Сравнение физико-химических и технологических свойств ТНРС, полученного через стифнат натрия и стифнат магния

УДК 547.00

О. В. Трухан, А. М. Килина, Р. М. Хусаинов, Ю. М. Аташев, Т. С. Ризбаева, Э. И. Гарифуллина

СРАВНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТНРС, ПОЛУЧЕННОГО ЧЕРЕЗ СТИФНАТ НАТРИЯ И СТИФНАТ МАГНИЯ

Ключевые слова: тринитрорезорцинат свинца, чувствительность к удару, гравиметрическая плотность, кристаллы,

раствор стифната натрия, раствор стифната магния.

Исследованы влияния ионов натрия и магния на формирование зерна тринитрорезорцината свинца (ТНРС) посредством исследований внешнего вида продукта; изучены физико-химические свойства ТНРС, синтезированного по двум способам: через стифнат натрия и стифнат магния с вариацией температурных режимов в пределах 65-75 °С.

Key words: lead styphnate, sensitivity to shock, gravimetric density, сгуstals, styphnate solution of sodium, styphnate

solution of magnesium.

Investigated the effect of sodium and magnesium ions on the formation of grain lead styphnate through research appearance of the product; studied the physicochemical properties of lead styphnate synthesized in two ways: through styphnate sodium and magnesium styphnate with variation of temperature regimes within 65-75 °C.

Введение

Синтез ТНРС согласно сведениям Л.И. Ба-гала [1] ведется через раствор стифната натрия с концентрацией 4%. Температурный режим синтеза при этом поддерживается в пределах 65-750С, раствор стифната натрия дозируется в раствор азотнокислого свинца.

Наряду с получением ТНРС через раствор стифната натрия для получения заданной кристаллической структуры в литературе имеются данные по его получению через раствор стифната магния [2-5].

Цель данной работы состояла в изучении влияния ионов натрия и магния на формирование зерна тринитрорезорцината свинца посредством исследований внешнего вида продукта, физико-химических характеристик, чувствительности к удару, технологических свойств ТНРС, синтезированного по двум способам - через стифнат натрия и стифнат магния с вариацией температурных режимов в пределах 65-75 0С.

Экспериментальная часть

Для проведения опыта были приготовлены 4%-ный раствор стифната натрия и соответствующий по концентрации стифната 3,7% раствор стиф-ната магния. Растворы готовились из сухой стиф-ниновой кислоты методом растворения бикарбоната натрия и окиси магния по стехиометрии. Под-кисление растворов вели концентрированной уксусной кислотой до значения РН равному 4,7.

Синтезы проводились при температуре 75 0С (первый и второй варианты) и 65 0С (третий и четвертый варианты) с использованием растворов стифната натрия и стифната магния.

Неизменными параметрами при синтезах ТНРС были:

- раствор азотнокислого свинца (15% концентрации, РН =3,4) одной партии;

- скорость вращения мешалки в реакторе синтеза -350 об/мин;

- время дозирования раствора азотнокислого свинца в раствор стифната;

- объем сливаемых растворов рассчитывался на стехиометрический выход продукта 5 г;

Полученный продукт испытан на чувствительность к удару на копре К-44-1 с грузом 225г, проведен визуальный осмотр и фотографирование кристаллов ТНРС с использованием комплекса визуального контроля, определена насыпная плотность гравиметрическим методом, определена массовая доля азота в ТНРС, синтезированного через соль натрия и магния, представляющие агломераты из мельчайших кристаллов.

Результаты и обсуждение

В табл. 1 представлены результаты физико-химического анализа ТНРС.

Таблица 1 - Результаты физико-химического анализа ТНРС

Вари-

ант син- Физико-химические свойства продукта

№ синтеза теза

Т-ра синтеза, 0С Раствор стиф-ната Внешний вид, выход продукта, г Размер, мкм Грави-метрическая плотность г/см3 Массовая доля азота, %

1 2 3 4 5 6 7

Разнород-

ные по

величине

кристаллы, до 50%,

1 75 0С Na плотноаг-регирован-ные, равноосные. Выход продукта -78,04% до 305 1,30 9,06

Окончание табл. 1

1 2 3 4 5 6 7

Ровные,

более

правильной фор-

мы кри-

сталлы с

незна-

2 75 0С Mg чительной плотной агрегацией, равноосные без пыли Выход продукта-84,4% до 275 1,36 9,07

Более

однород-

ные по

величине

кристал-

лы, прак-

тически

полно-

3 65 0С № стью плотноаг-региро-ванные, равноосные. Выход продукта-83,4% 320 1,18

Тонколе-

пестковые

агрегиро-

ванные

4 65 0С Mg кристаллы, зерно вытянутое Выход продукта-89,6% 180 1,08

Ниже приведены фото продукта по вариантам синтеза.

Рис. 1 - Синтез №1 через стифнат натрия и температуре 75 0С

Рис. 2 - Синтез №2 через стифнат магния и температуре 75 0С

Рис. 3 - Синтез №3 через стифнат натрия и температуре 650С

Рис. 4 - Синтез №4 через стифнат магния и температуре 650С

При испытании на чувствительность на копре К-44-1 с грузом 225 г получили результаты, изложенные в табл. 2.

Таблица 2 - Результаты испытании ТНРС

Вариант синтеза Высота сбрасываемого груза, мм % срабатывания

№1 (через стифнат натрия) 20 30 76 100

№2 (через стифнат магния) 20 30 92 100

Выводы

По результатам проведенной работы установлено:

1.Присутствие ионов натрия и магния в маточном растворе из-за различного поляризующего действия по-разному влияет на кинетику роста зерна при прочих равных условиях синтеза. Более технологичное зерно получается при использовании стифната магния и более высокой температуры в реакторе синтеза.

2. Снижение температуры синтеза отрицательно сказывается на форме кристалла: идет агрегирование зерна и потеря технологических свойств.

3. Влияние температуры при формировании кристаллов ТНРС из стифната магния более выражено, чем из стифната натрия.

4. Массовая доля азота в ТНРС синтезированного через стифнат натрия и стифнат магния подтверждает идентичность химического состава.

5. Верхний порог чувствительности к удару для ТНРС, синтезированного через стифнат натрия

и стифнат магния одинаков (30мм).. По испытанным промежуточным точкам (20мм) большую чувствительность имеет ТНРС, полученный через стифнат магния. Предположительно, это связано с формой кристалла.

Литература

1. Л.И.Багал Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ, М, 1975.

2. А.В. Шубников «Образование кристаллов» изд. Академия Наук , 1947.

3. А.И Гольбиндер «Лабораторные работы по курсу теории взрывчатых веществ», Госвузиздат, Москва, 1963.

4. О.В. Трухан, С.А. Поздняков, А.М. Килина, Р.М. Ху-саинов, Р.З. Гильманов Влияние некоторых факторов синтеза на формирование зерна кристалла (на примере получения азида свинца декстринового). Часть 1. Вестник Казанского технологического университета, Казань, 2013, №13, С.59-60.

5. Гильманов Р.З., Фаляхов И.Ф., Гильманова Т.Б., Хай-рутдинов Ф.Г. Разработка экологически безопасных инициирующих веществ, Вестник Казанского технологического университета, Казань, 2012, №13, С.55-56.

© О. В. Трухан - ведущий инженер-технолог ОАО «НМЗ «Искра», ogt2@nmz-iskra.ru; А. М. Килина - начальник ЦЗЛ ОАО «НМЗ «Искра», czl2200@yandex.ru; Ю. М. Аташев - заместитель начальника ЦЗЛ ОАО «НМЗ «Искра», czl@2200yandex.ru; Р. М. Хусаинов - к.х.н., доцент каф. ОХЗ КНИТУ, r_khusainov@mail.ru; Т. С. Ризбаева - студент гр. V курса КНИТУ, rizbaeva.tanzilya.92@mail.ru; Э. И. Гарифуллина - студент гр. V курса КНИТУ, el_ga92@mail.ru.

© O. V. Trukhan - senior engineer-technologist «NMP «ISKRA», ogt2@nmz-iskra.ru; A. M. Kilina - chief of central plant labs «NMP «ISKRA», czl2200@yandex.ru; J. M. Atashev - depchief of central plant labs «NMP «ISKRA», czl@2200yandex.ru; R. M. Khousainov - Ph.D. in Chemistry, Associate Professor of Equipment Chemical Plants KNRTU, r_khusainov@mail.ru; T. S. Rizbayeva - student of group V course Equipment Chemical Plants KNRTU, rizbaeva.tanzilya.92@mail.ru; E. I. Garifullina -student of group V course Equipment Chemical Plants KNRTU, el_ga92@mail.ru.