乳化炸药废药中析晶硝酸铵含量的测定

于魏清

（煤炭科学研究总院爆破技术研究所，安徽 淮北，235000）

乳化炸药是指一类利用乳化技术制备的油包水（W/O）乳胶型抗水工业炸药，随着国家民爆行业政策的调整，乳化炸药已成为一种主要的工业炸药产品。但由于配料过程、原材料质量、生产工艺控制不当以及人为因素、环境因素等原因，在贮存期范围内炸药产品常常会出现破乳、析晶、硬化等现象，从而失去雷管感度和爆轰能力，形成乳化炸药废药。

随着国民经济的发展，以及人们对环境保护的认识，工业炸药废药处理也受到了重视，废药的回收利用无疑是最佳的处置方法，因此也是目前的研究热点[1-4]。现有的乳化炸药废药回收利用技术是将乳化炸药废药预先处理后，再添加一定比例的相应新原料，结合具体的工艺重新制备成乳化炸药，或将其制备成水胶炸药。在乳化炸药废药回收利用过程中，如果能预先测定乳化炸药废药中析晶硝酸铵的量，就可以根据析晶硝酸铵的量来确定新添加原料的配比以及废药的加入量，以确保新制备的含废药的乳化炸药或水胶炸药质量符合要求。因此测定乳化炸药废药中硝酸铵的析出量，对指导乳化炸药废药的回收利用有着十分重要的意义。

甲醛法[5]是目前工业生产中常用的测定铵态氮的方法，它是利用甲醛与铵作用析出定量的酸，而后用碱滴定来测定含氮量的。甲醛法测定快速、简单，且不需要特殊的仪器，常被用来检测硝酸铵的含量[6]。本文根据乳化炸药具体组成及性质，利用甲醛法测定铵态氮的原理，介绍了一种乳化炸药废药中析晶硝酸铵的测定方法，用来指导乳化炸药废药的回收利用。

1 实验部分

1.1 实验原理

1.1.1 甲醛法的测定原理

甲醛与铵盐反应，生成质子化六次甲基四胺和H+，所生成的酸（包括质子化六次甲基四胺，Ka=7.l×10-6）可以用标准碱溶液滴定。其反应式为：

六次甲基四胺为弱碱（Kb=1.4×10-9），故选用酚酞作指示剂确定滴定终点。

1.1.2 废药中析晶硝酸铵的测定

析晶硝酸铵是破乳后的液态硝酸铵重新结晶而成，表面已失去油膜的包覆，因此溶于水。将乳化炸药废药浸泡在水中，析晶硝酸铵就会溶解在水中，用甲醛法测定溶解在水中的硝酸铵含量即为废药中析晶硝酸铵的量。由于乳化炸药在敏化过程中可能加入了促进剂，因此，试样中可能会含有游离酸，加甲醛之前应先以甲基红为指示剂，用碱溶液（氢氧化钠标准溶液）中和试样中的游离酸，以免影响测定。然后将一定的滤液与甲醛反应生成硝酸，用氢氧化钠标准溶液滴定，可算出析晶硝酸铵含量。

1.2 仪器与试剂

氢氧化钠(GB629)标准溶液：0.1mol/L；甲基红指示剂：0.1%乙醇溶液；酚酞指示剂：1%的酚酞(GB3039)乙醇溶液；36%～38%甲醛溶液(GB 685)；锥形瓶：250mL；移液管：50 mL；滴定管：50 mL。

1.3 实验方法

（1）称取乳化炸药废药2g(精确至0.000 2g)于载玻片上，用另一个载玻片刮平；

（2）将载有废药的载玻片放入盛有150mL蒸馏水的烧杯中，置于（40±2）℃水浴中恒温0.5h，把烧杯从水浴中取出，用玻璃棒搅拌几下，然后进行过滤，过滤完后用蒸馏水洗涤滤纸3次，将洗涤液、滤液收集于250mL的容量瓶中，再用蒸馏水稀释至刻度线，混匀，备用；

（3）准确移取50mL滤液于250mL的锥形瓶中，加2～3滴甲基红指示剂，用0.1mol/L 的氢氧化钠标准溶液进行滴定，溶液由淡红色变为浅黄色时即为终点，记下所消耗的氢氧化钠标准溶液的体积V1；再加入36%～38%已中和过的甲醛溶液5mL，加入2滴酚酞指示剂，用0.1mol/L的氢氧化钠标准溶液继续滴定至溶液颜色为淡红色，并保持2min不褪色为止，记下所消耗氢氧化钠标准溶液的体积V2。

（4）结果计算

析晶硝酸铵的含量X按公式（1）计算。

式（1）中：X为析晶硝酸铵的含量，%；c为NaOH标准溶液的摩尔浓度，mol/L；V1为第1次滴定所消耗NaOH标准溶液的体积，mL；V2为第2次滴定所消耗NaOH标准溶液的体积，mL；m为试样的重量，g；0.080 04为硝酸铵的毫克当量。

2 结果与讨论

利用上述方法对乳化炸药废药样品中析晶硝酸铵进行了测试，测试结果见表 1。其中，c=0.093 3 mol/L。测试结果表明，1#乳化炸药废药析晶较严重，3#次之，2#居中，根据其硝酸铵的析晶量，确定其废药的回收利用配比及新的原材料配比，见表2。

表1 乳化炸药废药样品中析晶硝酸铵的含量Tab.1 The content of the AN crystal separated out from the waste propellant samples of emulsion explosive

按照上述配方制成的乳化炸药，对其爆炸性能进行测试，测试结果见表3。

从表3结果看出，炸药性能符合GB 18095-2000乳化炸药技术指标要求。

上述实验结果表明，该方法可以用来测定乳化炸药废药中析晶硝酸铵的含量，用来指导废药的回收利用，确保用废药制成的乳化炸药爆炸性能符合要求。

表2 含废药的乳化炸药配方 (%)Tab.2 The formula of emulsion explosive containing wastepropellant (%)

表3 含废药乳化炸药产品的爆炸性能Tab.3 The explosion properties of the emulsion explosive containing waste propellant

3 结论

（1）甲醛法硝酸铵含量的测定可以用于乳化炸药废药中硝酸铵析晶程度的分析；

（2）依据测定的析晶硝酸铵含量，对含废药乳化炸药的配方进行设计，并对按此配方生产的含废药乳化炸药产品爆炸性能进行测试，结果符合 GB 18095-2000 乳化炸药 技术指标；

（3）该测定方法可以用来指导含废药乳化炸药生产配方的设计。

[1]施军.废乳化炸药的回收利用[J].火炸药,1996(3):28-30.

[2]许军英,等.废乳化炸药回收利用方法的探讨[J].爆破器材,2001,30(1):11-12.

[3]潘涛,等.乳化炸药返工药回收工艺技术[J].煤矿爆破,2006,(1):33-34.

[4]张振新,等.废旧乳胶炸药的回收方法:CN,1594242A[P].2005-03-16．

[5]GB/T 3600-2000 肥料中铵态氮含量的测定[S].中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会,2000.

[6]杨同光.铵梯邻炸药中硝酸铵含量的快速测定[J].爆破器材,1990(5):5-6.