鋁土礦開發利用過程中的放射性影響分析

張保增　王瑋

【摘 要】依據國際鋁工業實踐經驗，參考國內相關法律法規及標準規范，對采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產的生產區進行現場踏勘、調查測量及取樣分析測試，對主要工藝環節放射性特征進行系統分析、評估，確定放射性關注環節，明確影響程度。結果顯示，采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產環節放射性總體處于正常水平。根據評估結果并結合生產實際，提出針對性防護措施及建議。

【關鍵詞】鋁土礦；放射性；環境監測；輻射防護

自然界中有很多礦產資源是和天然放射性核素共生的，當礦產中的放射性物質含量達到一定比例時就稱為伴生放射性礦。我國伴生放射性礦產資源豐富，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。伴生放射性礦產在開采、冶煉、加工和利用過程中，天然放射性核素被遷移、濃集和擴散，將對環境造成一定程度的放射性污染。本文僅對鋁土礦生產過程中的放射性影響作分析。

1 鋁工業生產

氧化鋁生產工程組成包括采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產、電解鋁、碳素生產、稀有金屬回收、熱電廠、煤氣站等，結合實際生產情況，針對采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產環節進行放射性評估。

1.1 采礦工程

鋁土礦和赤泥中含有釷等放射性核素，見表1。鋁土礦山一般采用露天機械開采、公路-汽車（鏟運機）開拓運輸。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（膠結物）組成，在采礦過程中原礦礦石會釋放氡氣（222Rn）、釷射氣（220Rn），并對工作人員產生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。根據工藝流程特點，選礦過程主要污染物包括篩分破碎產生的粉塵、選礦產生的廢水和黃泥、堆場釋放氡氣（222Rn）、釷射氣（220Rn）等。

1.3 氧化鋁生產

在對氧化鋁生產工藝進行現場踏勘基礎上，對主要生產環節進行放射性測量及取樣分析，重點是均化庫、破碎車間、赤泥庫等。分別對氧化鋁生產各主要環節γ輻射劑量率、222Rn、220Rn濃度進行測量，并采集代表性樣品對238U、232Th、226Ra、40K、總α、總β等進行分析測試。

2 輻射環境現狀監測

根據我國相關輻射防護標準對鋁土礦開發利用過程的放射性進行監測及采樣分析。

2.1 監測項目及樣品采集

（1）監測采礦工程開采面、選礦環節、氧化鋁生產等的環節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 結果及分析

2.2.1 分析測試及監測數據

采礦、選礦及氧化鋁生產環節的固體、水樣分析結果見表2；γ輻射劑量率及222Rn、220Rn濃度測量結果分別見表3和表4。

2.2.2 數據分析

通過對采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產進行詳細現場調查測量、取樣分析測試及評估。采礦工程、選礦工程、氧化鋁生產的放射性總體處于正常水平，但個別環節放射性水平相對較高：

（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本底值。選礦廠各存礦點γ輻射劑量率總體處于同一水平，均高于該地區γ輻射劑量率本底值；排泥庫γ輻射劑量率水平低于選礦廠存礦點，總體在該地區γ輻射劑量率本底漲落范圍內。赤泥堆場γ輻射劑量率水平最高，其次為均化庫，赤泥堆場和均化庫γ輻射劑量率均高于該地區本底值；磨礦車間、產品過濾車間等工藝環節γ輻射劑量在該地區本底值范圍內。

（2）222Rn濃度

各代表性采區222Rn濃度范圍為5.72～11.4Bq/m3，220Rn濃度范圍為11.4～34.3Bq/m3。選礦工藝主要環節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222Rn、220Rn濃度相對較高，其次為赤泥堆場；產品過濾車間、赤泥過濾車間通風條件較好，222Rn、220Rn濃度相對較低。

（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規定的豁免總活度值。

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

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

赤泥沉降水總α、總β活度濃度高于GB8978-1996規定的限值。工業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 防護措施

根據現有分析測試結果，采礦工程原礦、選礦廠各存礦點礦石、均化庫礦石、赤泥等γ輻射劑量率高于該地區本底值，樣品中部分核素含量異常。建議采取如下措施：

（1）工作人員防護措施

選礦、氧化鋁生產等環節工作人員應穿戴好防護用品，所用的防護用品應經常清洗，不得帶回生活區。均化庫應加強通風。

（2）廢水處理措施

赤泥沉降水和處理后廢水放射性指標高于所參考的標準要求，建議在后續生產過程中定期監測，并確保廢水全部回用，不外排。

（3）廢渣污染防治措施

赤泥防護是重點，也是難點，應密切跟蹤國家關于赤泥的審管政策并確保赤泥壩穩定性。后續應開展專門研究，確定廢水處理沉渣、赤泥等廢渣的放射性篩選水平。在實際生產過程中加強放射性檢測，高于篩選水平的廢渣按照國家有關要求執行。

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[責任編輯：鄧麗麗]