Вестник Кольского научного центра РАН № 2, 2019 г.

Исследование химического взаимодействия аммиачной селитры с сульфидсодержащими. массой. В связи с этим применение аммиачно-селитренных ВВ для разработки сульфидных руд ограничено. Ранее исследованиями по этой проблеме [4-6] установлено, что возникновение аномальных явлений может быть следствием реакций между серосодержащими минералами и аммиачной селитрой, протекающих в сильнокислой среде. Выполненные исследования касались в основном применения горячельющихся ВВ типа «акватол», которые ранее применялись в горнодобывающей промышленности России, в том числе и на карьерах Оленегорского месторождения. В связи с широким применением аммиачно-селитренных ВВ в последнее время были проведены работы по определению их термической стабильности в сульфидных рудах [7, 8]. Авторами детально рассмотрены возможные взаимодействия сульфидсодержащих минералов с основным компонентом промышленных взрывчатых веществ — аммиачной селитрой. Утверждается, что при длительном контакте селитры с рудничными водами, которые имеют кислую реакцию, образуется азотная кислота (HNO 3 ), вступающая в реакцию с сульфидсодержащими породами. Образующийся оксид азота (IV), в свою очередь, окисляет аммиачную селитру, а выделяющееся тепло разогревает всю систему: NH 4 NO 3 + 2 NO 2 = N 2 + 2 HNO 3 + H 2 O + 341,8 кДж/моль. Основную опасность представляет пирит (FeS 2 ), который присутствует практически во всех сульфидных породах. Он способен проявлять активные восстановительные свойства и легко окисляется при контакте с аммиачной селитрой и кислотами с выделением значительного количества тепла: Пассивации поверхности пирита в кислой среде не происходит из-за обратимости процесса, она возможна лишь в нейтральных и слабощелочных средах, когда их поверхность покрыта не только серой, но и оксидами железа (III) [9]. Как и большинство сульфидных минералов, пирит склонен к окислению в воздушной среде в присутствии воды [10]. Один из процессов, протекающих при контакте пирита с воздухом, может быть представлен следующим уравнением: Реакция (3) реализуется на поверхности минерала, следовательно, процесс значительно интенсифицируется при измельчении пирита как за счет увеличения поверхности контакта с окислителем, так и за счет разогрева материала при измельчении. Авторы всех исследований пришли к выводу, что в результате реакций взаимодействия выделяется тепло, которого достаточно для образования локальных точек разогрева и инициирования разложения системы по механизму теплового взрыва. Указывается, что интенсивность взаимодействия может зависеть от ряда факторов: типа сульфидных минералов, температуры, степени измельчения, кислотности системы и др. Породы и руды Оленегорского месторождения железистых кварцитов вмещают второстепенные минералы — пирит и пирротин до 0,3 %. Ранее исследований, посвященных изучению склонности руд и пород месторождения к самовозгоранию, на месторождении не проводилось. Результаты и их обсуждение Для проведения исследований от геологической службы Оленегорского подземного рудника (ОПР) были получены образцы руды и шламов шарошечного бурения. В работе использовали селитру аммиачную пористую модифицированную по ТУ 2143-029-00203795-2005 производства ОХК «Уралхим». Для изучения основных параметров взаимодействия аммиачной селитры 2FeS2 + 9 NH 4 NO 3 ^ Fe2(SO4)3 + SO 2 T+ 4 N 2 O + 2 N 2 T+ 6 NH 3 T + 9 H 2 O 3 FeS 2 + 8 HNO 3 = 6 SO 2 T + Fe 3 O 4 + 4NO | + 2 N 2 T+ 4 H 2 O (1) (2) 2 FeS 2 + 7 O 2 + 2 H 2 O = 2 FeSO 4 + 2 H 2 SO 4 (3) ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 2/2019 (11) 55