專利名稱：銷毀高能物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是炸藥、推進(jìn)劑和信號(hào)彈中所含的高能物質(zhì)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明提供了一種銷毀這種高能物質(zhì)的化學(xué)方法，它是利用含氨堿并結(jié)合活性金屬，產(chǎn)生以溶劑化電子為特征的強(qiáng)溶解金屬還原作用，從而銷毀這些高能物質(zhì)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，許多國(guó)際條約和協(xié)議要求世界各國(guó)減少其武器庫(kù)。例如，1993年1月，來(lái)自130多個(gè)國(guó)家的代表簽署了化學(xué)武器條約的最終草案，該條約宣布所有化學(xué)武器的生產(chǎn)、使用、銷售和存放、以及化學(xué)武器的各種供應(yīng)形式為非法，并且呼吁在2005年之前銷毀現(xiàn)存的化學(xué)武器。1993年，大約有20個(gè)國(guó)家被認(rèn)為擁有化學(xué)武器或具有制造化學(xué)武器的裝置。
本申請(qǐng)人已經(jīng)遞交了一份PCT專利申請(qǐng)，即1996年10月10日遞交的PCT/US96/16303，其中公開(kāi)了一種用于銷毀化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)試劑(以下稱為“CWA”)的化學(xué)方法和裝置，在此將其作為參考并入本發(fā)明。本方法利用含氮堿，可選與活性金屬一起而產(chǎn)生溶解還原作用。
在大多數(shù)情況下，作為軍火儲(chǔ)存的CWA還包含各種高能物質(zhì)(以下稱作“EM”)。例如，美國(guó)陸軍的M-55火箭就是一種化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)武器。在該武器中，已經(jīng)觀察到神經(jīng)試劑“沙林”或“GB”向炸裂藥中的泄漏現(xiàn)象，因此可注意到火箭推進(jìn)劑也變得不穩(wěn)定。M-55火箭中的“M-28”推進(jìn)劑是硝化纖維素、三硝基甘油、粘合劑和穩(wěn)定劑的混合物。炸裂藥可在火箭彈著時(shí)將神經(jīng)試劑進(jìn)行分散，它是一種包含三硝基甲苯(“TNT”)和環(huán)亞甲基三硝胺(“RDX”)的炸藥混合物，另外稱作“Composition B”。
雖然所提及的早期申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N銷毀CWA的方法，但其中存在嚴(yán)重問(wèn)題；即，對(duì)用于將CWA輸送到其目標(biāo)上、且一旦到達(dá)目標(biāo)用于將CWA分散的炸藥和/或推進(jìn)劑來(lái)說(shuō)，仍需要是提供一種將之銷毀的方法。
本申請(qǐng)通過(guò)提供一種銷毀EM的方法來(lái)解決該未決問(wèn)題，其中EM被加入用作CWA傳輸手段的炸藥和/或推進(jìn)劑中。非常驚奇的是，申請(qǐng)人已經(jīng)意外發(fā)現(xiàn)，以前公開(kāi)的用于基本上銷毀CWA的方法也可用于基本上銷毀包含在CWA所附傳輸裝置中的EM。這種偶然發(fā)現(xiàn)不僅極大地簡(jiǎn)化了伴隨和包含CWA的完整包裝危險(xiǎn)物質(zhì)的銷毀處理，而且還提供了一種用于銷毀與CWA無(wú)關(guān)的EM的有吸引力的方法。除了用于CWA，EM可用于軍事和民用以及個(gè)人使用，用于包括獵人使用的小型武器彈藥在內(nèi)的各種武器，以及用于包括采礦等在內(nèi)的爆破操作。在另一情況下，EM是許多危險(xiǎn)物質(zhì)地點(diǎn)的土壤污染物，因此本發(fā)明方法通常可有利地用于這些地點(diǎn)的改造處理。
EM是三種產(chǎn)品，即炸藥、推進(jìn)劑和信號(hào)彈中的組分，參見(jiàn)，例如Depatment of Army Technical Manual TM 9-1300-214，“MilitaryExplosive(軍事炸藥)”Headquarters，Dept.of the Army，1984；以及在FAA’s Energetic Material Workshop，Avalon，New Jersey，April 14-17，1992提交的“An Indroduction to Explosive(炸藥介紹)”中的手冊(cè)。通過(guò)適當(dāng)引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，炸藥和推進(jìn)劑中的EM可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱氣，推進(jìn)劑與炸藥的主要區(qū)別在于反應(yīng)進(jìn)行的速率不同。在炸藥中，快速反應(yīng)產(chǎn)生非常高的能夠粉碎物體的壓力沖擊波。在推進(jìn)劑中，慢反應(yīng)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較低的壓力。信號(hào)彈生成大量的熱，但所產(chǎn)生的氣體比炸藥和推進(jìn)劑要少。
一般來(lái)說(shuō)，包含EM的產(chǎn)品的燃燒或爆炸過(guò)程包括放熱氧化還原化學(xué)。本發(fā)明可用于銷毀信號(hào)彈組合物中的某些組分，但它更加有利地用于銷毀包含在主要用作炸藥和/或推進(jìn)劑的各種組合物中的EM。本發(fā)明方法盡管適用于銷毀作為核武器一部分的常規(guī)炸藥或推進(jìn)劑運(yùn)載裝置，但它不適用于銷毀核武器本身。
按照以上引用的TM 9-1300-214，包含在武器中的EM大多不能通過(guò)將它們?nèi)芙庠谒?，然后作為污水進(jìn)行溶液處理而安全銷毀，因?yàn)樗鼈円话悴蝗苡谒ǔＳ卸?，且?duì)環(huán)境有害。據(jù)說(shuō)必須通過(guò)燃燒、爆炸、或化學(xué)分解來(lái)進(jìn)行銷毀。盡管提出在燃燒或爆炸處理甚少量(幾克)EM時(shí)要十分小心，但沒(méi)有提出通過(guò)化學(xué)方式進(jìn)行銷毀的其它通用方法。
對(duì)于可熔化的EM，已經(jīng)提出使用熱水或蒸汽進(jìn)行再生。例如，三硝基甲苯(TNT)可通過(guò)與沸水或蒸汽接觸而熔化，因此可從彈頭或它所存在的其它裝置中將之提取出來(lái)。提取之后，用冷水進(jìn)行沉淀。TNT還可通過(guò)溶解在，例如苯或二甲苯中，然后蒸發(fā)溶劑而再生。許多其它的EM并不如此容易再生。
炸藥組合物，尤其是推進(jìn)劑組合物可包含各種無(wú)機(jī)和有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的復(fù)雜混合物、以及實(shí)際上存在于炸藥或推進(jìn)劑的導(dǎo)火藥中的相互分隔開(kāi)的組分。例如，為了控制震敏性，尤其是在推進(jìn)劑的情況下，為將火焰溫度保持在某個(gè)范圍內(nèi)以及在該溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生最大的能量，可隨EM向組合物中加入各種添加劑。
EM的氧化還原反應(yīng)一般是使用機(jī)械方式、電方式或熱方式在少量震敏性主炸藥或雷管中進(jìn)行引發(fā)的，隨后雷管可觸發(fā)含有炸藥中最多EM組分的傳爆藥或第二猛炸藥。含氮化合物是目前最常用于傳爆藥和第二炸藥的EM，而且它們中的許多是無(wú)機(jī)硝酸鹽和有機(jī)硝基化合物?？墒?，常加入炸藥和推進(jìn)劑的但不是硝酸鹽和有機(jī)硝基化合物的化合物，例如用作雷管的金屬鹽，使得不可能設(shè)計(jì)出一種完全通用的可靠的化學(xué)方法，以銷毀無(wú)論何種EM或混合物而基本上不會(huì)出現(xiàn)爆炸的危險(xiǎn)。
溶解金屬還原化學(xué)并不是新的；它具體描述在熟知的“BirchReduction(Birch還原法)”中，該技術(shù)在1944年首次報(bào)導(dǎo)在技術(shù)文獻(xiàn)中。Birch Reduction本身是一種通過(guò)在液氨中的堿金屬來(lái)還原芳環(huán)以主要產(chǎn)生二氫衍生物的方法；例如，參見(jiàn)“The Merck Index”，第12版，Merck&Co.，Inc.，Whitehouse Station，NJ，1996，p.ONR-10。
這種溶解金屬還原法已成為更深入研究和許多出版物的主題。評(píng)論性論文參見(jiàn)G.W.Watt，Chem.Rev.，46，317-379(1950)和M.Smith，“Dissolving Metal Reductions(溶解金屬還原法)”，在“ReductionTechniques and Applications in Organic Synthesis(還原在有機(jī)合成中的技術(shù)和應(yīng)用)”中(由R.L.Augustine編輯，Marcel Decker，Inc.，New York，NY，1968，P95-170)。溶解金屬還原化學(xué)適用于含有多種官能團(tuán)的化合物。
例如，烷基硝基化合物可用鈉和液氨還原成相應(yīng)的烷基羥基胺，參見(jiàn)以上引用的M.Smith文章中的115頁(yè)；芳族硝基化合物可用鋰/胺試劑還原成相應(yīng)的胺，參見(jiàn)R.Benkeser及其合作者發(fā)表于J.Am.Chem Soc.(美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)雜志)，80，6593(1958)中的文章以及以上引用的G.Watt文章中的356頁(yè)。由每摩爾-NO2變成-NH2的總體反應(yīng)需要6摩爾的活性金屬如鈉；對(duì)于每摩爾-NO2，2摩爾金屬生成相應(yīng)的1摩爾羥基胺-NHOH。據(jù)報(bào)道，二硝基纖維素在用液氨中的氨基鈉進(jìn)行處理時(shí)可生成一種胺衍生物；參見(jiàn)P.Scherer及其合作者的Rayon Textile Monthly，28，72(1947)；CA 210lf(1948)。描述具有一個(gè)以上硝基的化合物的溶解金屬還原的技術(shù)文獻(xiàn)非常少。
人們熟知，大多數(shù)化學(xué)試劑都是種類-特異性的；即，一種化學(xué)試劑通常與一種具有某種特定官能團(tuán)的物質(zhì)起反應(yīng)。一種酸與一種堿起反應(yīng)，而通常與另一種酸不太起反應(yīng)。一種氧化試劑與一種還原劑起反應(yīng)。由于該種類-特異性化學(xué)，EM的銷毀似乎首先要識(shí)別要銷毀的EM或EM混合物，從而選擇正確的可以與特定物質(zhì)起反應(yīng)的試劑或試劑混合物。
在操作上，正如過(guò)去所認(rèn)識(shí)的那樣，傳統(tǒng)化學(xué)處理方法往往需要通過(guò)人工操作來(lái)處理和轉(zhuǎn)移EM。這種操作包括，例如從彈頭或?qū)棜ぁ椝幫不蚱渌b載體系中取出含EM的炸藥或推進(jìn)劑，從而會(huì)將人員暴露在非常危險(xiǎn)的與EM接觸的環(huán)境下。如此從彈筒中拆除的含EM的物質(zhì)在裝載到單獨(dú)的反應(yīng)容器中時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致人員暴露于EM的另一機(jī)會(huì)。
最后，可用于銷毀EM的傳統(tǒng)化學(xué)方法無(wú)疑都對(duì)裝備、設(shè)施和人身安全具有高投資需求，并且在處理時(shí)費(fèi)時(shí)、勞動(dòng)強(qiáng)度大。在進(jìn)行EM化學(xué)銷毀以后，還需要進(jìn)一步對(duì)產(chǎn)物處理進(jìn)行投資。鑒于所有這些原因，人們可以明白，與這些化學(xué)處理方法相比，為何產(chǎn)生水、二氧化碳和無(wú)機(jī)鹽(理想的)的含EM組合物的燃燒處理或引爆處理似乎是更具吸引力。本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容因此，人們一直需要一種安全、更普遍適用的化學(xué)方法來(lái)銷毀EM。通過(guò)該方法達(dá)到的目標(biāo)包括在對(duì)環(huán)境影響最小的情況下，能夠安全、簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)地銷毀包含在炸藥、推進(jìn)劑等中的具有不同官能團(tuán)的各種EM；適應(yīng)在較寬溫度范圍內(nèi)使用；以及通用于處理各種EM，而無(wú)論其存在于武器或包裝中、其目前的位置和物理狀態(tài)；而且還包括銷毀可能存在的其它物質(zhì)，如CWA。
本發(fā)明的目的在于提供一種可達(dá)到前述目的的用于銷毀EM的化學(xué)方法。在下文中，其它目的將變得顯而易見(jiàn)。因此，本發(fā)明方法將EM進(jìn)行溶解金屬還原處理。更進(jìn)一步地說(shuō)，在一優(yōu)選實(shí)施方案中，該方法包括以下步驟制備一種由包括含氮堿、至少一種EM和足夠量的活性金屬在內(nèi)的原料制得的反應(yīng)混合物，然后使該混合物發(fā)生反應(yīng)。
據(jù)信，活性金屬(如鈉)在含氮堿(如液氨)中可通過(guò)溶解產(chǎn)生“溶劑化電子”，這種電子導(dǎo)致所得溶液呈深藍(lán)色；即(I)根據(jù)本發(fā)明，用于銷毀EM的方法廣義上包括，用溶劑化電子來(lái)處理EM。該方法不僅適用于銷毀基本上仍處于其制造時(shí)的狀態(tài)的EM，而且出乎人們意料的是，它還適用于銷毀可能經(jīng)過(guò)多年貯藏(有時(shí)是第一次世界大戰(zhàn)時(shí)或之前的)而變質(zhì)、或簡(jiǎn)單掩埋在垃圾場(chǎng)或填土中的包含在炸藥或推進(jìn)劑中的EM。這些炸藥或推進(jìn)劑可能現(xiàn)在已從其原始狀態(tài)轉(zhuǎn)變成其組成、毒性和震敏性未知的產(chǎn)品。
如果存在，有關(guān)不僅可銷毀EM，而且還可銷毀EM與CWA的混合物(以下稱作“EM/CWA”)的非先決性優(yōu)點(diǎn)在于，早期申請(qǐng)PCT/US96/16303(1996年10月10日遞交)中所公開(kāi)和要求的適用于基本上銷毀CWA的各種技術(shù)也適用于銷毀EM。結(jié)果，非常實(shí)用的是，對(duì)用于傳輸武器并將CWA由彈頭、彈殼或其它包裝推進(jìn)到最終目標(biāo)的甚勻質(zhì)EM來(lái)說(shuō)，在銷毀與其較接近的CWA時(shí)，可用相同試劑同時(shí)處理武器中的CWA和EM組分，這樣明顯可減少武器銷毀的成本和復(fù)雜性。
也就是說(shuō)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明方法十分出人意料地特別適用于銷毀無(wú)論是成批的、還是仍包含在彈藥中的EM(彈藥中也可選擇性地具有CWA)，而不管其中所存在的雜質(zhì)以及可能由這些雜質(zhì)帶來(lái)的副反應(yīng)如何?？删偷厣煞磻?yīng)混合物，即在含有EM或EM/CWA的各種彈殼、彈藥筒、導(dǎo)彈或彈藥中制備反應(yīng)混合物。還有，本發(fā)明方法還可用于改造由各種EM污染的土壤以及包含EM/CWA的土壤。
迄今提出用于武器銷毀的許多或大多數(shù)傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)，如酸與堿之間的反應(yīng)、酯和酰胺的水解、烯醇化反應(yīng)等等是平衡性的，因此，正向反應(yīng)不會(huì)進(jìn)行完全。如果采用這種反應(yīng)來(lái)處理EM或包含EM的炸藥或推進(jìn)劑，就非常可能在該方法中不能完全銷毀EM。出人意料的是，采用本發(fā)明方法來(lái)處理EM，通?？墒巩a(chǎn)物中殘余EM含量低于常規(guī)技術(shù)如紅外和核磁共振光譜以及濕法化學(xué)所能測(cè)定的極限值。
通過(guò)使用本發(fā)明方法，可以銷毀至少約90％重量比的EM，通常大于約95％重量比的EM，在有利的情況下超過(guò)97％重量比的EM。在最優(yōu)條件下，本發(fā)明方法可銷毀至少約99％的EM。
在不受該解釋限制的情況下，這種極佳結(jié)果可能是由于該化學(xué)反應(yīng)不是一種普通的化學(xué)平衡。據(jù)信，溶劑化電子在共價(jià)化學(xué)鍵A-B處的反應(yīng)進(jìn)行如下A-B+2[Na+(溶劑化的)e-(溶劑化的)](II)↓Na+A-(溶劑化的)+B-Na+(溶劑化的)由于A-陰離子和B-陰離子之間的排斥力，溶劑穩(wěn)定化產(chǎn)物達(dá)到過(guò)渡態(tài)所需的能量非常高，因此該反應(yīng)可基本上進(jìn)行完全。
本發(fā)明方法可用于銷毀高度有毒和/或震敏性的EM，一般產(chǎn)生對(duì)哺乳動(dòng)物毒性較小或基本上無(wú)毒和/或震敏性基本上減少的物質(zhì)。在本發(fā)明中，用于EM的術(shù)語(yǔ)“銷毀”、“破壞”或其類似詞是指，將高能物質(zhì)轉(zhuǎn)變成另一種化學(xué)物質(zhì)。在許多情況下，要在銷毀時(shí)破壞一個(gè)或多個(gè)化學(xué)鍵。
與其它種類-特異性試劑不同的是，溶劑化電子可用作很多種類的EM的強(qiáng)還原劑，將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化成鹽或共價(jià)鍵的化合物，然后將無(wú)機(jī)化物轉(zhuǎn)化成震敏性明顯低于EM反應(yīng)物的游離態(tài)金屬和/或副產(chǎn)物。如果需要，所得產(chǎn)物還可進(jìn)一步處理。
通常很容易通過(guò)化學(xué)手段，如含有EM的含氮堿與活性金屬進(jìn)行的反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生實(shí)施本發(fā)明優(yōu)選方法所需的溶劑化電子。但是，通過(guò)本發(fā)明方法來(lái)銷毀EM可以不管溶劑化電子試劑的來(lái)源如何而進(jìn)行。例如，已知可以在含氮堿以及在其它溶劑化液體中，通過(guò)電化學(xué)手段產(chǎn)生溶劑化電子。可以通過(guò)EM或EM/CWA在所得含有溶劑化電子的介質(zhì)中的反應(yīng)，將所產(chǎn)生的含有溶劑化電子介質(zhì)用于本發(fā)明方法中。
雖然本發(fā)明方法可能最容易用在成批的EM上，但本發(fā)明也可以用于銷毀裝有EM的運(yùn)載裝置中的彈藥。在一重要的變化方式中，該方法能夠以這樣一種方式來(lái)實(shí)施，EM的處理過(guò)程最短并使操作人員暴露于EM或EM/CWA的可能性降至最小。
有利的是，實(shí)施本發(fā)明方法可以不必將EM或EM/CWA從EM或EM/CWA作為其一部分的炸藥或推進(jìn)劑中分離出來(lái)，不必將EM從其原包裝中取出或分析確定所存在的特定EM或EM/CWA。此外，本發(fā)明認(rèn)為，根據(jù)實(shí)際情況，構(gòu)成該方法的反應(yīng)可直接在含有EM或EM/CWA的彈藥、彈殼、彈藥筒、導(dǎo)彈、炮彈或成批包裝容器中進(jìn)行，從而使工人暴露在EM之下的機(jī)會(huì)降至最小。也就是說(shuō)，可選在發(fā)現(xiàn)原包裝的地方以及發(fā)現(xiàn)原包裝時(shí)的狀態(tài)下，在原包裝中就地產(chǎn)生包括含氮堿、活性金屬、含EM的炸藥或推進(jìn)劑以及CWA(如果存在)的反應(yīng)混合物。
人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)并掌握了穿透彈頭或其它原包裝的各種技術(shù)。通過(guò)在原包裝殼或外套上產(chǎn)生的孔，將含氮堿和活性金屬注射到其中。此外，可以在原包裝外部產(chǎn)生含溶劑化電子的試劑，然后通過(guò)原包裝上的開(kāi)口將其加入。另外，該操作廉價(jià)且簡(jiǎn)單，因此也可以考慮，在發(fā)現(xiàn)EM時(shí)，由安裝在可移動(dòng)車輛上的溶劑化電子發(fā)生器來(lái)處理原包裝中的EM(和CWA，如果存在)。
還可射入含溶劑化電子的試劑，以將以前用于儲(chǔ)存EM或EM/CWA的各種包裝進(jìn)行清洗和去污。本發(fā)明方法還包括，使包裝設(shè)備、裝置、工具、衣物、土壤、以及被EM和CWA污染的其它基質(zhì)去毒和去污。
盡管本發(fā)明方法可在發(fā)現(xiàn)EM的原包裝中進(jìn)行，但在許多情況下，特別是如果EM可成批得到、或包含在從武器包裝中分離出來(lái)的炸藥或推進(jìn)劑中時(shí)，較為方便的是在為此構(gòu)造的裝置中來(lái)進(jìn)行。合適的裝置公開(kāi)于1996年10月10日遞交的早期申請(qǐng)PCT/US96/16303中，在此將其作為參考并入本發(fā)明。該設(shè)備包括一種反應(yīng)器系統(tǒng)，該系統(tǒng)適于進(jìn)行多種有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物，優(yōu)選液體化合物或可通過(guò)熔化或溶于溶劑而液化的化合物與包含溶劑化電子的試劑之間的化學(xué)反應(yīng)。該反應(yīng)器系統(tǒng)包括反應(yīng)容器，包含與含溶劑化電子的含氮堿混合的反應(yīng)物；用于處理從該反應(yīng)容器排出的氣體的冷凝器；用于接收反應(yīng)容器的反應(yīng)產(chǎn)物、并將反應(yīng)產(chǎn)物分離成液體部分和固體部分的潷析器；以及用于接受該固體部分然后用水或另一溶劑進(jìn)行處理，以產(chǎn)生用于進(jìn)一步處理的液體混合物的溶解器。
通過(guò)包括附圖和以下特定說(shuō)明性例子在內(nèi)的詳細(xì)描述，本發(fā)明方法會(huì)變得更清楚。附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1是一流程圖，說(shuō)明適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置的一個(gè)實(shí)施方案。該裝置公開(kāi)于1996年10月10日遞交的早期申請(qǐng)PCT/US96/16303中，在此將其作為參考并入本發(fā)明。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式盡管本發(fā)明方法適用于銷毀加入到炸藥、推進(jìn)劑和信號(hào)彈中的各種EM，但在本發(fā)明條件下，如果EM或EM混合物是炸藥、推進(jìn)劑或信號(hào)彈裝置中唯一起反應(yīng)的組分時(shí)，該方法特別有效。如果EM或EM混合物是加入炸藥或推進(jìn)劑組合物中的，則該方法最有效。信號(hào)彈通常包含占大多數(shù)的引火物質(zhì)、顏料和染料、發(fā)煙物質(zhì)等，它們?cè)诒景l(fā)明方法的條件下可能會(huì)導(dǎo)致某些副反應(yīng)。在以下描述中，EM的名稱得自以上引用的TM 9-1300-214。該出版物包括許多EM的結(jié)構(gòu)式以及有關(guān)的詳細(xì)信息，在此將其作為參考并入本發(fā)明。
易用本發(fā)明方法進(jìn)行處理的含EM的炸藥包括起爆藥、傳爆藥和第二炸藥。起爆藥是非常敏感的，可用作引發(fā)劑以觸發(fā)導(dǎo)致爆炸的氧化還原體系。傳爆藥不太敏感，可大量使用以繼續(xù)進(jìn)行氧化還原引發(fā)并使作為主要成分或爆裂藥的第二炸藥發(fā)生爆炸。后者是整個(gè)體系中最不敏感的物質(zhì)。用于起爆藥的EM往往在化學(xué)上有點(diǎn)不同于傳爆藥和第二炸藥，但傳爆藥和第二炸藥可簡(jiǎn)單地在一起進(jìn)行處理，因?yàn)樗鼈兛墒褂猛籈M。
起爆藥中的EM包括，但不必限于疊氮化鉛Pb(N3)；雷酸汞Hg(ONC)2；4，5-二硝基苯-2-重氮基-1-氧化物，“DDNP”；2，4，6-三硝基間苯二酚鉛，它是1，3-二羥基-2，4，6-三硝基苯的鉛鹽；并四苯，也稱作脒基重氮基脒基并四苯或4-脒基-1-(硝基氨基脒基)-1-并四苯；二硝基苯并呋喃烷鉀，“KDNBF”；一硝基間苯二酚鉛，“LMNR”；及其混合物。這些EM都包含正價(jià)態(tài)的金屬，或至少一個(gè)硝基或重氮基。
傳爆藥和第二炸藥中的EM包括以下幾種，即，脂族醇硝酸酯、硝胺、硝基芳香族化合物、硝酸銨及其前述物質(zhì)的混合物。工業(yè)炸藥可包含至少某些用于武器中的EM，以及某些具有類似結(jié)構(gòu)的非常相關(guān)的其它化合物。
脂族醇硝酸酯EM的特征在于含有C-O-NO2基團(tuán)，其中包括，但不必限于，例如三硝酸1，2，4-丁三醇酯，“BTN”；二硝酸二甘醇酯，“DEGN”；三硝化纖維素，“NC”，根據(jù)氮含量可以有幾種類型的三硝化纖維素；硝化甘油，“NG”或甘油三硝酸酯；類似于硝化纖維素的硝化淀粉，“NS”；四硝酸季戊四醇酯，“PETN”；二硝酸三甘醇酯，“TEGN”或“TEGDN”；和1，1，1-三羥甲基乙烷三硝酸酯，“TMETN”或“MTN”。
硝胺EM的特征在于含有N-NO2或N+-NO3-基團(tuán)，其中包括，但不必限于，例如環(huán)四亞甲基四硝胺，“HMX”；環(huán)三亞甲基三硝胺，“RDX”；二硝酸乙二胺，“EDDN”；亞乙基二硝胺，“二硝基乙胺(Haleite)”；硝基鳥(niǎo)嘌呤，“NG”；和2，4，6-三硝基苯甲基硝胺，“(Tetryl)”，2，4，6-三硝基苯甲基硝胺也可歸類為硝基芳香族化合物；參見(jiàn)以下。
硝基芳香族化合物EM的特征在于含有一個(gè)或多個(gè)C-NO2結(jié)構(gòu)單元，其中包括，但不必限于，例如苦味酸銨，“Dunnite”或2，4，6-三硝基苯酚銨；1，3-二氨基-2，4，6-三硝基苯，“DATB”；2，2’，4，4’，6，6’-六硝基偶氮苯，“HNAB”；六硝基-1，2-二苯乙烯，“HNS”；1，3，5-三氨基-2，4，6-三硝基苯，“TATB”；和2，4，6-三硝基甲苯，“TNT”。
硝酸銨NH+NO3-本身是一類物質(zhì)，是軍事炸藥中最不敏感的。許多其它名稱的炸藥可通過(guò)混合各種EM而得到，種種混合物都是可能的，本文僅描述有代表性的一些；其它的描述在以上引用的TM 9-1300-214和類似出版物中。其中包括二元混合物，如“Amotols”，是硝酸銨與TNT的混合物；“Composition A”，是RDX和蠟之類減感劑的混合物；“Composition B”、“cyclotols”，是RDX加上TNT的混合物；“Composition C”，是RDX加上增塑劑的混合物；“Ednatols”，是二硝基乙胺加上TNT的混合物；“Octols”，是HMX與TNT的混合物；“Pentolite”，即PETN/TNT等等。
三元混合物包括；“Amatex 20”，它包含RDX、TNT和硝酸銨；和“Ammonals”，是硝酸銨和鋁以及TNT、DNT和RDX之類猛炸藥的混合物。其它名稱的混合物包括“HBX”、“H-6”、“HTA”、“Minol-2”、“Torpex”等等。四元炸藥的例子有“BBX”，其中包含TNT、RDX、硝酸銨和金屬鋁。其它混合物包括塑料粘結(jié)的炸藥或“PBX”炸藥，其中在與聚合物粘合劑、橡膠、增塑劑和燃料如粉末鋁或鐵的混合物中包含一種或多種猛炸藥如RDX、HMX、HNS和/或PETN。
歸類為工業(yè)炸藥的炸藥包括達(dá)納炸藥，其中包含硝化甘油和粘土如硅藻土的混合物。另一種廣泛使用的工業(yè)炸藥為硝酸鋁與燃料油的混合物，即“ANFO”。水凝膠和漿液炸藥也可工業(yè)使用，其中包含硝酸銨、Pentonite、TNT等作為EM。
盡管不想受該解釋的局限，但據(jù)信，本發(fā)明方法能夠以如前所述銷毀單個(gè)組分炸藥的相同方式，銷毀前述炸藥混合物和工業(yè)炸藥。
包含在推進(jìn)劑中的EM是上述用于炸藥的一些相同EM。用于推進(jìn)劑的主要EM包括硝化纖維素、硝化甘油和硝基胍。其它組分通常用于控制火焰溫度，最大化該溫度下的內(nèi)能，降低槍炮出現(xiàn)第二閃光的傾向，最小化槍膛腐蝕，賦予推進(jìn)劑以有益的物理性能，和控制成本。在典型的推進(jìn)劑中，可以有以下組分以及其中幾種的一般用量范圍，但不是所用的這些成分都必須存在于單個(gè)推進(jìn)劑中。
表1推進(jìn)劑組合物中的典型組分組分 范圍(％重量)硝化纖維素(～13％N) 20-100硝化甘油 10-43硝基胍 48-55硝酸鋇 1.4硝酸鉀 0.75-1.25碳酸鉛硬脂酸鉛二硝基甲苯 8-10鄰苯二甲酸二丁酯 3-9鄰苯二甲酸二乙酯 3鄰苯二甲酸二甲酯二苯胺 0.7-1硝基二苯胺乙基中定劑 0.6-1.5石墨 0.1-0.3冰晶石 0.3三醋精典型推進(jìn)劑中的非EM組分不會(huì)明顯影響本發(fā)明方法，因此EM組分可根據(jù)如上所述的其化學(xué)結(jié)構(gòu)，按照預(yù)想方式進(jìn)行銷毀。
關(guān)于用于本發(fā)明方法的活性金屬，雖然文獻(xiàn)介紹了許多其它金屬，如Mg、Al、Fe、Sn、Zn及其合金在溶解金屬還原法中的應(yīng)用，但在本發(fā)明的方法或步驟中，活性金屬優(yōu)選選自元素周期表IA和IIA族金屬，即堿金屬和堿土金屬中的一種或多種。主要出于可得性和經(jīng)濟(jì)的原因，活性金屬最優(yōu)選自Li、Na、K、Ca及其混合物。在大多數(shù)情況下，使用廣泛可得且廉價(jià)的鈉將是令人滿意的。
該方法所需的含氮堿可選自氨、胺及其類似物或其混合物。無(wú)水液氨容易得到，因?yàn)樗谵r(nóng)業(yè)上廣泛用作肥料。因此它相當(dāng)便宜，因而也是優(yōu)選的含氮堿。但氨在約-33℃下會(huì)沸騰，因此需要將液氨溶液冷卻、將該溶液加壓、或兩者兼用，除非用另外物質(zhì)替代氣化氨。如果這不方便，則容易得到的多種胺可用作含氮堿。
適用的胺的代表物包括伯胺、仲胺、叔胺及其混合物。具體的胺的例子包括烷基胺，如屬于伯胺的甲胺、乙胺、正丙胺、異丙胺、2-甲基-丙胺和叔-丁胺；屬于仲胺的二甲胺和甲乙胺；以及叔胺，如三乙胺。還可以采用二烷基胺和三烷基胺，也可以采用飽和環(huán)胺如哌啶。優(yōu)選在所需反應(yīng)溫度下是液態(tài)的胺，其中，甲胺(沸點(diǎn)-6.3℃)、乙胺(沸點(diǎn)16.6℃)、丙胺(沸點(diǎn)49℃)、異丙胺(沸點(diǎn)33.0℃)、丁胺(沸點(diǎn)77.8℃)以及乙二胺(沸點(diǎn)116.5℃)是特別有用的。在有些情況下，較為有利的是將含氮堿與另一種溶劑化物質(zhì)，如醚，例如四氫呋喃、二乙醚、二噁烷或1，2-二甲氧基乙烷；或烴，如戊烷、癸烷等組合在一起。在選擇含氮堿以及與其一起使用的任何助溶劑時(shí)，應(yīng)當(dāng)記住，溶劑化電子是極其活潑的，因此，含氮堿或與其在一起的任何助溶劑優(yōu)選不含有與EM競(jìng)爭(zhēng)以與溶劑化電子起反應(yīng)的基團(tuán)。這些基團(tuán)包括，例如可以進(jìn)行Birch還原反應(yīng)的芳香烴基，以及酸、羥基、硫化物、鹵素以及烯屬不飽和鍵，并且通常應(yīng)避開(kāi)這些基團(tuán)以防止發(fā)生非所需副反應(yīng)而無(wú)益地消耗掉反應(yīng)物，除非它們包含在所要銷毀的物質(zhì)中。水也應(yīng)該避免，盡管有時(shí)水可有效地用于產(chǎn)物處理。在有些情況下，據(jù)報(bào)道，存在含羥基的醇是有益的。
除了這些建議以外，現(xiàn)已十分令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，即使在水分、空氣、以及可能產(chǎn)生干擾的某些雜質(zhì)的存在下，于野外進(jìn)行溶解金屬還原反應(yīng)，利用本發(fā)明方法來(lái)銷毀EM也是非常成功的。
雖然有時(shí)也可采用其它條件，但優(yōu)選在約-35℃至約50℃的溫度范圍內(nèi)實(shí)施本發(fā)明的方法；另外，雖然也可以在低于大氣壓的壓力下進(jìn)行該反應(yīng)，但優(yōu)選在約一個(gè)大氣壓至約21公斤/平方厘米(300 psi)的壓力范圍內(nèi)實(shí)施該方法?？筛鼉?yōu)選在約室溫，如約20℃(68華氏度)、在約9.1公斤/平方厘米(129 psi)的壓力下進(jìn)行該反應(yīng)。
在實(shí)施本發(fā)明方法的過(guò)程中，反應(yīng)混合物中的含氮堿/EM比率優(yōu)選約1/1-10000/1(重量/重量)，更優(yōu)選約10/1-1000/1，最優(yōu)選約100/1-1000/1。
活性金屬的量應(yīng)該優(yōu)選為基于混合物重量的約0.1-12％重量，更優(yōu)選約2-10％。
基于金屬重量/EM重量，該反應(yīng)混合物中所包含的金屬約為EM的0.1-2.0倍，更優(yōu)選約為EM的0.15-1.5倍，最優(yōu)選約為EM的0.2-1.0倍。在采用活性金屬的任一情況下，如果銷毀EM需要斷裂共價(jià)鍵，以摩爾量計(jì)算，該反應(yīng)混合物相對(duì)于每摩爾EM應(yīng)含有至少2摩爾的活性金屬。如果銷毀EM需要斷裂離子鍵(如在鹽中)，活性金屬的所有摩爾量應(yīng)該至少等于EM摩爾量乘以形式上由e鍵中陽(yáng)離子部分表現(xiàn)出的正電荷數(shù)。
涉及溶劑化電子的反應(yīng)過(guò)程可以通過(guò)監(jiān)測(cè)反應(yīng)混合物的藍(lán)色而易于追蹤，藍(lán)色是含氮堿和活性金屬的溶液的即溶劑化電子的一個(gè)特征。如果藍(lán)色消失，表示EM已經(jīng)與所有的溶劑化電子發(fā)生了反應(yīng)，并且可以加入更多的活性金屬或含有溶劑化電子的溶液，以保證至少有化學(xué)計(jì)量所需量的活性金屬與每摩爾EM發(fā)生反應(yīng)。在許多情況下，優(yōu)選連續(xù)加入活性金屬或其它的溶劑化電子，直到EM完全與溶劑化電子發(fā)生了反應(yīng)，此時(shí)，該混合物仍保持藍(lán)色即產(chǎn)生了(反應(yīng)完全)的信號(hào)。EM與溶劑化電子間的反應(yīng)速度是快速的，在絕大多數(shù)的情況下，反應(yīng)在幾分鐘至數(shù)小時(shí)內(nèi)就基本上完成了。
在本發(fā)明方法的特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，該方法包括，首先從包括下列物質(zhì)的原料制備一種反應(yīng)混合物(1)選自氨、胺及其混合物的含氮堿；所述胺選自甲胺、乙胺、丙胺、異丙胺、丁胺以及乙二胺；(2)包含在選自炸藥、推進(jìn)劑和信號(hào)彈的一種組合物中的至少一種EM；然后將該混合物進(jìn)行反應(yīng)以消耗至少約90％重量，優(yōu)選至少約95％重量，最優(yōu)選至少約99％重量的EM。
至少在野外使用時(shí)，優(yōu)選的是，獨(dú)立地制備包含活性金屬和含氮堿的溶液，然后將之加入到包含EM的含氮堿溶液中。還可建議，在反應(yīng)完成時(shí)，任何殘余的、過(guò)量的、未反應(yīng)活性金屬可在去除含氮堿之前，例如通過(guò)向反應(yīng)混合物中加入醇，如異丙醇而將之銷毀。
銷毀EM的反應(yīng)可在原包裝中進(jìn)行，特別是在該包裝中仍留有足夠的空閑體積可容納進(jìn)行該反應(yīng)所需的反應(yīng)試劑的情況下。同樣，容納EM的包裝應(yīng)當(dāng)處于合適條件下以進(jìn)行反應(yīng)。已經(jīng)在地下埋藏了一段時(shí)間并且已經(jīng)腐蝕的EM包裝可能不適于用作反應(yīng)容器。但在這些情況下，產(chǎn)生困難并非由于EM可能分解，而是由于該包裝可能不具有足夠的物理完整性以容納該反應(yīng)混合物。
本發(fā)明還可在適于容納原包裝的反應(yīng)器或反應(yīng)器系統(tǒng)中進(jìn)行，所述原包裝沒(méi)有足夠的空閑體積可加入所需數(shù)量的含氮堿或在外部制備的溶劑化電子溶液，或者處于不能容納或限制該反應(yīng)混合物的惡劣物理?xiàng)l件下。在這些情況下，EM銷毀可這樣進(jìn)行打開(kāi)或切開(kāi)該原包裝，然后將打開(kāi)或切開(kāi)的含有EM的容器部分放在更大更精良的反應(yīng)器系統(tǒng)或反應(yīng)容器中，以進(jìn)行銷毀EM反應(yīng)。利用這種方法，可同時(shí)處理EM和原包裝。
無(wú)論EM反應(yīng)是在原包裝、在野外、在反應(yīng)器系統(tǒng)中，還是在采用成批EM的反應(yīng)容器中進(jìn)行的，如果要斷裂共價(jià)鍵，通常銷毀每摩爾EM，就需要至少2摩爾的溶劑化電子。這是因?yàn)椋瑩?jù)信需要2摩爾溶劑化電子才能斷裂共價(jià)化學(xué)鍵；參見(jiàn)上述反應(yīng)方程式(II)。另一方面，采用過(guò)量的溶劑化電子可能是有利的，也就是說(shuō)，例如可以采用足量的溶劑化電子來(lái)使EM中可能多達(dá)2-4個(gè)或更多的鍵斷開(kāi)。從安全和/或環(huán)境的角度看，通過(guò)EM較強(qiáng)烈的反應(yīng)所產(chǎn)生的產(chǎn)物易于處理。
在EM存在于包含也需銷毀的CWA的武器中時(shí)，如果要同時(shí)銷毀EM和CWA，顯然應(yīng)該考慮CWA的存在來(lái)調(diào)節(jié)含氮堿和活性金屬的量。一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)混合物中各組分的用量比是類似的，而無(wú)論是EM還是CWA進(jìn)行反應(yīng)；因此，所有要銷毀的EM和CWA的量可簡(jiǎn)單地相加在一起，且反應(yīng)混合物中各組分的量易于從上述比率中計(jì)算出來(lái)。
盡管本發(fā)明方法適用于銷毀與EM在一起的各種CWA，其中包括作為專利申請(qǐng)PCT/US96/16303(1996年10月10日遞交)主題的那些CWA，在此將其作為參考并入本發(fā)明，但該方法在CWA選自糜爛劑、神經(jīng)試劑及其混合物時(shí)則特別有效，所述糜爛劑的分子式中含有至少一個(gè)具有下列通式的基團(tuán)

其中X為鹵素；所述神經(jīng)試劑由下列通式表示

其中R1是烷基，R2選自烷基和氨基，且Y是離去基團(tuán)。
在適用于本發(fā)明方法的糜爛劑中，優(yōu)選的是上述通式(III)中的X選自氟、氯和溴。在世界上最常發(fā)現(xiàn)的糜爛劑中，X是氯，為此，通式(III)中的X特別優(yōu)選為氯。在適用于本發(fā)明方法的糜爛劑中，最易獲得因此也最重要的兩種是芥子氣，也稱為“HD”或1，1’-硫代二(2-氯乙烷)、或二(2-氯乙基)二硫化物；以及“路易斯毒氣”或二氯代(2-氯乙烯基)胂。
在適用于本發(fā)明方法的通式(IV)所示的神經(jīng)試劑中，Y是離去基團(tuán)，即Y是一種高能穩(wěn)定的陰離子，更優(yōu)選的離去基團(tuán)是最易在親核取代時(shí)與碳分離而作為陰離子又穩(wěn)定性最佳。雖然已知許多這種離去基團(tuán)，但該離去基團(tuán)優(yōu)選自鹵素、腈(-CN)和硫化物(-S-)，因?yàn)檫@些基團(tuán)是世界上分布最廣的神經(jīng)試劑中存在的基團(tuán)。在鹵素中，Y最優(yōu)選為氟、氯或溴，其中氟在最易提供的神經(jīng)試劑中是特別有效的。
通式(IV)中的R1可以是烷基、優(yōu)選低級(jí)烷基，即C1-C6直鏈或支鏈或環(huán)狀烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、異丁基、叔丁基、環(huán)己基或三甲基丙基。在分布最為廣泛的神經(jīng)試劑中，R1是甲基、乙基或1，2，2-三甲基丙基，因此這些烷基是優(yōu)選的。
通式(IV)中的R2可以是烷基或氨基。當(dāng)R2是烷基時(shí)，該烷基優(yōu)選定義如以上R1，在分布最廣的神經(jīng)試劑中，烷基R2是甲基，因此最優(yōu)選的烷基R2是甲基。當(dāng)R2是氨基時(shí)，R2可以是伯、仲或叔烷基氨基，或二烷基氨基，或三烷基氨基，所述烷基定義如以上R1，優(yōu)選二烷基氨基，其中二甲基氨基是特別優(yōu)選的，因?yàn)樵谄渲械腞2為氨基的分布最為廣泛的神經(jīng)試劑中R2是二甲基氨基。
在適用于本發(fā)明方法的神經(jīng)試劑中，在世界上分布最為廣泛因此也是最為重要的具體神經(jīng)試劑是“塔崩(Tabun)”、或“GA”、或二甲基磷酰氨基氰酸，或N，N-二甲基磷酰氨基氰酸乙酯；“沙林”、或“GB”、或甲基膦酰氟酸1-甲基乙酯、或甲基膦酰氟酸異丙酯；“索曼”、或“GD”、或甲基膦酰氟酸1，2，2-三甲基丙酯，或甲基膦酰氟酸頻哪酯；以及“VX”、或甲基硫代膦酸S-[2-[二(1-甲基乙基)氨基]乙基]乙酯、或甲基硫代膦酸乙基S-2-二異丙基氨基乙基酯。
無(wú)論EM或EM/CWA混合物的銷毀是在原包裝中進(jìn)行還是使用有待銷毀的成批物質(zhì)在反應(yīng)器體系統(tǒng)中進(jìn)行，在開(kāi)始銷毀該物質(zhì)之后，該方法可包括一個(gè)可選但通常優(yōu)選的步驟。也就是說(shuō)，在使用溶劑化電子之后，殘余產(chǎn)物混合物可選(但優(yōu)選地)利用非熱方式，通過(guò)EM或EM/CWA被銷毀的產(chǎn)物與化學(xué)氧化劑的反應(yīng)而進(jìn)行氧化。但優(yōu)選在加入氧化劑之前，去除含氮堿，例如通過(guò)蒸汽揮發(fā)去除反應(yīng)器中的氨?？梢圆捎玫难趸瘎┖脱趸瘎┗旌衔锏睦影ㄟ^(guò)氧化氫、臭氧、堿金屬的重鉻酸鹽和高錳酸鹽等等。在最佳進(jìn)行該附加步驟時(shí)，該方法需要向包含殘余產(chǎn)物的反應(yīng)器系統(tǒng)或原包裝中加入足量的合適氧化劑，以使在與溶劑化電子或含氮堿的起始反應(yīng)中留下的所有殘余有機(jī)產(chǎn)物反應(yīng)完全。該氧化步驟的目的在于使任何殘余的有機(jī)成分達(dá)到其可能最高的氧化態(tài)，并且如果可能的話形成二氧化碳和水。
因此，如果采用銷毀后氧化，可以首先將EM或EM/CWA與溶劑化電子進(jìn)行反應(yīng)，然后進(jìn)行第二處理步驟，該步驟包括將殘余物與氧化劑起反應(yīng)。
本發(fā)明方法在用于改造被一種或多種EM、或被與一種或多種CWA結(jié)合的一種或多種EM污染的土壤時(shí)，可有兩種途徑。污染土壤本身可按照本發(fā)明方法進(jìn)行處理，或可首先將污染物濃縮在一部分污染土壤，例如細(xì)土壤中，然后處理該濃縮部分。這些可能方案，例如描述在美國(guó)專利5110364、5495062、5516968和5613238中，在此將其作為參考并入本發(fā)明。由于在濃縮EM時(shí)可能另外會(huì)出現(xiàn)爆炸的危險(xiǎn)，因此優(yōu)選不要在使用本發(fā)明方法改造含EM的土壤之前進(jìn)行濃縮污染物。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明方法適用于銷毀特定的代表性EM，其中包括硝化纖維素、典型的脂族醇硝酸酯；RDX或環(huán)三亞甲基三硝胺、硝胺型炸藥；TNT、硝基芳香族化合物；和Composition B，即RDX與TNT且包含如下幾種助劑的二元混合物
表2Composition B組分 ％重量RDX59.2TNT39.3蠟 1.0硅酸鈣 0.5水 痕量該方法還適用于銷毀具有以下組成的M-28火箭推進(jìn)劑表3M-28火箭推進(jìn)劑組分 ％重量硝化纖維素 60.0硝化甘油23.8三醋精 9.9鄰苯二甲酸二甲酯2.6硬脂酸鉛2.02-硝基二苯胺1.7除非另有所指，試驗(yàn)是在常壓下，使用無(wú)水液氨，在其回流溫度(約-33℃)下進(jìn)行的。除非另有所指，使用鈉作為活性金屬。在配有磁力攪拌器的1升Erlenmeyer燒瓶中，進(jìn)行一些小規(guī)模的反應(yīng)。較大規(guī)模的反應(yīng)在直徑約25厘米且高約45厘米的圓柱狀Pyrex反應(yīng)器中進(jìn)行。在后一情況下，使用雙葉片玻璃槳進(jìn)行機(jī)械攪拌。一般來(lái)說(shuō)，除非另有所指，小規(guī)模和較大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)都采用以下步驟。
首先將所需量的無(wú)水液氨從貯氣鋼瓶中轉(zhuǎn)移到反應(yīng)容器中，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，周期性地補(bǔ)充在實(shí)驗(yàn)時(shí)揮發(fā)的氨。稱出所要反應(yīng)的EM的起始部分，然后加入燒瓶中。然后基本上用金屬鈉來(lái)滴定該氨溶液。即，稱出所需量的鈉的起始少量部分(通常約0.2克)，然后加入反應(yīng)混合物中。隨著混合物的攪拌，鈉的加入一般會(huì)導(dǎo)致作為溶劑化電子的特征的藍(lán)黑色旋流。在顏色消失之后，分批加入其余的鈉，直到溶液再次變成藍(lán)黑色。加入另一部分EM，然后加入剩余部分的鈉直到終點(diǎn)。重復(fù)交替加入EM和鈉，直到加入所有預(yù)定量的EM。然后一次性地加入少量鈉，直到藍(lán)色可持續(xù)5分鐘，這時(shí)可認(rèn)為反應(yīng)完全。藍(lán)色在不再加入反應(yīng)物時(shí)慢慢消失，這可能歸因于鈉的副反應(yīng)，因此實(shí)際上有必要設(shè)定5分鐘的時(shí)間限度。
反應(yīng)完成之后，一般向反應(yīng)混合物中加入異丙醇以破壞所有的未反應(yīng)鈉，然后讓氨揮發(fā)。在許多情況下，殘余反應(yīng)產(chǎn)物要進(jìn)行各種分析和試驗(yàn)。
反應(yīng)物EM及其分解產(chǎn)物可使用美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(“EPA”)方法8330，“硝基芳香族化合物和硝胺(武器)的高效液相色譜(HPLC)分析”來(lái)進(jìn)行分析。該方法可用于分析水、土壤和沉積基質(zhì)中的炸藥殘余物達(dá)十億分之一的水平。該方法采用反相高效液體色譜(“HPLC”)進(jìn)行光電二極管行列紫外線(“UV”)檢測(cè)。有關(guān)方法8330的詳細(xì)細(xì)節(jié)及其使用步驟可得自美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(401M Street Southwest，Washington，DC，USA 20460)，在此將其作為參考并入本發(fā)明。在制備用于方法8330的樣品時(shí)，將約0.2克的待分析物質(zhì)和10毫升乙腈一起在50毫升加蓋瓶中振蕩2小時(shí)。然后過(guò)濾瓶中的內(nèi)容物；用乙腈將濾液補(bǔ)充至15毫升，轉(zhuǎn)移到干凈的閃爍管中，然后按方法8330測(cè)試。下表4、5、和6列出了通過(guò)方法8330測(cè)定的對(duì)本發(fā)明有價(jià)值的各種化合物、以及測(cè)得的檢測(cè)限度
表4使用HPLC測(cè)得的硝基芳香族化合物化合物 檢測(cè)限度(μg/g)1，3，5-三硝基苯(“TNT”) 0.751，3-二硝基苯 0.30硝基苯 0.302，4，6-三硝基甲苯 0.304-氨基-2，6-二硝基甲苯 0.152-氨基-4，6-二硝基甲苯 0.152，4-二硝基甲苯0.532，6-二硝基甲苯0.082-硝基甲苯 0.303-硝基甲苯 0.234-硝基甲苯 0.30表5使用HPLC測(cè)得的硝胺化合物 檢測(cè)限度(μg/g)環(huán)四亞甲基四硝胺(“HMX”)0.60環(huán)三亞甲基三硝胺(“RDX”)0.832，4，6-三硝基苯甲基硝胺(“Tetryl”) 0.60表6使用HPLC測(cè)得的脂族醇硝酸酯化合物 檢測(cè)限度(μg/g)硝化甘油 0.98二硝酸乙二醇酯 1.35二硝酸二甘醇酯 0.53二硝酸三甘醇酯 0.30四硝酸季戊四醇酯 0.68三硝酸1，2，4-丁三醇酯 0.681，1，1-三羥甲基乙烷三硝酸酯 0.68
包括硝化纖維素及其分解產(chǎn)物的含氮EM還可使用Hewlett-Packard 3D毛細(xì)管電泳系統(tǒng)，通過(guò)毛細(xì)管區(qū)域電泳法(“CZE”)來(lái)分析亞硝酸鹽和硝酸鹽。用亞硝酸鈉和硝酸鎂在1-100μg/g范圍內(nèi)來(lái)校準(zhǔn)該儀器。
在游離亞硝酸鹽/硝酸鹽的情況下，將約0.2克的測(cè)試樣品和10毫升水放入50毫升加蓋瓶中，然后振蕩2小時(shí)。然后過(guò)濾瓶中的內(nèi)容物，用水將濾液補(bǔ)充至15毫升，轉(zhuǎn)移到干凈的閃爍管中，然后通過(guò)CZE法分析亞硝酸鹽/硝酸鹽。在硝化纖維素及其分解產(chǎn)物的情況下，首先在50毫升瓶中混合約0.2克的測(cè)試樣品和10毫升丙酮，加蓋，然后振蕩2小時(shí)。在室溫下，在氮?dú)庀赂稍餃y(cè)試樣品，然后在50毫升加蓋瓶中將殘余物與10毫升水進(jìn)行混合，隨后振蕩10分鐘。過(guò)濾含水樣品，用10毫升水，然后用20毫升甲醇清洗空的樣品瓶。將帶有樣品殘余物的濾紙轉(zhuǎn)移到250毫升燒杯中，加入10毫升丙酮，然后不時(shí)攪動(dòng)該燒杯約10分鐘。將上層的丙酮轉(zhuǎn)移到干凈的瓶中，然后與用于清洗燒杯的5毫升丙酮進(jìn)行混合。在室溫下，在氮?dú)庀聦⑵康膬?nèi)容物進(jìn)行干燥，然后將5毫升1N的NaOH加入瓶中。加蓋，然后將瓶放在100℃油浴中30分鐘，約每10分鐘攪動(dòng)一次內(nèi)容物。冷卻至室溫之后，向瓶中加入10毫升水。通過(guò)CZE來(lái)分析所得水溶液的亞硝酸鹽/硝酸鹽。
EM及其分解產(chǎn)物還可通過(guò)NMR和紅外光譜來(lái)分析。使用VarianVXR-300NMR譜儀(對(duì)于1H，在300MHz下操作；對(duì)于13C，在75.4MHz下操作)進(jìn)行NMR分析，使用Digilab FTS-15E傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜儀(配有Bio-Rad FT-IR工作站)來(lái)得到IR光譜。用于IR光譜測(cè)試的樣品可通過(guò)從丙酮或丁酮中進(jìn)行澆鑄，或通過(guò)制備鹽盤并使用漫反射法而制成。將殘余物光譜與基準(zhǔn)組分的光譜以及用于鑒定的參考光譜進(jìn)行比較。
一般來(lái)說(shuō)，使用前述分析方法易于監(jiān)測(cè)各種原料，但通過(guò)本發(fā)明方法銷毀EM而得到的產(chǎn)物在大多數(shù)情況下是難加工的油或粘稠的焦油，因此很少能對(duì)反應(yīng)物中有機(jī)部分的最終結(jié)果提供令人滿意的分析。這可暫時(shí)歸因于在反應(yīng)過(guò)程形成聚合物。
在某些情況下，針對(duì)各種EM使用本發(fā)明方法而得到的反應(yīng)產(chǎn)物要進(jìn)行某些試驗(yàn)，以確定出反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)可誘導(dǎo)爆炸的各種刺激的敏感性。其中包括，測(cè)試對(duì)沖擊、滑動(dòng)摩擦、靜電放電的敏感性、熱穩(wěn)定性以及小規(guī)模燃燒。在進(jìn)行其中四種試驗(yàn)時(shí)，即在進(jìn)行沖擊敏感性、滑動(dòng)摩擦敏感性、靜電敏感性和熱穩(wěn)定性的試驗(yàn)時(shí)。使用由Southweat ReaserachInstitute，(6220 Culebra Road，San Antonio，Texas USA 78228-0510)設(shè)計(jì)的裝置。有關(guān)這種試驗(yàn)裝置和步驟的描述可得自位于以上地址的Southweat Reaserach Institute，在此將其作為參考并入本發(fā)明。
在小規(guī)模燃燒試驗(yàn)中，將約125克的待測(cè)物質(zhì)放入20毫升塑料燒杯或其它合適的容器中。然后將加料燒杯放在煤油濕透的鋸屑上。使用遙控點(diǎn)火器，點(diǎn)燃鋸屑，然后觀察測(cè)試物質(zhì)的爆炸情況。在三次重復(fù)試驗(yàn)中，沒(méi)有觀察到一次爆炸，這表明測(cè)試物質(zhì)在燃燒時(shí)不太可能爆炸。實(shí)施例1硝化纖維素的銷毀過(guò)程A在燒瓶中混合硝化纖維素(0.25克)和液氨(20-30毫升)，然后在攪拌下分批加入鈉(0.25克)。反應(yīng)完成之后，加入異丙醇以消除未反應(yīng)的鈉，然后蒸發(fā)氨和醇，得到黃色固體。過(guò)程B在燒瓶中混合硝化纖維素(1.0克)和液氨(300毫升)，沒(méi)有明顯反應(yīng)。然后在攪拌下分批加入鈉(1.0克)，這時(shí)反應(yīng)跟著發(fā)生。反應(yīng)完成之后，加入異丙醇以消除所有未反應(yīng)的鈉，然后蒸發(fā)氨和醇，得到一種易溶于水和甲醇但不溶于丙酮、丁酮、氯仿、己烷或四氫呋喃的黃褐色固體。相反，硝化纖維素可溶于丙酮和丁酮。對(duì)該固體的分析表明其中存在硝酸鹽和亞硝酸鹽，但通過(guò)IR和NMR光譜沒(méi)有分析出任何有機(jī)產(chǎn)物。過(guò)程C將液氨(325毫升)加入1升燒瓶中，然后在攪拌下，向氨中交替且分批地加入硝化纖維素(1.01克)和鈉(1.592克)。在反應(yīng)過(guò)程中溶液變得粘稠，且氣泡明顯越來(lái)越多。在加入所有的鈉之后，溶液的深藍(lán)色持續(xù)5分鐘以上，這表明反應(yīng)已經(jīng)完成。在蒸發(fā)出氨之后，稱出殘余物3.157克并且殘余物可溶于水但不溶于丙酮。硝化纖維素原料可溶于丙酮。反應(yīng)產(chǎn)物可能由于聚合物的生成而出現(xiàn)復(fù)雜的光譜，這有礙于產(chǎn)物的鑒別。亞硝酸鹽和硝酸鹽在殘余物中的含量分別為1088μg/g和142μg/g。實(shí)施例2TNT的銷毀顆粒狀的TNT得自Accurate Arms Company，McEwen，Texas USA。過(guò)程A在燒瓶中混合TNT和液氨，產(chǎn)生一種深紅色。在攪拌下，分批加入其重量等于TNT的鈉，導(dǎo)致紅色變淺且出現(xiàn)溶劑化電子的藍(lán)色。在每次加入鈉之后，隨著藍(lán)色的消失，首先出現(xiàn)綠色，然后是棕咖啡色。反應(yīng)完成之后，加入異丙醇以消除所有未反應(yīng)的鈉。蒸發(fā)醇和氨，得到一種無(wú)定形態(tài)的深色固體。對(duì)該固體的IR和NMR(1H)光譜分析表明，與TNT的鑒別光譜相比，不存在TNT。過(guò)程B將液氨(900毫升)加入1升燒瓶中。在攪拌下，將TNT(1.002克)和鈉(1.057克)交替和分批地加入氨中。隨著TNT的加入，溶液立即變成深越橘色。隨著鈉的加入，溶液由紅色變成綠棕色，然后變成橄欖綠，直到加入隨后一批鈉，變成藍(lán)色并保持5分鐘以上。在蒸發(fā)出氨之后，殘余物(2.705克)是一種棕銹色膏體，其中通過(guò)HPLC沒(méi)有測(cè)出任何殘余的TNT。亞硝酸鹽和硝酸鹽在殘余物中的含量分別為18μg/g和98μg/g。殘余物的NMR光譜表明，殘余物中沒(méi)有任何TNT；沒(méi)有鑒別出任何特定的分解產(chǎn)物，這表明該產(chǎn)物是一種混合物。測(cè)試殘余物的沖擊敏感性；其結(jié)果在高至132J(97ft-1b)的裝置限度內(nèi)呈陰性。相反，在同一試驗(yàn)中，TNT在44J(32ft-1b)下具有沖擊敏感性。過(guò)程C重復(fù)過(guò)程B，只是用0.33克鋰替代鈉。可得到與過(guò)程B基本上相同的結(jié)果。過(guò)程D重復(fù)過(guò)程B，只是用乙胺替代液氨，且TNT和鈉的量分別降低到約0.5克。得到與過(guò)程B基本上相同的結(jié)果。過(guò)程E重復(fù)過(guò)程B，只是用金屬鈣(1.8克)替代鈉。得到與過(guò)程B基本上相同的結(jié)果。實(shí)施例3RDX的銷毀顆粒狀的RDX得自Accurate Arms Company，McEwen，Texas USA。過(guò)程A在燒瓶中混合RDX和液氨，得到一種黃色反應(yīng)混合物。在攪拌下，分批加入其量等于RDX的鈉，使得黃色變成作為溶劑化電子的特征的藍(lán)色。反應(yīng)完成之后，加入異丙醇以消除所有未反應(yīng)的鈉，然后蒸發(fā)醇和氨，得到一種淺黃褐色固體。對(duì)該固體的IR和NMR(1H)光譜分析表明，與RDX的鑒別光譜相比，不存在RDX。過(guò)程B將液氨(600毫升)加入1升燒瓶中。在攪拌下，將RDX(1.087克)和鈉(1.347克)交替和分批地加入氨中。隨著第一次將鈉加入到氨中的RDX，溶液變成黃色，其中有少量的藍(lán)黑色液滴。隨著繼續(xù)加入和加入鈉完畢，顏色持續(xù)變成深藍(lán)色。在蒸發(fā)出氨之后，反應(yīng)產(chǎn)物(2.696克)是一種黃白色的干燥片狀物。在殘余物中沒(méi)有檢測(cè)出RDX。亞硝酸鹽和硝酸鹽在殘余物中的含量分別為119μg/g和30μg/g。殘余物對(duì)高至132J(97ft-1b)的裝置限度內(nèi)的沖擊不敏感。相反，在同一試驗(yàn)中，RDX在15J(32ft-1b)下具有沖擊敏感性。過(guò)程C在攪拌下，向燒瓶中的液氨(100毫升)加入RDX(1克)。在1小時(shí)16分鐘之后，RDX沒(méi)有溶解。去除氨之后，不溶于水但溶于丙酮的殘余物的重量為0.941克。殘余物的NMR光譜表明只有RDX。過(guò)程D在攪拌下，向包含液氨(分別為100毫升)的三個(gè)1升燒瓶中加入RDX(每個(gè)瓶中1g)。將鈉(0.100克)加入第一燒瓶中，將鈉(0.260克)加入第二燒瓶中，將鈉(0.504克)第三燒瓶中。溶液的顏色分別為不透明的、亮黃色和橄欖綠。蒸發(fā)出氨之后，殘余物的重量分別為0.977克、0.974克、和1.513克。對(duì)殘余物的分析表明，未反應(yīng)RDX的含量分別為383000μg/g、2230μg/g和20.6μg/g，因此，以重量/重量計(jì)，至少需要約為RDX一半的鈉來(lái)銷毀RDX。過(guò)程E重復(fù)過(guò)程B，只是用乙二胺(900毫升)替代液氨。得到與過(guò)程B基本上相同的結(jié)果。實(shí)施例4Composition B的銷毀
Composition B得自Accurate Arms Company，McEwen，Texas USA，它是厚度約0.5厘米的脆性片材。在使用之前，將該片材粉碎成尺寸不超過(guò)1厘米的較小顆粒。過(guò)程A在1升燒瓶中，在攪拌下，將Composition B(1.032克)和鈉(1.153克)交替和分批地加入液氨(650毫升)中。隨著EM和鈉反應(yīng)物的加入，溶液變成棕色；隨著最后一次加入鈉，最后變成深藍(lán)色。在去除氨之后，得到一種深棕色粘稠膏狀殘余物(1.700克)。使用NMR光譜分析該殘余物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中不含可測(cè)得的RDX或TNT。殘余物的亞硝酸鹽含量和硝酸鹽含量分別為33μg/g和2μg/g。殘余物對(duì)高至132J(97ft-1b)的裝置限度內(nèi)的沖擊不敏感。相反，在同一試驗(yàn)中，Composition B在20J(15ft-1b)下具有沖擊敏感性。在靜電放電穩(wěn)定性試驗(yàn)中，殘余物的最小點(diǎn)火能為185mJ，而Composition B可在100mJ下點(diǎn)燃。在熱穩(wěn)定性試驗(yàn)中，殘余物沒(méi)有任何不穩(wěn)定性。在滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)中，Composition B出現(xiàn)反應(yīng)，而殘余物沒(méi)有。在小規(guī)模燃燒試驗(yàn)中，使用125克的殘余產(chǎn)物樣品，該殘余物在燃燒時(shí)沒(méi)有爆炸。過(guò)程B重復(fù)過(guò)程A，只是使用950毫升液氨、4.287克Composition B、和4.246克鈉，得到8.509克殘余物，其分析結(jié)果與過(guò)程A所得到的結(jié)果一致。過(guò)程C在攪拌下，在圓柱狀Pyrex反應(yīng)器中，將Composition B(總共20.09克)和金屬鈉(總共20.20克)交替地和以兩次增量的方式加入液氨(1.5升)中，Composition B的第一增量用少量鈉進(jìn)行處理，直到達(dá)到終點(diǎn)，然后加入第二增量的Composition B，再用鈉處理該溶液至終點(diǎn)。Composition B的溶液開(kāi)始為深越橘紅色，這使得難以觀察到有關(guān)溶劑化電子的典型藍(lán)色。隨著鈉的加入，溶液變成濃巧克力棕色，而且隨著每次增量加入的結(jié)束，可觀察到少量漂浮的黑色薄片。因此，在加入鈉的過(guò)程中，有時(shí)薄片會(huì)撞向長(zhǎng)玻璃棒的末端，然后浸沒(méi)在反應(yīng)器內(nèi)表面附近。最后來(lái)自鈉的黑色幾乎油狀的漩渦，飄浮到表面上。這種飄浮到表面上的黑色油狀物可看作表示反應(yīng)完成的終點(diǎn)。為了完成反應(yīng)而加入的Composition B和鈉的增量如下表7Composition B的增量(克) 鈉的增量(克)9.948 9.95910.138 10.239在去除氨之后，深棕色粘稠殘余物的重量為61.3克，它具有濃胺味。過(guò)程D在攪拌下，在圓柱狀Pyrex反應(yīng)器中，將Composition B(總共81.9克)和金屬鈉(總共63.7克)交替地和以八次增量的方式加入液氨(6升)中，如過(guò)程C所述，Composition B的每次增量都用增量的鈉進(jìn)行處理直到終點(diǎn)。得到如下結(jié)果表8Composition B的增量(克) 鈉的增量(克)10.510 10.85210.230 9.36910.254 10.03210.403 9.4849.992 9.72110.202 5.64310.312 4.8809.971 3.745
直到最后三次加入，為了達(dá)到終點(diǎn)，要求與Composition B的重量的比率比較恒定。通過(guò)對(duì)前五次增量數(shù)據(jù)的線性回歸處理，得到等于0.95的(鈉的重量)/(Composition B的重量)。在去除氨之后，殘余物的重量為310克，這大于所用的Composition B和鈉的混合重量，這可能歸因于吸收了某些殘余的氨、水分或二氧化碳。過(guò)程E通過(guò)六次增量加入Composition B和足夠的鈉以達(dá)到終點(diǎn)，重復(fù)過(guò)程D。得到如下結(jié)果表9Composition B的增量(克) 鈉的增量(克)10.330 9.92310.211 9.56110.551 10.21910.219 11.3069.939 10.0519.811 6.411通過(guò)六次增量加入，重量比基本上保持恒定，在第六次加入時(shí)有點(diǎn)下降。通過(guò)對(duì)前五次增量的數(shù)據(jù)線性回歸分析，為達(dá)到終點(diǎn)所需的鈉重量與Composition B重量的比率為0.95。在第六次增量加入之后，加入異丙醇(20毫升)以保證沒(méi)有未反應(yīng)的鈉，然后在氬氣流下蒸發(fā)氨和醇以避免水分的影響。用加熱帶加熱反應(yīng)器的底部以幫助蒸發(fā)，但玻璃反應(yīng)器在加熱帶下方的溫度不超過(guò)20℃。約2小時(shí)之后，沒(méi)有在殘余物中觀察到任何其它氣泡，然后用塑料蓋住反應(yīng)器并將氬氣流直徑通向殘余物14小時(shí)。在氬氣下，將粘稠液體殘余物從反應(yīng)器中取出，然后稱重為165g。該殘余物完全溶于水。對(duì)殘余物的HPLC分析表明，其中不存在表4和5中所列的任何化合物。殘余物中的亞硝酸鹽和硝酸鹽含量分別為5147μg/g和249μg/g。殘余物在D2O中的NMR波譜表明，殘余物的空氣干燥樣品或受熱樣品中沒(méi)有EM。實(shí)施例5M-28推進(jìn)劑的銷毀顆粒狀M-28推進(jìn)劑得自Technologies，Inc，Gaithersburg，MarylandUSA，它可切成小片和薄片。在過(guò)程A中應(yīng)該注意，M-28不易溶于液氨。所以在以后的過(guò)程中，M-28的尺寸要通過(guò)銼所得顆粒而降低至鋸屑大小。所得的橙色銼屑具有纖維狀稠度。過(guò)程A在1升燒瓶中，在攪拌下，將M-28(1.006克，由所得顆粒切成的小片和薄片)加入液氨(400毫升)中，然后分批加入鈉(1.137克)。M-28的顆粒尺寸小于1厘米，但它在氨中溶解非常慢。2小時(shí)15分鐘之后，蒸發(fā)出氨，得到粘性軟膏體與少量硬片的混合物。該膏體易溶于水，但據(jù)信為未反應(yīng)M-28的硬片則不溶。過(guò)程B向配有攪拌裝置的較大的圓柱狀Pyrex反應(yīng)器中，加入液氨(6升)，然后交替地增量加入鋸屑大小的橙色M-28推進(jìn)劑(97.88克)和金屬鈉(97.86克)。M-28每次增量加入約10克。將鈉切成小片，然后加入約2克的小片，直到觀察到表示溶劑化電子的持續(xù)藍(lán)色。在每次加入M-28之后，并不希望用鈉保持藍(lán)色，而只是在該過(guò)程中，以較相等的量加入M-28和鈉，直到觀察到藍(lán)黑色。十次增量步驟示于下表
表10M-28的增量(克) 鈉的增量(克)9.922 11.2159.706 6.6279.848 6.8449.929 4.7459.747 6.1139.785 6.7349.778 4.3649.610 10.5719.685 5.5149.867 17.290定性地說(shuō)，通過(guò)向液氨中加入M-28，氨溶液變成黃橙色，這表示細(xì)碎的M-28至少有一些溶解。隨著鈉的加入，溶液變成紫色，然后逐漸變成黃色，最后為藍(lán)色。藍(lán)色逐漸變成綠色，然后在溶液放置時(shí)又回到黃色，這表明M-28仍在慢慢溶解。將所加的鈉相對(duì)所加的M-28作圖，得到相當(dāng)直的線(除了最后點(diǎn))，線性回歸分析表明斜率為0.64克鈉/每克M-28。溶液在該過(guò)程結(jié)束時(shí)十分粘稠。用塑料膜蓋住該反應(yīng)器，然后讓氨從反應(yīng)器中蒸發(fā)出來(lái)。將氦蒸汽通入反應(yīng)器中以排出空氣。17小時(shí)之后，反應(yīng)器中的殘余物出現(xiàn)干燥泥漿的外觀；它具有濃胺味。連夜繼續(xù)通入氦流。第二天早上，可以觀察到塑料膜已經(jīng)毀壞，M-28殘余物成為具有木炭氣味的干燥的黑色含碳物質(zhì)?？梢酝茰y(cè)，其中存在過(guò)量鈉，疏忽加入異丙醇以破壞任何未反應(yīng)的鈉，且殘余鈉已經(jīng)與冷凝到反應(yīng)器中的水進(jìn)行反應(yīng)。過(guò)程C重復(fù)過(guò)程B，只是M-28的總量限制為約50克，5次增量情況如下
表11M-28的增量(克) 鈉的增量(克)9.927 10.9559.894 5.9539.930 5.6169.846 5.9929.521 6.302上述數(shù)據(jù)可描繪出幾乎為直線的圖，其中計(jì)算出來(lái)的斜率為0.60克鈉/每克M-28。反應(yīng)完成之后，讓氨在氬氣下進(jìn)行蒸發(fā)，加入約20毫升異丙醇以保證沒(méi)有未反應(yīng)的鈉。將加熱帶纏繞在反應(yīng)器的底部，但要注意，由加熱帶與反應(yīng)器之間的熱電偶指示的溫度不要超過(guò)20℃。在約2小時(shí)之后，氨幾乎完全蒸發(fā)出來(lái)，這可通過(guò)粘稠殘余物中沒(méi)有任何氣泡而表現(xiàn)出來(lái)。用塑料膜蓋住反應(yīng)器，然后另外將氬氣流過(guò)殘余物的表面達(dá)14小時(shí)，用橡膠刮刀將殘余物從反應(yīng)器中刮下，然后在氬氣下轉(zhuǎn)移到配衡燒瓶中。殘余物的重量為165克，明顯超過(guò)M-28和鈉反應(yīng)物的總重。殘余物的HPLC分析沒(méi)能檢測(cè)出表4和6中給出的各種化合物。亞硝酸鹽和硝酸鹽的含量分別為9092μg/g和5895μg/g。硝化纖維素在殘余物中的量小于100μg/g。殘余物在D2O中的NMR(1H)譜沒(méi)能檢測(cè)出原料或可識(shí)別產(chǎn)物，且紅外光譜同樣也沒(méi)能進(jìn)行明確鑒別。殘余物的沖擊敏感性大于132J(97ft-1b)的裝置限度。相反，M-28的沖擊敏感性為18J(13ft-1b)。在測(cè)試殘余物的熱穩(wěn)定性時(shí)，沒(méi)有任何反應(yīng)的跡象。在用于M-28原料和M-28殘余物的滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)中，對(duì)于M-28原料出現(xiàn)了反應(yīng)，而對(duì)殘余產(chǎn)物則不反應(yīng)。令人驚奇的是，在靜電點(diǎn)燃試驗(yàn)中，殘余產(chǎn)物的最小點(diǎn)燃能為10mJ，而M-28原料在同一試驗(yàn)中的最小點(diǎn)燃能為175mJ；其中原因并不清楚。在小規(guī)模燃燒試驗(yàn)中，M-28殘余物在燃燒時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)爆炸。過(guò)程D重復(fù)過(guò)程C，其中增量情況如下
表12M-28的增量(克) 鈉的增量(克)10.003 6.22610.020 6.2319.911 5.5399.894 4.8199.351 5.474這些數(shù)據(jù)可描繪出幾乎為直線的圖，其中斜率為0.51克鈉/每克M-28。據(jù)推測(cè)，在該過(guò)程以及下一過(guò)程中的較低斜率可能歸因于所用氨的儲(chǔ)罐變化。過(guò)程E重復(fù)過(guò)程C，其中增量情況如下表13M-28的增量(克) 鈉的增量(克)9.398 6.1879.305 3.3867.773 4.3559.316 5.6239.237 4.852這些數(shù)據(jù)在繪圖時(shí)幾乎可得到一條直線，其斜率為0.55克鈉/每克M-28推進(jìn)劑。實(shí)施例6TNT污染的土壤的處理向?qū)?00毫升燒杯中，加入代表性土壤(125克)，即pH為7.7的具有35％重量的沙、32％重量的泥和33％重量的粘土的Ohio壤土，制備出TNT污染的土壤。制備出TNT(1.0克)在丙酮(約100毫升)中的溶液，然后加入燒杯中。劇烈攪拌燒杯的內(nèi)容物，倒入較大的結(jié)晶盤中，連夜在室溫下進(jìn)行干燥，然后用刮刀進(jìn)行粉碎和機(jī)械攪拌以均勻化留在盤中的污染土壤殘余物。用丙酮萃取10克代表性污染土壤樣品，然后真空蒸發(fā)萃取液，得到一種殘余物(80毫克，熔點(diǎn)為75-80℃)。該殘余物的IR光譜和NMR譜表明存在TNT。在含有200毫升其中已經(jīng)加入金屬鈉(3克)的藍(lán)色液氨溶液的燒杯中，將第二份10克污染土壤樣品制漿。在蒸發(fā)出氨之后，如上所述用丙酮(約100毫升)來(lái)萃取殘余物，然后在真空下從萃取液中去除丙酮，得到一種殘余物(90毫克，油狀)。該油狀殘余物的IR光譜和NMR譜沒(méi)能檢測(cè)出TNT的存在。實(shí)施例7Composition B和沙林的混合物的銷毀該實(shí)驗(yàn)是在配有外冷卻裝置且容積約2升的不銹鋼可加壓反應(yīng)容器中，在排氣罩內(nèi)進(jìn)行的。該反應(yīng)容器配有機(jī)械攪拌、可移動(dòng)的視鏡孔、溫度計(jì)孔、與高效液相色譜泵相連的用于將沙林由外部容器加入的進(jìn)口、和在容器頂部裝壓力計(jì)的口。該反應(yīng)容器還具有一個(gè)用來(lái)將含氮堿抽吸到反應(yīng)容器的口、以及位于反應(yīng)器底部用于產(chǎn)物回收的排料口。
將無(wú)水液氨(1.6升)加入反應(yīng)容器中，通過(guò)外部冷卻，將容器內(nèi)容物的溫度控制在約-40℃。在攪拌下，將沙林(10.5克)抽吸到反應(yīng)容器中，然后溶解在氨中，隨后通過(guò)暫時(shí)拆除的視鏡孔加入小片狀的Composition B(1.0克)。通過(guò)視鏡孔周期性地慢慢加入小片狀的金屬鈉(總共16.5克)，使反應(yīng)混合物的溫度保持在不高于約-20℃。隨著將鈉加入溶液中，可不時(shí)觀察到表示存在溶劑化電子的藍(lán)色，而且在加完鈉之后藍(lán)色可持續(xù)一段時(shí)間。
在加完鈉之后，排出容器中的內(nèi)容物。讓氨在排氣罩中進(jìn)行蒸發(fā)，得到固體殘余物。使用膽堿酯酶抑制試驗(yàn)來(lái)分析該殘余物的殘余沙林，并使用NMR譜和IR光譜來(lái)分析殘余的Composition B。沒(méi)有在殘余物中檢測(cè)出沙林或Composition B。實(shí)施例8疊氮化鉛的銷毀將無(wú)水液氨(800毫升)加入1升燒瓶中。在攪拌下，將疊氮化鉛(總共2.0克)和金屬鈉(總共0.86克)交替和分批地加入燒瓶的內(nèi)容物中，得到包含細(xì)分顆粒物質(zhì)的渾濁藍(lán)色溶液。停止攪拌，這時(shí)溶液變得透明，灰色沉淀物沉積到燒瓶底部。傾析出上層含氨液體，并分離出灰色沉淀物。用異丙醇(20毫升)處理該沉淀物，然后用溫水洗滌數(shù)次，通過(guò)傾析將水從重固體中分離出來(lái)。將固體轉(zhuǎn)移到配衡結(jié)晶盤上，連夜干燥，得到淺灰色固體(1.36克)。該固體盡管不溶于水、丙酮和苯，但溶于硝酸。該固體在高至132J(97ft-1b)的裝置限度內(nèi)不具有沖擊敏感性。根據(jù)該固體的發(fā)射光譜，認(rèn)定該固體為鉛。實(shí)施例9硝酸銨的銷毀在攪拌下，將無(wú)水液氨(750毫升)加入1升燒瓶中，然后一次將硝酸銨(10克，0.13摩爾)全部加入。向所得混合物中，以小的增量方式加入金屬鈉(3.1克，0.14摩爾)，出現(xiàn)與溶劑化電子有關(guān)的藍(lán)色，最后變成表示終點(diǎn)的持續(xù)藍(lán)色。因此，化學(xué)計(jì)量似乎為1∶1，這與以下反應(yīng)是一致的在銷毀離子鍵接的銨鹽時(shí)，每摩爾反應(yīng)物鹽需要一摩爾活性金屬，而不是銷毀共價(jià)鍵接化合物時(shí)所需的2摩爾活性金屬。實(shí)施例10甘油三硝酸酯的銷毀在攪拌下，將甘油三硝酸酯(1.5克，0.007摩爾)加入含有無(wú)水液氨(650毫升)的1升燒瓶中。向所得混合物中，以小的增量方式加入金屬鈉(2.8克，0.12摩爾)。隨著鈉的加入，溶液立即出現(xiàn)藍(lán)色，隨著最后一次加入鈉，藍(lán)色在整個(gè)溶液中持續(xù)5分鐘。讓氨從燒瓶中蒸發(fā)出去，得到易溶于水的淺灰色粘性殘余物，HPLC分析沒(méi)能在殘余物中檢測(cè)出甘油三硝酸酯。
前述實(shí)施例說(shuō)明了用于單批EM或EM/CWA的本發(fā)明方法。本發(fā)明方法可在早期申請(qǐng)PCT/US96/16303(1996年10月10日遞交)中所描述的反應(yīng)器系統(tǒng)中連續(xù)地或分批地進(jìn)行，在此將其作為參考并入本發(fā)明。這種反應(yīng)器系統(tǒng)可分批地或連續(xù)地進(jìn)行操作。上述反應(yīng)器系統(tǒng)可在圖1中進(jìn)行圖解說(shuō)明。
現(xiàn)參見(jiàn)圖1，反應(yīng)器系統(tǒng)10包括多個(gè)硬件部分，其中包括反應(yīng)容器20，該容器還配有加熱/冷卻夾套(如果需要)，以及溫度、壓力等等的各種監(jiān)測(cè)器，它可以用來(lái)接收來(lái)自溶劑化器30的溶劑化電子溶液以及來(lái)自貯存器40的EM/CWA。顯然當(dāng)EM或EM/CWA為固體時(shí)，可根據(jù)需要用合適的固體給料器，如螺桿給料擠出機(jī)來(lái)替代泵41。該反應(yīng)器系統(tǒng)還包括冷凝器50、潷析器60、溶解器70、氧化器80(它是一個(gè)可選部分)、以及廢氣處理部分90(它也是一個(gè)可選部分)。該反應(yīng)器系統(tǒng)還配有輔助裝置，當(dāng)需要在所需的參數(shù)值條件下分解EM或EM/CWA時(shí)，用來(lái)控制該系統(tǒng)各個(gè)部分的溫度和壓力。上述多種變化形式的硬件部分可以從市場(chǎng)上買到，這使得一個(gè)熟練的工程師可根據(jù)手頭的工作而選擇最佳的部件。
雖然示于圖1的反應(yīng)器系統(tǒng)具體針對(duì)以下情形，其中EM或EM/CWA可以成批地由EM或EM/CWA貯存容器40送到反應(yīng)器20中，但是很顯然，如果需要，反應(yīng)器20可以設(shè)計(jì)成具有可以容納EM或EM/CWA原包裝的尺寸和進(jìn)口，在這種情況下，貯存容器40以及相應(yīng)的管道及設(shè)備就不需要了。也可以將空的原包裝與產(chǎn)物物流26分開(kāi)，而后在對(duì)產(chǎn)物物流進(jìn)行處理。
可以以與上述實(shí)施例1-10相似的方式，反應(yīng)器系統(tǒng)10進(jìn)行批量操作。但是，該反應(yīng)器系統(tǒng)10還可以連續(xù)地用來(lái)實(shí)施該方法。在連續(xù)操作時(shí)，該方法包括提供一種反應(yīng)器系統(tǒng)，其中包括(1)用來(lái)接收來(lái)自儲(chǔ)存器的EM或EM/CWA的反應(yīng)容器，(2)溶劑化器，包含其中溶解有活性金屬的含氮堿，這樣可產(chǎn)生溶劑化電子溶液，(3)用于處理由反應(yīng)容器排放的氣體的冷凝器，(4)用于接收由反應(yīng)容器泄下的反應(yīng)產(chǎn)物料漿并且將反應(yīng)產(chǎn)物分離成液體部分和固體部分的潷析器，以及(5)用來(lái)將固體部分與水接觸以產(chǎn)生一種液體混合物的溶解器；連續(xù)地向該溶劑化器中加入含氮堿和活性金屬；連續(xù)地將溶劑化電子的溶液供入反應(yīng)容器中；連續(xù)地將EM或EM/CWA加入反應(yīng)容器中；連續(xù)地且可選擇地由排放的氣體回收含氮堿，然后回收的含氮堿作為補(bǔ)充液體加入溶劑化器中或作為回流加入反應(yīng)容器中；連續(xù)地在潷析器中接收反應(yīng)產(chǎn)物，然后連續(xù)地將該反應(yīng)產(chǎn)物分離成固體部分和液體部分；連續(xù)地將該液體部分作為補(bǔ)充液體加入溶劑化器中；以及連續(xù)地在溶解器中將該固體部分與水接觸，產(chǎn)生可選擇進(jìn)行其它處理的液體混合物。實(shí)施例11甘油三硝酸酯的連續(xù)銷毀參考圖1，連續(xù)地向溶劑化器30中加入無(wú)水液氨(料流31)和作為料流33的粒狀金屬鈉，鈉/液氨的比率保持在約1重量份鈉/250重量份液氨。將甘油三硝酸酯和液氨連續(xù)加入到貯存容器40中，得到包含約1重量份甘油三硝酸酯/500重量份液氨的溶液。將溶劑化器30的內(nèi)容物作為料流32連續(xù)加入反應(yīng)容器20中，并將貯存容器40的內(nèi)容物作為料流42連續(xù)抽吸到反應(yīng)容器20中。料流32/42的相對(duì)流速保持在約1/1重量以下?？刂迫萜?0中的反應(yīng)混合物的溫度，從而液氨和任何可冷凝的甘油三硝酸酯銷毀產(chǎn)物可作為料流25進(jìn)入冷凝器50，其中將可冷凝氣體，如氨發(fā)生冷凝，且至少一部分冷凝物可選作為回流料流52返回到反應(yīng)容器中。另一部分冷凝物可選作為料流53而回流，該料流53可選擇通過(guò)采用泵51而回到溶劑化器30以補(bǔ)充含氮堿。
可選地，例如采用洗滌器技術(shù)在廢氣處理裝置90中對(duì)離開(kāi)冷凝器50的任何未冷凝氣體進(jìn)行處理，從而將任何無(wú)害的氣體作為料流91排放，并且將任何有毒的氣體或含有它們的洗滌器溶液作為料流97排放到溶解器70中。
同時(shí)，將含有產(chǎn)物的反應(yīng)混合物連續(xù)由反應(yīng)容器20抽出，然后作為料流26加入潷析器60，其中連續(xù)潷析已經(jīng)含有固體反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)混合物，產(chǎn)生富含含氮堿的液體部分和含固體的部分，其中液體部分作為含氮堿補(bǔ)充物以料流63加入溶劑化容器30中，而含固體的部分則作為物料流67加入溶解器70中。
將水流71連續(xù)加入溶解器70中，其中，水與固體部分中的任何水溶組分接觸并將其溶解。所得溶液可根據(jù)需要進(jìn)一步提純并出售，或作為廢物進(jìn)行處理。加入溶解器中的水不溶物質(zhì)通常含有副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物可作為廢物進(jìn)行處理或送回到反應(yīng)容器20中以進(jìn)行再處理。
可選地，可以將溶解器70中的水溶性組分和水不溶組分中的一種或另一種或兩種作為料流78加入氧化單元80中，優(yōu)選進(jìn)行化學(xué)氧化，其中輸出料流81最好僅含有二氧化碳、水和無(wú)機(jī)物，該無(wú)機(jī)物可以作為廢物進(jìn)行處理或可從中回收到有價(jià)值的東西。
雖然根據(jù)特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但并非要將本發(fā)明限定在這些實(shí)施例上。本發(fā)明僅僅由后面的權(quán)利要求書(shū)進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種用于銷毀高能物質(zhì)的方法，該方法包括(A)生成一種包含至少一種高能物質(zhì)和溶劑化電子的反應(yīng)混合物；然后(B)使該混合物進(jìn)行反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)混合物通過(guò)混合以下原料而生成(1)含氮堿；(2)至少一種高能物質(zhì)；和(3)其量足以銷毀所述高能物質(zhì)的活性金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述活性金屬作為固體以增量方式加入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)混合物是藍(lán)色的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述高能物質(zhì)處于其原包裝中，且反應(yīng)混合物是在所述原包裝中生成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，具中所述高能物質(zhì)是一種土壤污染物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述高能物質(zhì)選自炸藥、推進(jìn)劑和信號(hào)彈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述高能物質(zhì)選自炸藥和推進(jìn)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述高能物質(zhì)選自疊氮化鉛、雷酸汞、4，5-二硝基苯-2-重氮基-1-氧化物、2，4，6-三硝基間苯二酚鉛、脒基重氮基脒基并四苯、二硝基苯并呋喃烷鉀、一硝基間苯二酚鉛、三硝酸1，2，4-丁三醇酯、二硝酸二甘醇酯、硝化纖維素、硝化甘油、硝化淀粉、四硝酸季戊四醇酯、二硝酸三甘醇酯、1，1，1-三羥甲基乙烷三硝酸酯、環(huán)四亞甲基四硝胺、環(huán)三亞甲基三硝胺、二硝酸乙二胺、亞乙基二硝基胺、硝基鳥(niǎo)嘌呤、2，4，6-三硝基苯甲基硝胺、2，4，6-三硝基苯酚銨、1，3-二氨基-2，4，6-三硝基苯、2，2’，4，4，6，6’-六硝基偶氮苯、六硝基-1，2-二苯乙烯、1，3，5-三氨基-2，4，6-三硝基苯、2，4，6-三硝基甲苯、硝酸銨及其混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述高能物質(zhì)選自硝化纖維素、環(huán)三亞甲基三硝胺、2，4，6-三硝基甲苯及其混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述活性金屬選自元素周期表IA和IIA族金屬和其混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述活性金屬選自鋰、鈉、鉀、鈣和其混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述活性金屬為鈉。
14.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述活性金屬的摩爾量至少為高能物質(zhì)摩爾量的2倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述含氮堿選自氨、胺及其混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述胺選自甲胺、乙胺、丙胺、異丙胺、丁胺和乙二胺。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述含氮堿為氨。
18.一種銷毀高能物質(zhì)的方法，該方法包括(A)由下述原料生成反應(yīng)混合物，包括(1)選自氨、胺及其混合物的含氮堿；(2)至少一種高能物質(zhì)，選自疊氮化鉛、雷酸汞、4，5-二硝基苯-2-重氮基-1-氧化物、2，4，6-三硝基間苯二酚鉛、脒基重氮基脒基并四苯、二硝基苯并呋喃烷鉀、一硝基間苯二酚鉛、三硝酸1，2，4-丁三醇酯、二硝酸二甘醇酯、硝化纖維素、硝化甘油、硝化淀粉、四硝酸季戊四醇酯、二硝酸三甘醇酯、1，1，1-三羥甲基乙烷三硝酸酯、環(huán)四亞甲基四硝胺、環(huán)三亞甲基三硝胺、二硝酸乙二胺、亞乙基二硝基胺、硝基鳥(niǎo)嘌呤、2，4，6-三硝基苯甲基硝胺、2，4，6-三硝基苯酚銨、1，3-二氨基-2，4，6-三硝基苯、2，2’，4，4’，6，6’-六硝基偶氮苯、六硝基-1，2-二苯乙烯、1，3，5-三氨基-2，4，6-三硝基苯、2，4，6-三硝基甲苯、硝酸銨及其混合物；和(3)選自鋰、鈉、鉀、鈣和其混合物的活性金屬，其量足以銷毀所述高能物質(zhì)；然后(B)使所述混合物進(jìn)行反應(yīng)。
19.一種銷毀高能物質(zhì)的方法，該方法包括(A)提供一種反應(yīng)器系統(tǒng)，其中包括(1)用來(lái)接收高能物質(zhì)的反應(yīng)容器；(2)溶劑化器，包含其中溶解有活性金屬的含氮堿；(3)用于處理由反應(yīng)容器排放的氣體的冷凝器；(4)用于接收來(lái)自反應(yīng)容器的反應(yīng)產(chǎn)物并且將反應(yīng)產(chǎn)物分離成液體部分和固體部分的潷析器；和(5)用來(lái)將固體部分與水接觸以產(chǎn)生一種液體混合物的溶解器；(B)連續(xù)地向所述溶劑化器中加入含氮堿和活性金屬；(C)連續(xù)地將高能物質(zhì)加入反應(yīng)容器；(D)連續(xù)地由排放的氣體回收含氮堿，然后將回收的含氮堿作為補(bǔ)充液體加入溶劑化器中；(E)連續(xù)地在潷析器中接收反應(yīng)產(chǎn)物，然后連續(xù)地將該反應(yīng)產(chǎn)物分離成固體部分和液體部分；(F)連續(xù)地將該液體部分作為補(bǔ)充液體加入溶劑化器中；以及(G)連續(xù)地在溶解器中將該固體部分與水接觸，形成液體混合物。
20.一種銷毀由至少一種高能物質(zhì)與至少一種化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)試劑組成的混合物的方法，該方法包括(A)生成一種包含所述混合物和溶劑化電子的反應(yīng)混合物；然后(B)使所述反應(yīng)混合物進(jìn)行反應(yīng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所述反應(yīng)混合物通過(guò)混合以下原料而生成(1)含氮堿；(2)至少一種高能物質(zhì)；(3)至少一種化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)試劑；和(4)其量足以銷毀所述高能物質(zhì)和化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)試劑的活性金屬。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述高能物質(zhì)選自疊氮化鉛、雷酸汞、4，5-二硝基苯-2-重氮基-1-氧化物、2，4，6-三硝基間苯二酚鉛、脒基重氮基脒基并四苯、二硝基苯并呋喃烷鉀、一硝基間苯二酚鉛、三硝酸1，2，4-丁三醇酯、二硝酸二甘醇酯、硝化纖維素、硝化甘油、硝化淀粉、四硝酸季戊四醇酯、二硝酸三甘醇酯、1，1，1-三羥甲基乙烷三硝酸酯、環(huán)四亞甲基四硝胺、環(huán)三亞甲基三硝胺、二硝酸乙二胺、亞乙基二硝基胺、硝基鳥(niǎo)嘌呤、2，4，6-三硝基苯甲基硝胺、2，4，6-三硝基苯酚銨、1，3-二氨基-2，4，6-三硝基苯、2，2’，4，4’，6，6’-六硝基偶氮苯、六硝基-1，2-二苯乙烯、1，3，5-三氨基-2，4，6-三硝基苯、2，4，6-三硝基甲苯、硝酸銨及其混合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)試劑選自糜爛劑、神經(jīng)試劑及其混合物，所述糜爛劑的分子式中含有至少一個(gè)具有以下通式的基團(tuán)
其中X為鹵素；所述神經(jīng)試劑由以下通式表示
其中R1是烷基，R2選自烷基和氨基，且Y是離去基團(tuán)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，通式(III)中的X選自氟、氯和溴，且通式(IV)中的Y選自鹵素、腈和硫化物。
25.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)試劑選自芥子氣、路易斯毒氣、塔崩、沙林、索曼、VX及其混合物。
全文摘要
通過(guò)與溶劑化電子的反應(yīng),可銷毀高能物質(zhì),如硝化纖維素、TNT、RDX及其混合物,并且高能物質(zhì)可選與化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)試劑如芥子氣、路易斯毒氣、塔崩、沙林、索曼、VX及其混合物一起被銷毀,其中所述溶劑化電子優(yōu)選通過(guò)將活性金屬如鈉溶解在含氮堿如無(wú)水液氨中而制成。用于實(shí)施該方法的反應(yīng)器系統(tǒng)(10)包括:用于接收高能物質(zhì)的反應(yīng)容器(20),包含其中溶解有活性金屬的含氮堿的溶劑化器(30),用于處理由反應(yīng)容器排放的氣體的冷凝器(50),用于接收由反應(yīng)容器泄下的反應(yīng)產(chǎn)物并且將反應(yīng)產(chǎn)物分離成液體部分和固體部分的潷析器,用來(lái)將固體部分與水接觸以產(chǎn)生液體混合物的溶解器(78),利用于氧化液體混合物的氧化器(80)。
文檔編號(hào)A62D3/37GK1240367SQ97180559
公開(kāi)日2000年1月5日 申請(qǐng)日期1997年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月8日
發(fā)明者艾伯特·E·阿貝爾, 羅伯特·W·莫克, 格里·D·格特曼, 伍德·E·亨特 申請(qǐng)人:卡莫多應(yīng)用技術(shù)公司