外军地雷环保销毁技术综述

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弹药的销毁是指将起爆因素不确定的弹药转化为稳定或惰性的物质,使其失去爆炸、燃烧能力或失去其毒性。选择销毁方法时,要考虑安全、经济、污染等因素,使销毁后不产生后患。弹药销毁是一项复杂的工程,需要消耗大量的热能、电能,涉及投资、经济效益、安全、环保、军品保密等重大问题。世界各国,特别是一些发达和技术较先进的国家都非常重视弹药销毁,研发无污染的环保销毁技术。为此大部分国家都发展了焚烧炉,如美国ERDA的卧管式转炉、封闭井式烧毁炉、双炉膛自动连续作业烧毁炉,德国约瑟夫玛斯公司的火炸药烧毁系统,瑞典的旋转炉和静态烧毁炉等。这些焚烧炉的设计均考虑到对烧后烟尘和废气进行彻底的处理,不会对环境造成污染。目前,世界各国已形成共识,环保(绿色)弹药销毁技术是最佳选择,其技术包括以下内涵:

·销毁过程中零伤亡;

·按照生态学设计的处置过程,对环境不造成损害;

·有价值的原材料,壳体及提取出来的爆炸物、粉末状火药、固体炸药等可再回收利用。

国外弹药及地雷的环保销毁技术

以色列IAD公司在弹药销毁方面技术及设备比较成熟,本文重点以该公司为引进行环保销毁技术的综述。

以色列的环保销毁技术

以色列国防工业公司(IMI)下属的IAD公司具有废旧弹药处理方面的丰富经验。该公司设计建造了多种环保销毁设施,以下述几种方式处理废旧弹药:拆解和回收再利用废旧弹药的零部件及原材料;对废旧弹药进行翻新和重新装配;对废旧弹药进行改装,用于培训;对废旧弹药进行清理和保存。在过去10年里,IAD公司已经处理超过15万吨的废旧弹药。

(1)IAD公司的绿色环保(绿色)销毁设施

以色列的弹药环保销毁设施(MADP)是常规和创新相结合的系统,可用来拆卸、处理、回收各种类型和大小的常规弹药。MADP包括中心设施、移动设施。这些设施严格按照环保的标准进行操作,产生的原材料可以安全回收。MADP也根据特殊需求使用自动处理设备,实现高效、经济的操作。

中心设施:中心设施包括弹药自动拆卸操作生产线、高压蒸煮炉、弹药检测设备、燃烧处置炉和污染控制系统(为环保所做的液化处置、雾化、烟化处理设备)。为了确保环保,中心设施产生的液体和雾气必须通过污染控制中心进行再处理。

移动设施:移动设施是相对于中心设施而言,其装置功能相对单一并且所有处理设备可置于集装箱平台上运载移动。移动设施仅能储存处理过程中产生的液体和雾气,不具备为环保所做的液化、雾化、烟化再处理能力,所有的雾液气必须储运到中心设施进行再处理。移动设施根据处理对象不同,主要包括以下3种装置:

1、地雷处理移动设施:处理能力为5~8吨/8小时,可处理各类地雷;

2、炮弹处理移动设施:处理能力为5~8吨/8小时,可处理炮弹的口径为105~208毫米;

3、坦克弹药处理移动设施:处理能力为500~700发/8小时,可处理弹药的口径为75~125毫米。

地雷环保销毁技术操作过程

回收再利用弹药的零部件和材料是目前比较可行的环保方法。可回收的零部件和原材料包括:高能炸药、推进药、金属和塑料。

首先对受损或作废的弹药及地雷进行X-光检查。所有损毁的弹药必须送到中心设施处,通过特殊设计的X-光设备进行检验,以便采取适当的方法进行处理,若外观良好可不必检验。

第二步是将地雷进行拆卸。先拆除引信,再拆开地雷,然后把拆掉的引信内含有少量发火药的零部件运送到燃烧处置炉里进行处理。

拆卸过程用到以下设备:自动拆卸操作线;地雷直径测量设备;地雷引信部分的拆卸设备。

引信部分的拆除包括以下步骤:将引信从弹药主体中取出;拆除引信内的动作系统或雷管,并对引信进行机械解体;将动作系统或雷管送到燃烧炉,其烟气送到污染控制中心。

引信内的动作系统或雷管在销毁时产生的烟气,须经过污染控制中心处理后才能排放,而产生的金属碎片按分类进行钢、铝、黄铜的再回收利用。

第三步,拆除掉引信的地雷被运送到销毁中心设施处进行蒸煮处理。首先把地雷按照要求放置在桶状器皿里,然后再把桶状器皿放入可控温控压的高压蒸煮炉内进行自动高温高压处理。经过高温高压处理后的高能炸药变为液体从雷壳里流出,流入模具里,液态高能炸药经过凝固变成立方体后可再利用。此后,空雷壳体经过光学检测镜检测确认没有炸药残留后,壳体材料可回收再利用;若有炸药残留,再进行高压水流冲洗,确保无弹药残留。此过程中所产生的所有液雾气体均需经过污染控制中心处理后才能排放。

世界其它主要国家的地雷环保销毁技术

目前外军对地雷的销毁有多种方法,采取何种方法主要取决于地雷的储存条件、经济状况以及环境问题。

地雷销毁包括以下方面:

一是地雷拆卸技术,包括拆卸引信、雷管;二是炸药处理技术,包括TNT装药融化操作,高压水喷射冲洗,火炮发射药研磨等;三是炸药和弹药处理设施,包括耐爆处置间和焚烧炉;四是移动仓库和处理问,它们也要具备抗爆炸能力并有一定的防护措施。总体上外军对地雷的销毁技术分为预先处理技术和最终销毁方法。

预先处理技术

弹药预先处理主要是用来分解地雷或使其失效,以便于下一步的销毁。预先处理有很多种办法,如激光切割、微波融化炸药,但这些方法都仅适用于大口径弹药。适用于地雷销毁的预先处理方法有:人工拆卸、机械拆卸、机器人拆卸、冷冻-淬裂、水研磨切割。

相对于人工拆卸来说,机械拆卸效率高而且人员数量要求不多。

机器人拆卸是全自动化的操作系统,较机械拆卸在费用上昂贵些,但机器人拆卸大批量的弹药比较经济实用。

机械分解在弹药销毁过程中属于环保操作。不会产生污水,并能减少碎片的回收和处理费用。但机械分解整体资金耗费大。

冷冻淬裂能把地雷分解成许多小块,然后再通过燃烧炉进行销毁。该方法使用液态氮把弹药冷却到-130°来改变弹药的物理特性,使其变得易碎,然后再使用简单的器械切割弹药。冷冻淬裂是一种环保技术,不会产生污水,也适用于其他类型的弹药、爆炸物等销毁。

水研磨切割法是在240~1000帕的气压下使用水研磨切割地雷。目前主要有两种技术:水流夹带法和直接注射法,研究表明直接注射法比较安全实用。水研磨切割法可以处理大面积排列的弹药,安全性好,成本低,是预先处理中较好的一种方法。但这种方法对基础设施的要求成本较高,而且处理过程中会产生大量的污水,必须再配置污染控制系统对污水进行过滤、清洁。

预先处理后的最终环保销毁方法

对地雷的最终销毁方法目前比较实用可行的有:燃烧炉法、等离子弧光放电技术、机械法、地下爆炸法。

燃烧炉法是目前最常用、最成熟的销毁技术之一。

等离子弧光放电技术是在4000~7000℃的高温条件下使用等离子弧光喷射枪,产物是陶瓷熔渣、污泥和烟道气熔渣,符合环保要求,可回收利用。

机械法是通过高强度的切割粉碎机对地雷进行销毁,该方法只适用于装药净含量低的防步兵地雷。

地下燃烧法是在封闭的容器内销毁地雷,产生的废气通过综合污染控制系统进行处理。