准燃烧能Δ_cH_m^θ(TNMA, s, 298.15 K). 用Kamlet-Jacobs 公式估算了爆速、爆压和爆热. 用经验式估算了分解热(Q_d). 通过差示扫描量热(DSC)曲线和高灵敏度布鲁顿玻璃薄膜压力计测得的逸出气体标准体积(V_H)-时间(t)曲线, 得到了TNMA放热分解反应的动力学参数. 用上述基本数据得到了评价TNMA的热安全性参数: 自加速分解温度(T_SADT), 热爆炸临界温度(T_be0和T_bp0), 绝热至爆时间(t_TIad), 撞击感度50%落高(H₅₀), 热点起爆临界温度(T_cr), 被300 K环境包围的半厚和半径为1 m的无限大平板、无限长圆柱和球形TNMA的热感度概率密度函数S(T), 相应于S(T)-T关系曲线最大值的峰温(T_S(T)max), 安全度(SD), 临界热爆炸环境温度(T_acr)和热爆炸概率(P_TE). 结果表明: (1) TNMA有较好的热安全性和对热抵抗能力, 与环三亚甲基三硝胺(RDX)相比, TNMA易从热分解过渡到热爆炸; (2) 不同形状大药量TNMA 热安全性降低的次序为: 球>无限长圆柱>无限大平板; (3)TNMA有高的燃烧能、高的爆轰化学能(爆热)和接近环四亚甲基四硝胺(HMX)的爆炸性能, 其对冲击敏感, 冲击感度与季戊四醇四硝酸酯(PETN)和特屈尔接近, 可用作混合炸药主组分.     

钢渣中游离氧化镁含量的测定

研究和提出了以硝酸铵-乙醇作为提取剂提取活性氧化镁（即游离氧化镁）的分析方法。通过正交实验,选取了最佳的提取条件。样品平行测定的相对标准偏差在0.51%～2.13%之间,回收率实验结果为98.2%～99.0%,表明该实验的精密度和准确度均较好。采用硝酸铵-乙醇作为提取剂提取游离氧化镁的分析方法,实现了钢渣中游离氧化镁的快速、准确测定,为钢渣的回收再利用提供了依据。     

硝酸胺溶液浸提硬硼酸钙的动力学研究

对硬硼酸钙在硝酸铵水溶液的溶解在间歇式反应器中就搅拌速度、粒径大小、反应温度、固液比和溶液的浓度等参数的影响进行了研究。结果表明溶解速度随温度、硝酸铵水溶液的浓度以及粒径和固液比的增加而增加,但搅拌速度对溶解速度无重要影响。硬硼酸钙在硝酸铵水溶液中可以高达100%。硬硼酸钙的溶解动力学根据多相和均相反应模型进行了检验。实验数据表明有高的活化能,说明基于多相反应动力学模型的溶解速度可表达为：1-(1-X)^1/3=3.28 ×10⁴·D^{-0.653 7}·C^{1.295 8}·(S/L)^{-0.490 9}·e^-41.40/(RT)·t。反应过程的活化能为41.40 kJ·mol^-1。     

烟气吸收液中亚硝酸铵的电化学氧化处理技术

为实现燃煤电厂烟气脱硫、硝和汞一体化工艺中吸收液副产物亚硝酸铵的废物利用,采用电化学氧化处理技术将吸收液中亚硝酸铵转化为硝酸铵. 采用极化曲线、循环伏安曲线和恒电流法等多种电化学测试方法评价和选取电极材料,探讨电解液组成的影响,得到优化的电化学氧化工艺参数,并用化学分析法验证了电化学氧化处理效果.     

双（2,2-二硝基丙基）甲缩醛的结构和爆轰性能的量子化学研究

利用B3LYP/6-311＋G（2d,p）方法对一种新型含能增塑剂双（2,2-二硝基丙基）甲缩醛进行几何优化,计算了其红外光谱、生成焓和爆轰特性. 分析了最弱键的键离解能和键级并预测了目标化合物的热稳定性. 结果表明双（2,2-二硝基丙基）甲缩醛中的四个N-NO2键的键离解能都为164.38 kJ/mol. 表明目标化合物是一个热力学性能稳定的化合物. 以凝聚相生成焓和分子密度为基础,采用Kamlet-Jacobs方法预测其爆速和爆压. 目标化合物的晶体结构属于P21空间群.