年产1500吨除铜剂工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

火炮是目前世界各国军队重要的武器装备，也是战场上的活力骨干，由于火炮具有火力强、灵活可靠、经济性和通用性好等优点，已成为战斗行动的重要部分。炮管是火炮的重要组成部件，火炮在发射炮弹过程中，弹丸运动脱落的残留物(主要成份为铜、锌、铅、铝、铝氧化物等)以及膛内火药燃烧残留物(如烟灰、石墨等)会粘附在炮管的内壁，因其外观呈现黑色，故称之为积炭。炮弹发射时带有铜质弹带的炮弹使铜屑层与炮膛剧烈摩擦附着于膛壁，呈均匀或不均匀分布，外观为紫色或黄色，称之为挂铜。炮膛有轻微的均匀的挂铜不妨碍射击，但是多而不均匀或为块状的挂铜，则会影响弹丸正常运动，必须及时予以清除。积炭和挂铜的产生和残留还容易使得炮管内壁受到腐蚀，进而影响炮弹发射的准确性、可靠性，甚至影响火炮的使用寿命和使用者的而生命安全。

火炮炮膛的定期维护就显得尤为重要，经常擦拭可以使得火炮处于良好的技术状态和备战状态。国内外大量实践表明，炮膛在定期并且良好的保养下，身管的使用寿命较长，安全可靠性较高。因此，火炮在射击使用后，进行定期维护保养，对身管内膛进行擦拭和清洗，清楚内膛附着的残留物，保持内膛的清洁。由于火药燃烧生成物、火药残留物以及其他残留物在身管内膛的附着力较强，尤其是挂铜，火炮使用后，使用者在进行人工手动擦拭时发现仅靠机械力很难将残留物彻底除去，这称为火炮使用界清除残留物的一大难题。同时军事领域的演习以及实际战斗中大量使用火炮等武器装备，炮膛清洗剂的需求量也十分巨大，这又是另外一个难题。炮膛积炭的主要成分：铜39.98%、铅18.77%、氯化钾0.43%等。由此可见，铜含量最多, 与其它残留物板结在一起，将铜出掉后，积炭也变得疏松从而一起被清除掉。因此, 炮膛的清洗其实是一个除铜的过程。在这一难题上，人们人们尝试使用了各种擦拭剂，但是除碳与除铜的效果都不显著，同时的对身管材料也要一定的腐蚀作用。所以，国内外一直在寻找一种除碳、除铜效果好、对身管材料无腐蚀，对人体无害、对环境友好的除铜剂。

在国内，有大量的研究人员对炮膛除铜剂进行研究，以下几个是较为出名的研究：

2. 研究的基本内容与方案

火炮在使用过程中，炮膛内壁粘附了大量残留物，其主要成分为积碳与挂铜，降低了火炮的备战状态与使用寿命，并带来了铁基体腐蚀等安全隐患。所以需要使用一种具有高效清洁能力与防腐蚀能力的清洗液来对炮膛进行清洗。由于残留物中铜为最主要的物质，并且与其他残留物板结在一起，将铜除去后其他残留物变得疏松易除去，所以本工艺对炮膛除铜剂精细化学品的复配技术进行研究，设计一种除铜剂配方，然后研究所研制的除铜剂精细化学品的清洗泡沫性能、防腐蚀性能以及协同效应，并完成年产1500吨该配方除铜剂反应釜的设计。并且对生产中涉及到的各设备进行设计与选用，对生产的工艺流程进行了解与规划。

铜是化学性质较为稳定的元素，很难通过化学置换法除去，因此需要采用强氧化剂将残留物中的铜氧化为铜离子，同时采用络合剂与铜离子络合以达到除铜的目的。然后再选取其他的添加剂使得除铜剂产品趋于成熟。

其具体的设计目标如下：

3. 研究计划与安排

2020.02.20-2020.03.10 查阅与除铜剂、炮膛清洗相关文献，记录相关的实验所用试剂和实验路线以及工艺条件，完成开题报告；

2020.03.11-2020.03.25 查阅相关文献，选择氧化剂与络合剂，以及缓蚀剂和表面活性剂等相关试剂，完成配方设计及年产量1500吨该除铜剂的相关数据计算；

2020.03.21-20120.04.10 对数据及资料进行整理，撰写设计说明书，并对反应釜进行设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]．吴水苟. 枪管内孔去铜液维护与再生[j].电镀与环保, 1992(5):42.

[2]．白若华，缓蚀剂是提高武器身管烧蚀寿命的重要技术途径，兵工学报，1995，（3），54-58

[3]．okur, h.i., kherb, j., cremer, p.s.. cations bindonly weakly to amides in aqueous solutions. j. am. chem. soc. 2013，135 (13), 5062–5067.