铝土矿开发利用过程中的放射性影响分析

张保增　王玮

【摘 要】依据国际铝工业实践经验，参考国内相关法律法规及标准规范，对采矿工程、选矿工程、氧化铝生产的生产区进行现场踏勘、调查测量及取样分析测试，对主要工艺环节放射性特征进行系统分析、评估，确定放射性关注环节，明确影响程度。结果显示，采矿工程、选矿工程、氧化铝生产环节放射性总体处于正常水平。根据评估结果并结合生产实际，提出针对性防护措施及建议。

【关键词】铝土矿；放射性；环境监测；辐射防护

自然界中有很多矿产资源是和天然放射性核素共生的，当矿产中的放射性物质含量达到一定比例时就称为伴生放射性矿。我国伴生放射性矿产资源丰富，典型的伴生矿有稀土、铌钽、锆石、铝、锡、铅锌、铜、铁、磷酸盐、煤、钒等。伴生放射性矿产在开采、冶炼、加工和利用过程中，天然放射性核素被迁移、浓集和扩散，将对环境造成一定程度的放射性污染。本文仅对铝土矿生产过程中的放射性影响作分析。

1 铝工业生产

氧化铝生产工程组成包括采矿工程、选矿工程、氧化铝生产、电解铝、碳素生产、稀有金属回收、热电厂、煤气站等，结合实际生产情况，针对采矿工程、选矿工程、氧化铝生产环节进行放射性评估。

1.1 采矿工程

铝土矿和赤泥中含有钍等放射性核素，见表1。铝土矿山一般采用露天机械开采、公路-汽车（铲运机）开拓运输。而岩溶堆积型铝土矿，一般由粒径大于1mm的铝土矿块砾、碎屑和粒径小于1mm的粘土（胶结物）组成，在采矿过程中原矿矿石会释放氡气（222Rn）、钍射气（220Rn），并对工作人员产生γ外照射。

1.2 选矿工程

选矿厂的选矿工艺流程总体采用先洗后破的工艺流程。根据工艺流程特点，选矿过程主要污染物包括筛分破碎产生的粉尘、选矿产生的废水和黄泥、堆场释放氡气（222Rn）、钍射气（220Rn）等。

1.3 氧化铝生产

在对氧化铝生产工艺进行现场踏勘基础上，对主要生产环节进行放射性测量及取样分析，重点是均化库、破碎车间、赤泥库等。分别对氧化铝生产各主要环节γ辐射剂量率、222Rn、220Rn浓度进行测量，并采集代表性样品对238U、232Th、226Ra、40K、总α、总β等进行分析测试。

2 辐射环境现状监测

根据我国相关辐射防护标准对铝土矿开发利用过程的放射性进行监测及采样分析。

2.1 监测项目及样品采集

（1）监测采矿工程开采面、选矿环节、氧化铝生产等的环节γ辐射空气吸收剂量率、氡浓度以及分析天然铀、天然钍、总α、总β等。

（2）采集赤泥沉降水、处理废水、江水，分析天然铀、天然钍、总α、总β等。

2.2 结果及分析

2.2.1 分析测试及监测数据

采矿、选矿及氧化铝生产环节的固体、水样分析结果见表2；γ辐射剂量率及222Rn、220Rn浓度测量结果分别见表3和表4。

2.2.2 数据分析

通过对采矿工程、选矿工程、氧化铝生产进行详细现场调查测量、取样分析测试及评估。采矿工程、选矿工程、氧化铝生产的放射性总体处于正常水平，但个别环节放射性水平相对较高：

（1）γ辐射剂量率

原矿、表土及石灰石的γ辐射剂量率高于该地区本底值。选矿厂各存矿点γ辐射剂量率总体处于同一水平，均高于该地区γ辐射剂量率本底值；排泥库γ辐射剂量率水平低于选矿厂存矿点，总体在该地区γ辐射剂量率本底涨落范围内。赤泥堆场γ辐射剂量率水平最高，其次为均化库，赤泥堆场和均化库γ辐射剂量率均高于该地区本底值；磨矿车间、产品过滤车间等工艺环节γ辐射剂量在该地区本底值范围内。

（2）222Rn浓度

各代表性采区222Rn浓度范围为5.72～11.4Bq/m3，220Rn浓度范围为11.4～34.3Bq/m3。选矿工艺主要环节222Rn浓度范围为5.72～22.9Bq/m3，220Rn浓度范围为11.4～126Bq/m3，220Rn浓度高于222Rn浓度。均化库222Rn、220Rn浓度相对较高，其次为赤泥堆场；产品过滤车间、赤泥过滤车间通风条件较好，222Rn、220Rn浓度相对较低。

（3）天然铀、天然钍、总α、总β

原矿中放射性核素总活度高于GB18871-2002规定的豁免总活度值。

选矿厂各存矿点矿石中238U、232Th、226Ra活度浓度水平总体高于该地区天然放射性核素本底值，40K活度浓度总体在本底值范围内。黄泥中238U、232Th、226Ra活度浓度水平总体低于选矿厂存矿点矿石，大部分测点高于该地区天然放射性核素本底值，40K活度浓度总体在本底值范围内。矿石和黄泥中放射性核素总活度高于GB18871-2002规定的豁免总活度值。

均化库矿石、赤泥中238U、232Th、226Ra活度浓度水平总体高于该地区天然放射性核素本底值，40K总体在本底值范围内，放射性核素总活度高于GB18871-2002规定的豁免总活度值。Al（OH）3产品、Al2O3产品、铁精矿样品中238U、232Th、226Ra、40K活度浓度低于GB20664-2006规定的限值。

赤泥沉降水总α、总β活度浓度高于GB8978-1996规定的限值。工业废水处理站废水处理工艺未专门考虑去除放射性，使得处理后废水中238U、总α浓度偏高。

3 防护措施

根据现有分析测试结果，采矿工程原矿、选矿厂各存矿点矿石、均化库矿石、赤泥等γ辐射剂量率高于该地区本底值，样品中部分核素含量异常。建议采取如下措施：

（1）工作人员防护措施

选矿、氧化铝生产等环节工作人员应穿戴好防护用品，所用的防护用品应经常清洗，不得带回生活区。均化库应加强通风。

（2）废水处理措施

赤泥沉降水和处理后废水放射性指标高于所参考的标准要求，建议在后续生产过程中定期监测，并确保废水全部回用，不外排。

（3）废渣污染防治措施

赤泥防护是重点，也是难点，应密切跟踪国家关于赤泥的审管政策并确保赤泥坝稳定性。后续应开展专门研究，确定废水处理沉渣、赤泥等废渣的放射性筛选水平。在实际生产过程中加强放射性检测，高于筛选水平的废渣按照国家有关要求执行。

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[责任编辑：邓丽丽]