伴生放射性矿物冶炼与环境放射性影响

发表时间:2021/1/13   来源:《科学与技术》2020年第27期   作者:李平
[导读] 矿产资源开发利用是保障中国经济长期健康发展的重要基础和促进科技进步的支柱
        李平
        福建省辐射环境监督站宁德分站352100
        摘 要:矿产资源开发利用是保障中国经济长期健康发展的重要基础和促进科技进步的支柱。近年来,矿产资源丰富的地区,矿产资源开发企业如雨后春笋般涌现。在各种矿产资源中,伴生放射性矿物极为丰富,应用广泛。与其他矿物不同的是,伴生放射性矿物不仅含有常见的化学成分,而且还含有天然的放射性物质。对矿物在开采、加工、利用过程中因放射性而对生态环境造成的危害,通过相关研究,认为应建立完善的放射性矿产及其伴生放射性矿产管理利用体系和综合监测控制措施,以更好地保护环境。
        关键词:伴生放射性矿物;冶炼;环境放射性;危害
        Abstract:TheexploitationandutilizationofmineralresourcesisanimportantfoundationtoensurethelongtermhealthydevelopmentofChina'seconomyandapillartopromotescientificandtechnologicalprogress.Inrecentyears,mineralresourceexploitationenterpriseshavesprungupinareasrichinmineralresources.Amongallkindsofmineralresources,theassociatedradioactivemineralsareveryrichandwidelyused.Unlikeotherminerals,associatedradioactivemineralscontainnotonlycommonchemicalconstituentsbutalsonaturalradioactivesubstances.Withregardtotheharmtotheecologicalenvironmentcausedbyradioactivityintheprocessofmineralexploitation,processingandutilization,throughrelevantstudies,itisbelievedthatacompletemanagementandutilizationsystemandcomprehensivemonitoringandcontrolmeasuresforradioactivemineralsandtheirassociatedradioactivemineralsshouldbeestablishedtobetterprotecttheenvironment.
Key words: associated radioactive minerals; Smelting; Environmental radioactivity; harm
        
        伴生放射性矿物(Associated radioactive minerals)是一种用途广泛的矿物,但在开发过程中所造成的环境污染不可低估。因此,确保矿产资源开发过程中兼顾环境保护,对我国经济发展具有重要的现实意义[1]。
一、与放射性矿有关的环境问题现状
        伴生放射性矿,是指含有高天然放射性核素浓度的非铀矿(如稀土矿和磷酸盐矿等)。一般指在原矿、中间产品、尾矿或其他残余物的任何原料中铀系列单一核素含量超过1Bq/g的矿产资源开发利用企业。伴生放射性矿涉及稀土、铌、煤、铝、金等15种矿物。在伴生放射性矿的开发利用(采矿、分选、冶炼)过程中,原料中所含的天然放射性核素会重新分布到产品、副产品、中间产品和废物中,导致放射性核素在某一材料中浓集。在防护措施缺乏或不充分的情况下,放射性核素通过大气排放、垃圾填埋、水体排放等多种途径进入空气、水、土壤环境,从而增加当地或企业周边环境的天然放射性水平。伴生的放射性矿中的核素是天然存在的,核素的物理半衰期长而丰富,处理方法有限(临时储存和填埋)。除常规三废外,伴生放射性矿山开发利用过程中产生的三废是环境管理的另一个难点[2]。
一、不同类型的放射性污染问题
(一)大气中的放射性污染
        在伴生矿的开发利用过程中,矿石、废石、废渣和废水均含有天然放射性衰变系列产生的放射性核素226Ra。α的衰变产生的放射性气体被222Rn分离到空气中,氡衰变产生氡子体并发出α射线,从而增加了当地空气中氡的浓度及其子体的势能,造成大气中的放射性污染。另外,厂区内采矿和冶炼产生的生产性粉尘也是大气放射性污染的源项,有些厂矿在开采过程中不喷水除尘,甚至在开采过程中没有除尘装置和通风设施,造成了严重的大气放射性污染。工业粉尘和烟尘的沉降是伴生矿区饮用水的主要污染源。


(二)废水中的放射性污染
        放射性废水的主要来源是隧道废水、矿砂、废矿砂和废渣场淋滤雨水和加工废水。矿井巷道中的废水主要受矿井巷道中的粉尘、矿石和废矿石围岩的污染以及工人生产活动的影响;矿石和废矿石场的废水主要是由于矿石和废矿被雨水冲刷,使其中的天然放射性核素进入淋滤过的雨水中,使这些废水具有放射性;工艺废水是指矿石冶炼和加工过程中产生的废水,例如,更多的原料中的放射性核素进入浸泡水中,形成放射性废水。这些废水的排放对地表水环境具有放射性影响[3]。
(三)固体废物的放射性污染
        伴生矿石开发利用过程中产生的放射性固体废弃物主要是采矿过程中产生的大量废矿石和冶炼过程中产生的大量废渣。废矿部分用于矿坑回填,部分用于矿区道路铺设和工业场地,其余大部分堆放在废矿田。废矿石的粉尘和碎屑污染了附近的水环境和当地的土壤环境,从而污染了当地的农作物产品。废矿的辐射水平往往高于当地土地的辐射水平。因此,废矿的散射会增加当地环境的辐射水平。废矿不断地呼出放射性气体氡,使空气中的放射性水平升高,污染了当地的空气环境[4]。废渣中的天然放射性核素高于矿石和废矿石中的天然放射性核素,对环境放射性的影响更大。
二、伴生放射性矿物污染控制措施
        大气污染防治措施主要针对地下氡污染的防治。保障井下工作人员的辐射安全。可以采取以下措施:
        (1) 确保井下通风有足够的通风量。
        (2)合理的安排矿工的工作时间。由于井下矿工工作场所氡气浓度高,所以应该保证工人合理的工作时间。
        (3)进行湿法作业。湿法作业能够使氡衰变产物附着在水滴上,减少额外年平均剂量的产生,并减少大气粉尘含量,从而减少污染。
        (4) 戴上自吸式过滤呼吸口罩。在地下工作的矿工可以使用防护口罩来减少吸入肺部的灰尘,可以使氡子体得到过滤。
        (5) 地下废矿应及时运出,避免因隧道内大量长期堆积而对工人造成长期辐射危害。
(二)水污染的防治措施
        (1) 工厂冶炼过程产生的循环水和渣场的渗水不排放,如必须排放,应符合排放要求;同时,要加大对污水池日常安全监测力度,防止和控制污水泄漏。
        (2) 对于要排放的废水,应当制定长期排放计划,规划控制排放量,避免污染环境。同时,对废水的放射性水平进行日常监测和监测,并每天采集废水样本,分析其放射性水平的变化趋势。
        (3) 对于生活饮用水的污染主要是防止粉尘进入,为了在矿区增加饮用水安全系统,附近的居民也应该配备安全饮用水系统。
(三)固体废物污染防治措施
        (1) 低放射性核素含量的固体废物,如伴生稀土矿的稀土递延渣,伴生铁矿石高炉水淬渣和伴生煤矿煤灰渣在满足建筑材料放射性要求的情况下,可用于生产建筑材料。这些固体废物应分开管理,以避免混合。
        (2) 对放射性高的废矿,应当严格控制贮存,并按照国家有关放射性防治和放射性泄漏的规定进行处理。在长期储存期间,需要有人每天记录放射性水平。        
        (3) 对贮存废石坝体的放射性水平进行日常监测和监测,预测其放射性水平的变化趋势,预防和控制泄漏[5]。
结束语:
        经济和科学技术的快速发展离不开矿产资源的开发利用,但在利用过程中,必须保证环境评价和环境保护的实施。将实施可持续发展战略,坚持走以人为本的发展道路,在保障人民生活水平和身体健康的前提下,有序开展经济建设和资源开发。
参考文献:
[1]刘永,陈逸凡,丁悦,洪昌寿李向阳,卢湘浓.伴生放射性矿放射性污染现状及其防治管理对策[J].南华大学学报(社会科学版),2020,21(04):1-5.
[2]孙炳炎,杨小平.矿物的放射性及其防治措施[J].现代矿业,2019,35(05):195-198.
[3]潘多强,徐真,魏小彦,孙亚楼,陈宗元,靳强,牛智伟,郭治军,吴王锁.环境胶体与放射性核素相互作用研究进展[J].中国科学:化学,2019,49(01):12-26.
[4]万志华.冶金矿业环境隐患及潜在环境危害[J].山西冶金,2018,41(03):56-58.
[5]陈柏迪,陈志东,邓飞,梁国帅,朱志如.伴生放射性矿固体废物的放射性与重金属特性[J].核安全,2018,17(03):40-46.
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