(57)【要約】【課題】塊状にした推進薬を水に浸漬してから処理する場合、数日間が経過しても火薬としての性質が残ることがあり、推進薬を非火薬化するまでに長期間を要するという問題点があった。【解決手段】火薬や爆薬である火薬類を処理するに際し、火薬類を微粉砕し、微粉砕した火薬類を液体に溶解したスラリーの固形分を分離した溶液、及び微粉砕した火薬類を液体に加熱溶解した溶液のうちのいずれかを、湿式酸化する方法とし、火薬類を短時間で安全に処理し得るものとした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火薬や爆薬である火薬類を処理するに際し、火薬類を微粉砕し、微粉砕した火薬類を液体に溶解したスラリーの固形分を分離した溶液、及び微粉砕した火薬類を液体に加熱溶解した溶液のうちのいずれかを、湿式酸化することを特徴とする火薬類の処理方法。
【請求項２】
容器内で固形化された火薬類又は固形化して容器に入れた火薬類の処理であって、容器内の火薬類に液体を高圧噴射してその火薬類を微粉砕することにより、スラリー又は溶液を得ることを特徴とする請求項１に記載の火薬類の処理方法。
【請求項３】
火薬類を溶解する液体が水であり、スラリー又は溶液にアルカリ物質を添加することを特徴とする請求項１又は２に記載の火薬類の処理方法。
【請求項４】
火薬類がロケットモータのコンポジット推進薬であって、微粉砕した推進薬のスラリー又は推進薬に噴射する液体に、界面活性剤を添加することを特徴とする請求項２又は３に記載の火薬類の処理方法。
【請求項５】
火薬類が無煙火薬であり、無煙火薬を溶解する液体がアルカリ水溶液であることを特徴とする請求項１又は２に記載の火薬類の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火薬や爆薬である火薬類を安全に処理する方法に関するものであって、より具体的には、ロケットモータのコンポジット推進薬や無煙火薬等の火薬類を処理するのに利用される火薬類の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
火薬類の処理としては、例えば、ロケットモータのコンポジット推進薬の処理が挙げられる。コンポジット推進薬は、主として固体酸化剤粉末と高分子燃料を混合したものであって、固体酸化剤粉末には主に過塩素酸アンモニウムを用いると共に、高分子燃料にはポリブタジエン等の合成ゴムを用いており、このほか、必要に応じてアルミニウム粉末等の助燃剤を含み、モータケースに充填して所定の形状に硬化させてある。また、無煙火薬は、ニトロセルロース、ニトログリセリン及びニトログアニジンのうちの少なくとも一つを主剤とし、これに溶剤、安定剤、緩燃剤及び消炎剤等を添加して所定形状に固めたものである。
【０００３】
従来において、ロケットモータの製造中に不良となったコンポジット推進薬を処理するには、モータケースに損傷を与えないように水を高圧で噴射して推進薬を崩し、塊状にして取出して焼却すると共に、廃液を希釈廃棄していた。また、不要となったロケットモータを処理する場合には、推進薬がコンポジット推進薬及びダブルベース推進薬のいずれであっても、スタンドに固定して燃焼させるのが一般的であるが、別の方法として、モータケースから推進薬を引き出して所定の大きさに切断した後、あるいはモータケースを切断して推進薬を取出した後、上記した処理と同様に、塊状の推進薬の焼却と廃液の希釈廃棄を行っていた。
【０００４】
さらに、従来では、処理作業の安全性をより高めるために、コンポジット推進薬の処理においては、塊状の推進薬を水に浸漬して酸化剤を溶解させ、その後、推進薬の焼却と廃液の希釈廃棄を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の処理方法にあっては、塊状の推進薬を水に浸漬した場合、数日間が経過しても酸化剤が抜けずに火薬としての性質が残ることがあるので、推進薬を非火薬化するまでに長期間を要するという問題点があり、改善が要望されていた。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたものであって、火薬や爆薬である火薬類を処理するに際して、火薬類を短時間で安全に処理することができる火薬類の処理方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の火薬類の処理方法は、請求項１として、火薬や爆薬である火薬類を処理するに際し、火薬類を微粉砕し、微粉砕した火薬類を液体に溶解したスラリーの固形分を分離した溶液、及び微粉砕した火薬類を液体に加熱溶解した溶液のうちのいずれかを、湿式酸化することを特徴とし、請求項２として、容器内で固形化された火薬類又は固形化して容器に入れた火薬類の処理であって、容器内の火薬類に液体を高圧噴射してその火薬類を微粉砕することにより、スラリー又は溶液を得ることを特徴とし、請求項３として、火薬類を溶解する液体が水であり、スラリー又は溶液にアルカリ物質を添加することを特徴とし、請求項４として、火薬類がロケットモータのコンポジット推進薬であって、微粉砕した推進薬のスラリー又は推進薬に噴射する液体に、界面活性剤を添加することを特徴とし、請求項５として、火薬類が無煙火薬であり、無煙火薬を溶解する液体がアルカリ水溶液であることを特徴としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００８】
なお、上記構成において、噴射する液体には、例えば水や研磨剤を添加した水を用いることができる。また、添加するアルカリ物質としては、水酸化ナトリウムや水酸化アンモニウムなどを用いることができる。さらに、スラリー又は溶液を湿式酸化する際には、チタン、粒状又はペレット状のチタニア、アルミナにルテニウムやパラジウム等の貴金属を担持したもの、白金、ゼオライト又は火山灰などの酸化触媒を使用することができる。
【０００９】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる火薬類の処理方法では、火薬や爆薬である火薬類を微粉砕するので、その後の溶解が早いものとなり、また、微粉砕した火薬類を液体に溶解したスラリーの固形分を分離した溶液、及び微粉砕した火薬類を液体に加熱溶解した溶液のうちのいずれかを湿式酸化するので、火薬類の分子を分解する必要は無く、火薬類を単に溶解させれば良い。そして、当該処理方法では、溶解によって火薬類の火薬又は爆薬としての性質を失わせ、安全に湿式酸化処理をし得ることとなる。
【００１０】
本発明の請求項２に係わる火薬類の処理方法では、容器内で固形化された火薬類又は固形化して容器に入れた火薬類を処理するに際し、容器内の火薬類に液体を高圧噴射してその火薬類を微粉砕するので、火薬類が分散してスラリー又は溶液になり、短時間で非火薬化されることとなる。
【００１１】
本発明の請求項３に係わる火薬類の処理方法では、火薬類を溶解する液体が水であり、スラリー又は溶液にアルカリ物質を添加するので、火薬類の溶解がより促進されるとともにＰＨが上昇する。
【００１２】
本発明の請求項４に係わる火薬類の処理方法では、火薬類がロケットモータのコンポジット推進薬であって、微粉砕した推進薬のスラリー又は推進薬に噴射する液体に、界面活性剤を添加するので、高分子燃料であるバインダーの再凝縮を防止し、酸化剤の溶解をより促進する。
【００１３】
本発明の請求項５に係わる火薬類の処理方法では、火薬類が無煙火薬であり、無煙火薬を溶解する液体がアルカリ水溶液であることから、無煙火薬の溶解がより促進されるとともにＰＨが上昇する。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる火薬類の処理方法によれば、火薬や爆薬である火薬類を微粉砕し、微粉砕した火薬類を液体で溶解したスラリーの固形分を分離した溶液、又は微粉砕した火薬類を液体に加熱溶解した溶液を湿式酸化することにより、火薬類を短時間で非火薬化（又は非爆薬化）して、安全に処理することができる。
【００１５】
本発明の請求項２に係わる火薬類の処理方法によれば、請求項１と同様の効果を得ることができ、とくに、容器内で固形化された火薬類又は固形化して容器に入れた火薬類を処理するに際し、火薬類を液体の高圧噴射により微粉砕することから、火薬類をスラリー又は溶液にして短時間で非火薬化し、取り扱いの容易なものにすることができる。
【００１６】
本発明の請求項３に係わる火薬類の処理方法によれば、請求項１及び２と同様の効果を得ることができるうえに、火薬類を溶解する液体として水を用いると共に、スラリー又は溶液にアルカリ物質を添加することにより、火薬類の溶解をより促進することができ、また、ＰＨを上昇させて非火薬化をより確実なものにして、処理時間のさらなる短縮を実現することができると共に、湿式酸化処理において発生する酸を中和して湿式酸化処理装置の腐食を防止することができる。
【００１７】
本発明の請求項４に係わる火薬類の処理方法によれば、請求項２及び３と同様の効果を得ることができ、とくに、コンポジット推進薬を処理するに際し、微粉砕した推進薬のスラリー又は推進薬に噴射する液体に、界面活性剤を添加することにより、酸化剤の溶解及び推進薬の分散をより促進すると共に、高分子燃料であるバインダーの再凝縮を防止して、短時間で非火薬化することができ、これにより、作業の安全性をより高めることができると共に、固形物は酸化剤の溶出により火薬としての性質を失っているので、廃棄が容易であり、環境保護などの面でも有用である。
【００１８】
本発明の請求項５に係わる火薬類の処理方法によれば、請求項１及び２と同様の効果を得ることができ、とくに、無煙火薬を処理するに際し、無煙火薬を溶解する液体としてアルカリ水溶液を用いることにより、無煙火薬の溶解がより促進し、ＰＨを上昇させて非火薬化をより確実なものにして、処理時間のさらなる短縮を実現することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる火薬類の処理方法の一実施例を説明する。この実施例では、容器内で固形化させた火薬類（火薬や爆薬）の処理として、ロケットモータのコンポジット推進薬を処理する場合を示している。
【００２０】
図１は、本発明に係わる火薬類の処理方法が適用可能な処理装置の一例を示す図であって、図中に示すロケットモータＲは、モータケースＣにコンポジット推進薬Ｐが装填してある。コンポジット推進薬Ｐは、酸化剤である過塩素酸アンモニウムと、高分子燃料であり且つバインダーを兼ねるポリブタジエン等の合成ゴムと、アルミニウム等の金属粉である助燃剤を混合したものであり、モータケースＣに充填されて、内孔Ｈを有する形状に硬化させてある。図１では、モータケースＣから推進ノズルを外した状態を示している。
【００２１】
処理装置は、モータケースＣを横向きにして固定状態にするスタンド１と、モータケースＣ内の推進薬Ｐに液体を高圧噴射する噴射手段２を備えている。噴射手段２は、液体の供給管３を備えると共に、架台４上に、供給管３を軸線回りに回転させる回転装置５と、供給管３を軸線方向に往復動させる移動装置６を備えている。そして、スタンド１側や架台４側において、モータケースＣと供給管３が同軸上に配置されるように位置調整を行う。
【００２２】
供給管３は、先端部に複数の噴射ノズル３ａを備えている。これらの噴射ノズル３ａは、いずれも供給管３の半径方向を噴射方向とし、噴射時の反力によって生じる振動等を抑制するために、軸線回りに等間隔で配置してある。また、供給管３は、基端部が図示しない液体供給源に接続してあり、液体（推進薬Ｐを溶解させる液体）として水が供給されるようになっている。なお、半径方向の噴射は、軸線に対して適度に傾けても良い。
【００２３】
そして、上記の処理装置を用いて推進薬Ｐを処理するには、図１に示す如く供給管３の先端部をモータケースＣ内に配置した状態から、噴射ノズル３ａより液体を高圧で噴射させ、回転装置５により供給管３を回転させながら、移動装置６により供給管３を一定速度で前進させる。ここで、コンポジット推進薬Ｐを処理する場合、噴射する液体の圧力は、５０ＭＰａ以上であり、圧力の上限は、液体供給源側の制約にもよるが、例えば２００〜３００ＭＰａ程度である。
【００２４】
上記の液体噴射により、推進薬Ｐは、端部から削られるようにして微細に粉砕されると共に、分散してスラリー状になり、火薬としての性質が失われたものとなる。また、スラリー状になった推進薬は、モータケースＣの下側に配置した廃棄容器７に回収することができる。コンポジット推進薬の例では、酸化剤である過塩素酸アンモニウムが水に溶出するため、固形分は火薬としての性質を失っており、一般の可燃物として取り扱うことが可能である。
【００２５】
なお、具体例として、コンポジット推進薬Ｐを径１ｍｍ以下で適当な長さを有する細片に微粉砕した後、これを水に浸漬したところ、酸化剤である過塩素酸アンモニウムを数時間以内で溶出させることができた。
【００２６】
ここで、当該処理方法にあっては、噴射する液体又は回収したスラリー状の推進薬に、界面活性剤とアルカリ物質を添加する。すなわち、界面活性剤を添加することにより、推進薬Ｐに含まれる酸化剤（過塩素酸アンモニウム）の溶解と推進薬の分散（スラリー化）がより促進されるようにし、さらに、高分子燃料であるバインダーの再凝縮を防止するようにしている。また、アルカリ物質として水酸化ナトリウムや水酸化アンモニウムを添加することにより、酸化剤の溶解をより促進すると共に、ＰＨを上昇させて非火薬化をより確実にし、とくに、湿式触媒酸化時の塩酸の生成を阻止する。
【００２７】
さらに、当該処理方法にあっては、非火薬化したスラリー又は固液分離後の溶液に対して、チタニア等の酸化触媒を用いて湿式酸化処理を行う。これにより、ＮＯｘやダイオキシン等の有害ガスや煤塵等を発生させることなく酸化剤が分解され、水、窒素ガス、酸素ガス及び無機塩等が生成されると共に、助燃剤として含まれていた金属粉が残渣として排出され、スラリー又は液体成分は無害化されることとなる。また、燃料成分である合成ゴムは、当然微粉砕されており、且つ無害化されているので、焼却又は埋設等の処理をすることが可能である。
【００２８】
なお、具体例として、コンポジット推進薬Ｐの処理における湿式酸化では、処理温度を１８０〜２２０℃とした。推進薬Ｐは、微粉砕して溶解することにより火薬としての性質を失うので、安全に湿式酸化処理することができる。
【００２９】
このようにして、当該処理方法では、短時間で推進薬Ｐを非火薬化することができる。具体的には、当該処理方法によれば、図２にコンポジット推進薬の水浸漬時間による発熱量変化を示すように、液体の高圧噴射直後から数時間のうちに固形分発熱量が低下して非火薬化することができ、数日間経過しても非火薬化が困難であった従来に比べて、推進薬Ｐの処理作業を大幅に簡略化し且つ安全に行うことができる。また、当該処理方法によれば、推進薬Ｐを最終的に無害化することができるので、これを廃棄することが容易であり、環境保護などの面でもきわめて有用である。
【００３０】
図３は、本発明に係わる火薬類の処理方法が適用可能な処理装置の他の例を示す図である。先の実施例（図１）では、コンポジット推進薬Ｐが内孔Ｈを有する形状であったのに対して、この例では、推進薬Ｐが端面燃焼型である場合を示している。
【００３１】
この場合、供給管３の先端部には、軸線方向に向いた噴射ノズル３ｂと、供給管３の半径方向に対して前進方向に傾斜した複数の噴射ノズル３ｃが設けてある。これらの噴射ノズル３ｂ，３ｃを備えた処理装置を用いることにより、端面燃焼型の推進薬Ｐをその端面から削るように微粉砕することが可能である。
【００３２】
なお、処理装置の構造が上記実施例に限定されないことは言うまでもなく、また、推進薬を微粉砕する際には、先端部の進退を繰り返しながら行うようにしても良い。さらに、モータケースＣ側を軸線回りに回転させても、上記実施例と同様に推進薬Ｐの微粉砕を行うことができるが、供給管３を回転させる方が装置構造を小型で且つ簡単なものにし得る。さらに、ロケットモータＲ及び供給管３を傾斜させて、微粉砕した推進薬Ｐの流出を促進させても良い。
【００３３】
さらに、本発明の火薬類の処理方法は、火薬類を微粉砕する手段として、液体の高圧噴射以外に、破砕ポンプ、破砕機及び切削装置などの機械的手段を採用することができ、また、コンポジット推進薬だけでなく、容器内で固形化されたその他の火薬類又は固形化して容器に入れた火薬類、無煙火薬の処理に適用することができ、火薬の成分に応じて適宜の処理剤を使用する。
【００３４】
ここで、無煙火薬の処理において、液体の高圧噴射で微粉砕する場合には、液体の圧力を８０ＭＰａ以上とするのが良い。なお、無煙火薬の処理では、微粉砕した火薬が再凝集することがないので、界面活性剤は不要である。
【００３５】
また、無煙火薬の溶解において、例えば水酸化ナトリウムを用いる場合には、５〜２５％程度の濃度の水酸化ナトリウム溶液に微粉砕した無煙火薬を浸漬し、これを加熱して溶解させる。アルカリ水溶液中で火薬類を分解する方法はアルカリ加水分解として知られているが、当該処理方法では、引き続き湿式酸化処理を行うので、火薬類は溶解していれば充分であり、これにより処理時間も短いものとなる。さらに、溶解していることによって、湿式酸化処理において無煙火薬を自己分解温度以上に加熱しても、急激な圧力ピークを発生することがなく、安全に湿式酸化処理をすることができる。
【００３６】
さらに、無煙火薬を加熱溶解するには、大気圧下（１００℃以下）で良い。例えば、予め厚さ１〜２ｍｍ程度に微粉砕したものであれば、数時間で溶解させることができ、より具体的には、厚さ１．７ｍｍに微粉砕したダブルベースを１５％の水酸化ナトリウム溶液中に浸漬して８５℃で加熱したところ、約４時間で溶解した。なお、無煙火薬の処理では、無煙火薬がすべて溶解して残渣物が出ることはない。また、無煙火薬の湿式酸化処理前の溶液はアルカリ度が高いので、湿式酸化処理装置に悪影響を及ぼすことがないように、事前に硫酸等で中和することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる火薬類の処理方法に適用可能な処理装置の一例を示す断面説明図である。
【図２】コンポジット推進薬の水浸漬時間による発熱量変化を示すグラフである。
【図３】本発明に係わる火薬類の処理方法に適用可能な処理装置の他の例を示す断面説明図である。
【符号の説明】
Ｃ    モータケース（容器）
Ｐ    コンポジット推進薬（火薬類）
Ｒ    ロケットモータ
【図１】
2004331406.tif 000003
【図２】
2004331406.tif 000004
【図３】
2004331406.tif 000005