Новые подходы к утилизации боеприпасов и военной техники ПРЕЗЕНТАЦИЯ

ПРЕЗЕНТАЦИЯ
Новые подходы к
утилизации боеприпасов
и военной техники
Биотехнологии в
переработке техногенных
отходов
ЗАДАНИЕ:
разработка универсального способа
утилизации боеприпасов, содержащих
тротил и гексоген.
Разработчики:
- СНУЯЭиП (Украина);
- VITAVA d.o.o. (Словения).
Постановка задачи




Запасы подлежащих утилизации взрывчатых веществ (ВВ)
значительно превышают потребности в их переработке на
промышленную взрывчатку. Существующие технологии
позволяют утилизировать только тротилосодержащие
взрывчатые вещества.
Промышленные технологии утилизации гексогенсодержащих
материалов отсутствуют.
Подлежащие утилизации ВВ активно загрязняют
окружающую среду, а методы их уничтожения не отвечают
современным требованиям ни по экологической
безопасности, ни по экономичности.
Необходим эффективный универсальный способ утилизации
обычных боеприпасов и отходов производства ВВ,
отвечающий современным требованиям экологической
безопасности.
Этапы работы





Разработка технологии биологического вскрытия
оболочек боеприпасов.
Разработка технологии биодеструкции ВВ (тротил,
гексоген, «морские смеси»).
Селекция вермикультуры, способной
«перерабатывать» тротил и гексогеносодержащие
отходы.
Разработка мобильных комплексов по утилизации
нетранспортабельных боеприпасов и их утилизации в
полевых условиях.
Рекультивация земель, содержащих остатки
неразложившегося ВВ.
Основные требования:



Безопасность проводимых работ для
персонала и окружающей среды.
Технологическая простота.
Экономическая эффективность (низкая
себестоимость и получение готового
продукта).
Области применения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Вскрытие металлических оболочек
крупногабаритных боеприпасов.
Утилизация взрывчатых веществ и отходов
производств ВВ.
Получение концентратов благородных и редких
металлов методом выщелачивания.
Переработка шлаков медеплавильных
производств с содержанием Cu до 30%
Переработка смешанного лома (малогабаритные
электродвигатели и трансформаторы).
Переработка кабельной продукции и
электротехнического лома.
Переработка жести и металлической стружки, не
принимаемых на переработку металлургическими
комбинатами.
Анализ существующих методов вскрытия и извлечения ВВ из боеприпасов
Наименование технологий
Характеристика технологий
1-я группа.
Извлечение ВВ методом теплового воздействия.
1.1
Контактное выплавление паром.
1.2
Выплавление расплавом перегретого
ТНТ.
1.3
Выплавление термическими зондами.
1.4
Вымывание нагретой органической
жидкостью (парафином, церезином).
Сравнительно большие энергетические затраты и
высокая стоимость утилизации.
Необходимость удаления остатков тротила на
внутренних стенках корпусов, что требует
специального контроля.
Отсутствует стабильная и простая технология
переработки самого ВВ, что делает процесс
утилизации не полным.
2-я группа.
Извлечение ВВ методом механического воздействия.
2.1 Центрифугирование.
2.2 Вытачивание.
2.3 Вымывание ВВ струей рабочей жидкости под
высоким давлением (гидрорезка).
Необходимость подготовительных операций,
большая трудоемкость, потребность в специальном
оборудовании и приспособлениях. Опасность
искрообразования и взрыва. Отсутствие переработки
ВВ.
3-я группа.
Извлечение ВВ методом физических воздействий.
3.1 Ультразвуковая резка корпусов.
3.2 Нагрев корпусов токами высоких частот.
3.3 Разрушение ВВ водными растворами с
поверхностно-активными веществами (ПАВ)
Необходимость в специальном и дорогом
оборудовании, большие энергетические затраты.
Необходимость постоянного удаления остатков
тротила с внутренних сторон корпусов боеприпасов.
Взрывоопасность. Отсутствие надежной технологии
переработки ВВ.
4. Биохимическая технология вскрытия корпуса
боеприпаса и переработки ВВ.
Малоотходный технологический процесс.
Экономичность и простота.
Технологическая схема комплексной утилизации
боеприпасов
Подготовка (механическая разборка)
БП к утилизации: разгильзовка,
отделение порохов, приборной и
несущей частей
Приборная
часть
Подготовка
(измельчение)
ТОПЛИВО
Бактериальнохимическое
выщелачивание
металлов
ПОРОХА
КОМПОСТИРОВАНИЕ
ЖЕЛЕЗО,
МЕДЬ,
ОЛОВО,
АЛЮМИНИЙ
НИКЕЛЬ,
ЦИНК И ДР.
В РАСТВОРЕ.
КОНЦЕНТРАТ
РЕДКИХ И
БЛАГОРОДНЫХ
МЕТАЛЛОВ
ОРГАНИЧЕСКОЕ
УДОБРЕНИЕ
Жидкое
топливо ракет
БИОФИЛЬТР
ОРГАНИЧЕСКИЙ
НЕОРГАНИЧЕСКОЕ
УДОБРЕНИЕ
Боевая
часть
Блок вскрытия
металлической оболочки
БП от взрывчатых
веществ
Производство
гидроокиси
железа
Промывка,
обезвоживание
Обжиг
Красный
железо-окисный
пигмент
Окись
алюминия,
глинозём.
СХЕМА
разделения многокомпонентных ВВ, содержащих Аl и Fe
Рабочий
раствор
Измельчение ВВ
в воде
Промывной
раствор
фильтрование
Бактериальная
регенерация железа
Fe2+ → Fe3+
Раствор Fe3+
Обработка бактериальнохимическим раствором
с Fe+3
фильтрование
Раствор
Fe и Al
Осаждение
гидроокиси
алюминия
Прокаливание
Окись алюминия
Осаждение
гидроокиси
железа
осадок
Промывание водой
Обжиг
Красный
железоокисный пигмент
Смесь ВВ без
алюминия
Вскрытие боеприпасов методом биодеструкции
Метод испытан на арсенале Черноморского
Флота Российской Федерации в 2000 году
и на Черкасской базе ПВО Вооруженных
Сил Украины в 2004 году.
Экспериментальная загрузка боеприпаса в
рабочий раствор (операция вскрытия оболочки)
Корпус боеприпаса до и после разрезания (головная
часть реактивной глубинной бомбы)
Морские мины (вес ВВ до 200 кг)
до и после вскрытия металлической оболочки
Вскрытые и обезвреженные морские мины
Узел фильтрования пигментной пасты
Участок культивирования микроорганизмов в
лаборатории СНУЯЭиП
Образцы промышленных отходов,
переработанных на полупромышленной установке
ОТХОДЫ
ПРОИЗВОДСТВА
ПЕЧАТНЫХ
ПЛАТ
ОТРАБОТАННЫЕ ,
ТОНКОЖИЛЬНЫЕ
КАБЕЛЯ:
СИЛОВЫЕ,
СИГНАЛЬНЫЕ,
ТЕЛЕФОННЫЕ И Т.Д.
ШЛАКИ
МЕДИПЛАВИЛЬНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
ЭЛЕКТРО ТЕХНИЧЕСКИЕ
КЛЕММЫ, РАЗЪЁМЫ,
БИМЕТАЛИЧЕСКИЕ
ПЛАСТИНЫ И Т.Д.
Товарные продукты
А – ЧЁРНЫЙ ЖЕЛЕЗООКИСНЫЙ
ПИГМЕНТ
В – КРАСНЫЙ ЖЕЛЕЗООКИСНЫЙ
ПИГМЕНТ
Б – ГИДРООКИСЬ ЖЕЛЕЗА
О - ЖЁЛТЫЙ ЖЕЛЕЗООКИСНЫЙ
ПИГМЕНТ
М – МЕДНЫЙ КУПОРОС
Е – ЦЕМЕНТНАЯ МЕДЬ
С –ОКИСЬ МЕДИ
ℇ -- ЗАКИСЬ МЕДИ
Эксперимент по биологической деструкции корпуса
боеприпаса в полевых условиях
(подготовка к проведению эксперимента)
Эксперимент по биологической деструкции корпуса
боеприпаса в полевых условиях
(подготовка к проведению эксперимента)
Результат биологической деструкции корпуса
боеприпаса в полевых условиях
Развитие микроорганизмов при больших
концентрациях железа
35,00
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
14.09.2002
Fe(||), г/л
Fe(|||), г/л
17.09.2003
8:25
16:25
12:25
8:10
16:30
15:20
12:00
6:00
10:00
21:00
7:00
16.09.2003
15.09.2003
рН
15:20
23:00
19:00
15:00
7:00
11:00
6:00
2:00
0:00
21:00
17:00
16:00
15:00
13:10
11:10
0,00
9:10

повышение концентрации железа в растворе при промышленном культивировании
8:00

Наибольший интерес
представляют
популяции бактерий,
активно растущих при
концентрации железа
от 10 г/литр
В промышленных
условиях этот
показатель достиг 30
г/литр
Скорость разъедания
оболочки боеприпаса
находится в пределах
от 1 мм за 4 часа до 1
мм в сутки
концентрация Fe, гр/л

18.09.2003 19.09.2003
Результаты испытаний
2003 г.
Проведены успешные испытания метода
бактериальной деструкции гексогена совместно с
ООО «Укрспецтехнология», НИЦ
«Материалообработка взрывом» ИЭ им. Е.О.Патона
в присутствии представителей Министерства
Обороны Украины.
2006 г.
Проведены успешные испытания метода
бактериальной деструкции ВВ совместно с
Рубежанским казенным химическим заводом
«Заря».
В настоящее время метод проходит испытания на
ГП НПО «Павлоградский химический завод».
Результаты определения содержания гексогена и
ТНТ в образцах после месяца бактериальной
обработки в условиях компостирования
№
пробы
Исходная
концентрация
Период
инкубации
Концентрация
после инкубации
1
500000 мг/кг
(гексоген)
6 суток
473,1 мг/кг
2
500000 мг/кг
(гексоген)
15 суток
209,6 мг/кг
3
500000 мг/кг
(гексоген)
32 суток
15,2 мг/кг
4
143300 мг/кг (ТНТ)
13 суток
656 мг/кг
5
200000 мг/кг (ТНТ)
2 суток
47 мг/кг
6
37000 мг/кг (ТНТ)
2 суток
12000 мг/кг
Высев на МПА обогащённой микроорганизмами пробы
свидетельствует о развитии различных форм микроорганизмов в
гексогенной среде, что подтверждает ее активную биодеструкцию.
Органические удобрения из переработанных ВВ и
органических отходов.