專利名稱:一種花炮氧化劑硝酸鋇的輕質化改性方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種花炮氧化劑硝酸鋇的輕質化改性工藝，具體的說，是用于鞭炮、開炸藥、點火藥、引線、綠光亮珠等花炮藥劑的硝酸鋇的改性方法。
背景技術：
花炮產業(yè)在生產儲運過程中，屢屢有重大事故現(xiàn)于報端，給人民的生命財產造成嚴重損失，對社會穩(wěn)定造成不良影響。當前，花炮產業(yè)的安全生產已經成為一個社會高度關注的事宜。在國務院明令禁止在花炮產業(yè)中使用敏感度極高的花炮氧化劑氯酸鉀(辦公廳國辦發(fā)[2002]52號文件)后，業(yè)內人士進行了各種各樣的替代氯酸鉀的安全氧化劑的研制。專利CN 1746141A提出了一種以高氯酸鉀和硝酸鋇為主體的配方型安全氧化劑；但由于其密度相對于傳統(tǒng)的氧化劑氯酸鉀和目前廣泛應用的氧化劑高氯酸鉀而言增幅較大(注硝酸鋇 P = 3. 24g · cnT3,氯酸鉀 P = 2. 3g · cnT3,高氯酸鉀 P = 2. 5g · cnT3),故作為替代氯酸鉀的安全氧化劑的實際推廣應用效果不夠理想。
硝酸鋇作為一種煙火藥劑配方中的氧化劑材料，除密度較大這一缺陷外，其它理化性能具有成為在花炮產業(yè)中作為替代氯酸鉀的安全氧化劑的特征(I)硝酸鋇價格低廉、來源廣泛；在花炮產業(yè)使用的各種氧化劑材料中，硝酸鋇的市場價格僅高于已經禁用的氯酸鉀，是目前允許使用的花炮氧化劑中最廉價的一種。(2)硝酸鋇安全性好；硝酸鋇熔點高(注硝酸鋇熔點592°C，氯酸鉀熔點370°C，高氯酸鉀在610°C熔化并分解)，分解時呈吸熱反應，因此在常溫下的化學穩(wěn)定性較高，貯運過程中不易產生燃燒爆炸的危險；硝酸鋇對機械的敏感度也不高；總體而言，使用硝酸鋇作為氧化劑的花炮藥劑在生產貯運過程中相對安全。但是硝酸鋇作為花炮氧化劑使用時因密度過大而導致應用推廣效果不夠理想。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種花炮氧化劑硝酸鋇的輕質化改性方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為一種花炮氧化劑硝酸鋇的輕質化改性方法，包括以下步驟
步驟1、制備硝酸鋇的熱飽和溶液；
步驟2、在上述熱飽和溶液中加入無機發(fā)泡劑；
步驟3、將步驟2得到的混合溶液加熱濃縮；
步驟4、將濃縮液蒸發(fā)結晶，析出的固體物質即為混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇；
步驟5、將混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇強熱發(fā)泡，至物料表面不再有氣體逸出為止，所得到的即為微觀結構疏松多孔的大顆粒輕質化硝酸鋇。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點使用無機發(fā)泡劑對硝酸鋇進行輕質化改性，在降低密度的同時，還能夠促進硝酸鋇的反應活性。利用本發(fā)明工藝可以降低硝酸鋇的密度12. 83%，所得到產品的密度與目前通用的氧化劑高氯酸鉀接近；本發(fā)明工藝制備的輕 質硝酸鋇反應活性增加，原料的反應溫度可提前11. 8°C，配制為綠光亮珠藥劑的點火溫度可降低51. 5°C。由于成本遠低于高氯酸鉀，輕質化硝酸鋇將得到更大范圍的應用。
具體實施方式
本發(fā)明的一種花炮氧化劑硝酸鋇的輕質化改性方法，包括以下步驟
步驟1、制備硝酸鋇的熱飽和溶液；制備硝酸鋇的熱飽和溶液的一種方法為將成品工業(yè)硝酸鋇與水按質量比20 100的比例混合后加熱至100°C。制備硝酸鋇的熱飽和溶液的另一種方法為將工業(yè)碳酸鋇與工業(yè)硝酸按質量比(O. 513 O. 56) (O. 805 O. 879)混合并加熱至100°C使其充分反應，在溶液接近中性(pH值為6 7)時視為反應終結。
步驟2、在上述熱飽和溶液中加入無機發(fā)泡劑；所述無機發(fā)泡劑為碳酸銨、碳酸氫
銨、草酸銨、硝酸銨中的一種或兩種或兩種以上的混合物；加入無機發(fā)泡劑的質量為步驟I中所使用的水的重量的5 15%。
步驟3、將步驟2得到的混合溶液加熱濃縮；對混合溶液加熱濃縮時，在溶液體積降低至原體積的60% 80%時，停止加熱。
步驟4、將濃縮液蒸發(fā)結晶，析出的固體物質即為混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇；
步驟5、將混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇強熱發(fā)泡，至產品表面不再有氣體逸出為止，所得到的即為微觀結構疏松多孔的大顆粒輕質化硝酸鋇。將混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇強熱發(fā)泡的溫度為280 350°C。
本發(fā)明的要點在于添加無機發(fā)泡劑(注化學發(fā)泡劑是無機或有機的熱敏性化合物，在一定溫度下會熱分解產生一種或多種氣體，從而在基體材料中形成泡孔結構(氣、固相共存)。無機發(fā)泡劑主要為碳酸鹽、碳酸氫鹽、草酸鹽等；有機發(fā)泡劑主要為烴類、偶氮類、亞硝基化合物、磺酰肼類等有機物，由于在硝酸鋇中加入有機物即相當于配制了一種煙火藥劑，與單純的原料硝酸鋇比較，煙火藥劑的燃燒爆炸危險性大幅度增加，故不可以使用有機發(fā)泡劑制備輕質硝酸鋇。)碳酸銨、碳酸氫銨、草酸銨、硝酸銨等與硝酸鋇同時結晶析出，隨后在加熱的條件下使混雜的發(fā)泡劑分解產生逸出氣體，從而造成硝酸鋇微觀結構的疏松多孔化，達到降低硝酸鋇密度的目的；此外，由于混雜結晶的過程使硝酸鋇不能形成完整的晶體結構，多孔化又造成其微觀表面積增加，故得到的輕質硝酸鋇的反應活性也相應提聞。
花炮氧化劑硝酸鋇的輕質化工藝，包括如下步驟
(I)制備硝酸鋇的熱飽和溶液；此步驟可采用兩條途徑實現(xiàn)，途徑I采用成品工業(yè)硝酸鋇為原料，途徑2采用工業(yè)碳酸鋇為原料；具體如下途徑1:將成品工業(yè)硝酸鋇與水按質量比20 100(注硝酸鋇在100°C水中溶解度為重量25. 5%。)的比例混合后加熱至100°C ;途徑2 :將工業(yè)碳酸鋇與工業(yè)硝酸按質量比O. 524 O. 834(注途徑2即工業(yè)上硝酸-碳酸鋇法制備硝酸鋇的第一步工藝，其中硝酸碳酸鋇的質量比0.513 O. 56 O. 805 O. 879。)混合并加熱至100°C使其充分反應，在溶液接近中性(pH值為6 7)時視為反應終結，所得到的溶液視為硝酸鋇的熱飽和溶液。
(2)在第一步得到的硝酸鋇熱飽和溶液中加入相當于第一步所使用的水的重量的5 10%的工業(yè)級無機發(fā)泡劑(碳酸銨、碳酸氫銨、草酸銨、硝酸銨等)，在攪拌下繼續(xù)加熱I 5min，使發(fā)泡劑充分溶解(注碳酸銨、碳酸氫銨、草酸銨在此過程中將與硝酸鋇發(fā)生化學反應，所得到的產物為易熱分解產生氣體的物質，硝酸銨不會發(fā)生反應)。
(3)將第二步得到的混合溶液加熱濃縮，在溶液體積降低至原體積的60% 80%時，停止加熱。
(4)將第三步得到的濃縮混合溶液轉移到蒸發(fā)設備中，在攪拌下進行加熱蒸發(fā)結晶，至水分完全蒸干為止，所析出的固體物質即為混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇。
(5)將第四步得到的固體物質在280 350°C下強熱，使混雜的無機發(fā)泡劑或其與硝酸鋇反應產生的易熱分解物質完全分解，至產品表面不再有氣體逸出為止，所得到的即為微觀結構疏松多孔的大顆粒輕質化硝酸鋇，其粒度在90 100目之間。
(6)為提高硝酸鋇的反應活性，可將第五步得到的大顆粒輕質硝酸鋇繼續(xù)粉碎細化、篩分后即可得到更高活性的超細輕質硝酸鋇。
·[0026]下面的實施例和對比例可以使本專業(yè)技術人員更全面地理解本發(fā)明。各項性能均按相同的測試方法進行，具體如下
權利要求
1.一種花炮氧化劑硝酸鋇的輕質化改性方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1、制備硝酸鋇的熱飽和溶液；具體為將成品工業(yè)硝酸鋇與水按質量比20 100的比例混合后加熱至100°C ;或具體為將工業(yè)碳酸鋇與工業(yè)硝酸按質量比(0.513 0.56) (0.805 0.879)混合并加熱至100°C使其充分反應，在溶液接近中性即pH值為6 7時視為反應終結； 步驟2、在上述熱飽和溶液中加入無機發(fā)泡劑；所述無機發(fā)泡劑為碳酸銨、碳酸氫銨、草酸銨、硝酸銨中的一種或兩種或兩種以上的混合物；加入無機發(fā)泡劑的質量為步驟I中所使用的水的重量的5 15% ； 步驟3、將步驟2得到的混合溶液加熱濃縮； 步驟4、將濃縮液蒸發(fā)結晶，析出的固體物質即為混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇； 步驟5、將混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇強熱發(fā)泡，至物料表面不再有氣體逸出為止，所得到的即為微觀結構疏松多孔的大顆粒輕質化硝酸鋇，將混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇強熱發(fā)泡的溫度為280 350°C，其中大顆粒輕質化硝酸鋇，其粒度在90 100目之間。
2.根據權利要求
1所述的花炮氧化劑硝酸鋇的輕質化改性方法，其特征在于，步驟3對混合溶液加熱濃縮時，在溶液體積降低至原體積的60% 80%時，停止加熱。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種花炮氧化劑硝酸鋇的輕質化改性方法，包括以下步驟步驟1、制備硝酸鋇的熱飽和溶液；步驟2、在上述熱飽和溶液中加入無機發(fā)泡劑；步驟3、將步驟2得到的混合溶液加熱濃縮；步驟4、將濃縮液蒸發(fā)結晶，析出的固體物質即為混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇；步驟5、將混雜發(fā)泡劑的硝酸鋇強熱發(fā)泡，至物料表面不再有氣體逸出為止，所得到的即為微觀結構疏松多孔的大顆粒輕質化硝酸鋇。本發(fā)明的方法使用無機發(fā)泡劑對硝酸鋇進行輕質化改性，在降低密度的同時，還能夠促進硝酸鋇的反應活性。
文檔編號C06B31/02GKCN102199064 B發(fā)布類型授權 專利申請?zhí)朇N 201010129564
公開日2013年3月27日 申請日期2010年3月23日
發(fā)明者陳昕, 潘功配, 曹傳新, 關華, 呂惠平, 鄭磊, 朱晨光, 宋東明 申請人:南京理工大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3),