鋁土礦開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中的放射性影響分析

張保增　王瑋

【摘 要】依據(jù)國(guó)際鋁工業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考國(guó)內(nèi)相關(guān)法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產(chǎn)的生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘、調(diào)查測(cè)量及取樣分析測(cè)試，對(duì)主要工藝環(huán)節(jié)放射性特征進(jìn)行系統(tǒng)分析、評(píng)估，確定放射性關(guān)注環(huán)節(jié)，明確影響程度。結(jié)果顯示，采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產(chǎn)環(huán)節(jié)放射性總體處于正常水平。根據(jù)評(píng)估結(jié)果并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，提出針對(duì)性防護(hù)措施及建議。

【關(guān)鍵詞】鋁土礦；放射性；環(huán)境監(jiān)測(cè)；輻射防護(hù)

自然界中有很多礦產(chǎn)資源是和天然放射性核素共生的，當(dāng)?shù)V產(chǎn)中的放射性物質(zhì)含量達(dá)到一定比例時(shí)就稱為伴生放射性礦。我國(guó)伴生放射性礦產(chǎn)資源豐富，典型的伴生礦有稀土、鈮鉭、鋯石、鋁、錫、鉛鋅、銅、鐵、磷酸鹽、煤、釩等。伴生放射性礦產(chǎn)在開(kāi)采、冶煉、加工和利用過(guò)程中，天然放射性核素被遷移、濃集和擴(kuò)散，將對(duì)環(huán)境造成一定程度的放射性污染。本文僅對(duì)鋁土礦生產(chǎn)過(guò)程中的放射性影響作分析。

1 鋁工業(yè)生產(chǎn)

氧化鋁生產(chǎn)工程組成包括采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產(chǎn)、電解鋁、碳素生產(chǎn)、稀有金屬回收、熱電廠、煤氣站等，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，針對(duì)采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行放射性評(píng)估。

1.1 采礦工程

鋁土礦和赤泥中含有釷等放射性核素，見(jiàn)表1。鋁土礦山一般采用露天機(jī)械開(kāi)采、公路-汽車（鏟運(yùn)機(jī)）開(kāi)拓運(yùn)輸。而巖溶堆積型鋁土礦，一般由粒徑大于1mm的鋁土礦塊礫、碎屑和粒徑小于1mm的粘土（膠結(jié)物）組成，在采礦過(guò)程中原礦礦石會(huì)釋放氡氣（222Rn）、釷射氣（220Rn），并對(duì)工作人員產(chǎn)生γ外照射。

1.2 選礦工程

選礦廠的選礦工藝流程總體采用先洗后破的工藝流程。根據(jù)工藝流程特點(diǎn)，選礦過(guò)程主要污染物包括篩分破碎產(chǎn)生的粉塵、選礦產(chǎn)生的廢水和黃泥、堆場(chǎng)釋放氡氣（222Rn）、釷射氣（220Rn）等。

1.3 氧化鋁生產(chǎn)

在對(duì)氧化鋁生產(chǎn)工藝進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘基礎(chǔ)上，對(duì)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行放射性測(cè)量及取樣分析，重點(diǎn)是均化庫(kù)、破碎車間、赤泥庫(kù)等。分別對(duì)氧化鋁生產(chǎn)各主要環(huán)節(jié)γ輻射劑量率、222Rn、220Rn濃度進(jìn)行測(cè)量，并采集代表性樣品對(duì)238U、232Th、226Ra、40K、總α、總β等進(jìn)行分析測(cè)試。

2 輻射環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)

根據(jù)我國(guó)相關(guān)輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋁土礦開(kāi)發(fā)利用過(guò)程的放射性進(jìn)行監(jiān)測(cè)及采樣分析。

2.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及樣品采集

（1）監(jiān)測(cè)采礦工程開(kāi)采面、選礦環(huán)節(jié)、氧化鋁生產(chǎn)等的環(huán)節(jié)γ輻射空氣吸收劑量率、氡濃度以及分析天然鈾、天然釷、總α、總β等。

（2）采集赤泥沉降水、處理廢水、江水，分析天然鈾、天然釷、總α、總β等。

2.2 結(jié)果及分析

2.2.1 分析測(cè)試及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

采礦、選礦及氧化鋁生產(chǎn)環(huán)節(jié)的固體、水樣分析結(jié)果見(jiàn)表2；γ輻射劑量率及222Rn、220Rn濃度測(cè)量結(jié)果分別見(jiàn)表3和表4。

2.2.2 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產(chǎn)進(jìn)行詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查測(cè)量、取樣分析測(cè)試及評(píng)估。采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產(chǎn)的放射性總體處于正常水平，但個(gè)別環(huán)節(jié)放射性水平相對(duì)較高：

（1）γ輻射劑量率

原礦、表土及石灰石的γ輻射劑量率高于該地區(qū)本底值。選礦廠各存礦點(diǎn)γ輻射劑量率總體處于同一水平，均高于該地區(qū)γ輻射劑量率本底值；排泥庫(kù)γ輻射劑量率水平低于選礦廠存礦點(diǎn)，總體在該地區(qū)γ輻射劑量率本底漲落范圍內(nèi)。赤泥堆場(chǎng)γ輻射劑量率水平最高，其次為均化庫(kù)，赤泥堆場(chǎng)和均化庫(kù)γ輻射劑量率均高于該地區(qū)本底值；磨礦車間、產(chǎn)品過(guò)濾車間等工藝環(huán)節(jié)γ輻射劑量在該地區(qū)本底值范圍內(nèi)。

（2）222Rn濃度

各代表性采區(qū)222Rn濃度范圍為5.72～11.4Bq/m3，220Rn濃度范圍為11.4～34.3Bq/m3。選礦工藝主要環(huán)節(jié)222Rn濃度范圍為5.72～22.9Bq/m3，220Rn濃度范圍為11.4～126Bq/m3，220Rn濃度高于222Rn濃度。均化庫(kù)222Rn、220Rn濃度相對(duì)較高，其次為赤泥堆場(chǎng)；產(chǎn)品過(guò)濾車間、赤泥過(guò)濾車間通風(fēng)條件較好，222Rn、220Rn濃度相對(duì)較低。

（3）天然鈾、天然釷、總α、總β

原礦中放射性核素總活度高于GB18871-2002規(guī)定的豁免總活度值。

選礦廠各存礦點(diǎn)礦石中238U、232Th、226Ra活度濃度水平總體高于該地區(qū)天然放射性核素本底值，40K活度濃度總體在本底值范圍內(nèi)。黃泥中238U、232Th、226Ra活度濃度水平總體低于選礦廠存礦點(diǎn)礦石，大部分測(cè)點(diǎn)高于該地區(qū)天然放射性核素本底值，40K活度濃度總體在本底值范圍內(nèi)。礦石和黃泥中放射性核素總活度高于GB18871-2002規(guī)定的豁免總活度值。

均化庫(kù)礦石、赤泥中238U、232Th、226Ra活度濃度水平總體高于該地區(qū)天然放射性核素本底值，40K總體在本底值范圍內(nèi)，放射性核素總活度高于GB18871-2002規(guī)定的豁免總活度值。Al（OH）3產(chǎn)品、Al2O3產(chǎn)品、鐵精礦樣品中238U、232Th、226Ra、40K活度濃度低于GB20664-2006規(guī)定的限值。

赤泥沉降水總α、總β活度濃度高于GB8978-1996規(guī)定的限值。工業(yè)廢水處理站廢水處理工藝未專門考慮去除放射性，使得處理后廢水中238U、總α濃度偏高。

3 防護(hù)措施

根據(jù)現(xiàn)有分析測(cè)試結(jié)果，采礦工程原礦、選礦廠各存礦點(diǎn)礦石、均化庫(kù)礦石、赤泥等γ輻射劑量率高于該地區(qū)本底值，樣品中部分核素含量異常。建議采取如下措施：

（1）工作人員防護(hù)措施

選礦、氧化鋁生產(chǎn)等環(huán)節(jié)工作人員應(yīng)穿戴好防護(hù)用品，所用的防護(hù)用品應(yīng)經(jīng)常清洗，不得帶回生活區(qū)。均化庫(kù)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)。

（2）廢水處理措施

赤泥沉降水和處理后廢水放射性指標(biāo)高于所參考的標(biāo)準(zhǔn)要求，建議在后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中定期監(jiān)測(cè)，并確保廢水全部回用，不外排。

（3）廢渣污染防治措施

赤泥防護(hù)是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，應(yīng)密切跟蹤國(guó)家關(guān)于赤泥的審管政策并確保赤泥壩穩(wěn)定性。后續(xù)應(yīng)開(kāi)展專門研究，確定廢水處理沉渣、赤泥等廢渣的放射性篩選水平。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)放射性檢測(cè)，高于篩選水平的廢渣按照國(guó)家有關(guān)要求執(zhí)行。

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[責(zé)任編輯：鄧麗麗]