四川省稀土生產中產生的含放射性廢渣環境問題及安全處置建議

摘要：四川是中國的稀土大省，稀土冶煉分離企業年產含放射性鐵釷渣、鉛渣近400噸，還有近6000噸含放射性廢渣未經集中處置。這些含放射性廢渣對當地環境造成了影響。目前，國內對這類廢渣有一些處置經驗，尤其是集中處置的方式值得借鑒。

關鍵詞：稀土生產；放射性廢渣；環境問題；集中安全處置

中圖分類號：X591 文獻標識碼 ：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0069-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.039

Sichuan province rare earth generation production including radioactive waste environmental problems and procurement full treatment construction

Yang Shounan

（Sichuan Nuclear Industry Radiation Testing and Protection Institute， Chengdu Sichuan 610066，China）

Abstract： Sichuan is a large province of rare earth in China. At present， there are nearly 400 tons of radioactive iron thorium residue and lead slag in the rare earth smelting and separating enterprises in our province， and nearly 6000 tons of radioactive waste residue have not been disposed of. These radioactive waste residues have an impact on the local environment， and the people are more responsive. At present， there are some experiences in disposing this kind of waste residue in China， especially the way of centralized disposal is worth learning.

Key words： Rare earth production；Radioactive waste；Environmental problems； Centralized and safe disposal

四川是中國的稀土大省。全省的氟碳鈰輕稀土礦主要分布在涼山州冕寧縣牦牛坪和德昌縣大陸槽，現已探明的稀土氧化物儲量350萬t，遠景儲量超過500萬t，僅次于內蒙古的包頭稀土礦，位居全國第二。目前，四川冕寧縣牦牛坪和德昌縣大陸槽稀土礦區有7個礦權，稀土精礦（REO：65%～70%）總產能達到39100t/a。據統計，我省的稀土冶煉分離企業主要分布在涼山州的德昌縣、冕寧縣和樂山市的五通橋區，各企業的稀土精礦平均設計分離能力約在6000～8000t/a，設計分離總能力為7萬t/a，實際分離總能力4萬t/a。

近年來的研究結果表明，四川稀土精礦采用現有濕法冶煉分離工藝，每處理1t稀土精礦將分別產生約0.45t鈰富集物、5×10-3t鉛渣、4.4×10-3t鐵釷渣。由此按照我省現有的稀土精礦分離能力，每年將產生鈰富集物18000t、鉛渣200t、鐵釷渣176t；如果產能全部達到設計能力，則鈰富集物、鉛渣和鐵釷渣的產生量將增加近一倍。

長期監測結果表明，稀土冶煉分離過程產生的礦廢渣的放射性主要來自放射性同位素232Th和226Ra，其活度濃度范圍分別為232Th：1.50×103-8.69×103Bq/kg；226Ra：1.20×103-5.42×103Bq/kg，均大于規定的豁免水平[1]。

1 潛在環境影響及現狀

1.1 放射性礦廢渣環境污染問題識別

釷與鈾一樣，是天然放射性元素，半衰期均超過億年，對人的危害與鈾相同，即以γ貫穿輻射的形式對人體進行外照射，損害人體免疫力；α、β通過呼吸道、胃腸道、傷口等通道進入人體，因不能排出體外而逐漸積累，對人體免疫系統的破壞更為嚴重。由于釷元素主要以類質同象分布在磷硅鈣鑭礦、氟碳鈰礦等稀土礦物中，且釷元素存在于稀土礦物的晶格中。目前，國內外尚無在稀土選冶分離加工過程中單獨提煉或分離鈾、釷核素的先進技術，因此在稀土采冶過程中放射性釷元素不可避免地留存于其尾礦和礦渣等固體廢物中。我省目前稀土冶煉分離過程產生的稀土渣（鐵釷渣、鉛渣）的放射性主要來自放射性同位素232Th和226Ra，其活度濃度范圍分別為232Th：1.50×103-8.69×103Bq/kg；226Ra：1.20×103-5.42×103Bq/kg，超過規定的豁免水平。加之我省稀土冶煉分離企業暫存的鐵釷渣、鉛渣總量分別有2000t和4000t，成為四川省稀土工業面臨的重大環境安全問題。以四川氟碳鈰礦為原料生產單一稀土產品為例，放射性釷在原礦、精礦的放射性核素比活度列于表1，固體廢物排放情況列于表2。

根據調研情況，四川省除個別企業將釷富集在鈰富集物中出售給合金廠綜合利用外，大多數稀土企業采用在廠區內建設暫存庫房的方式貯存放射性廢渣。

上述管理存在以下問題：

1.1.1 無標準可循

《輻射防護規定》（GB8703-1988）被《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-2002）代替已10年有余。在這十幾年間，產生含放射性的稀土伴生廢物的管理，無標準可循。由于無標準可循，有的稀土冶煉企業只好聽之任之、等待觀望。因為建設放射性渣庫貯存和加強輻射防護管理，只有投入、沒有產出，只有環境效益和社會效益，沒有經濟效益。而比較有社會責任的企業即使是建設放射性渣庫存放較高放射性水平的稀土伴生廢物，但從輻射防護的角度看，放射性渣庫的建設多數是不十分正規的。放射性渣庫的建設往往只強調宏觀的防風、防雨、防滲，而忽略了微觀的、更重要的一點——防輻射，再加之多數企業不可能配備專業輻射防護管理人才。因此，渣中含有的放射性物質不可能不遷移、擴散，對環境的輻射危害不可能降至盡可能小。

1.1.2 企業自建渣庫存放與省情不符

四川的稀土冶煉企業產生的低放廢物數量較大，如果按伴生放射性廢物管理、需要企業自建放射性渣庫存放的話，顯然，放射性渣庫勢必“全面開花”，渣庫數量之多、占用土地面積之廣、渣庫體量之大、建造和管理的經濟代價之巨是不言自明的。同時，隨著我省日益重視環保工作的質量和效率，放射性廢物自行存放所存在的技術施工標準不統一，無法規范管理等隱患，不便于放射性環境保護工作的開展。

1.1.3 輻射防護監管無法保障

伴生廢物的輻射防護監管，必須由經過核輻射安全與防護知識、技能培訓后持證上崗的專業技術人員專職負責。四川稀土各冶煉企業往往沒有配備這樣的人才，輻射防護監管不到位，也是造成輻射環境污染的原因之一。2016年6月1日生效的《四川省輻射污染防治條例》中明確規定，開發利用單位對超過國家規定放射性標準的伴生放射性礦廢渣，應當進行分類收集和貯存。禁止隨意堆放、掩埋、傾倒伴生放射性礦廢渣；禁止將伴生放射性礦廢渣提供給不具備開發利用條件的單位或個人。這些規定的出臺印證了上述問題的存在，同時也為上述問題的解決提供了法律依據[2]。

1.2 含放射性礦廢渣污染現狀調查與評價

經我省環保部門組織調查、檢測，一是稀土礦山及周邊地區γ貫穿輻射劑量率達到10-6Gy/h，一般超過國家限值標準17.4×10-8Gy/h五倍，最高的超過十倍；二是由于大量含放射性核素的原礦和冶煉的精礦渣（鐵釷渣、鉛渣）隨意堆放在坑口、山溪溝邊和廠房旁，經雨水或溪水沖刷直接排入安寧河支流，并通過滲透至地下水體，造成安寧河下游水質放射性污染。檢測發現，稀土礦山下游安寧河一定范圍河水中的總α、總β分別為1.84Bq/L、2.86Bq/L，超過國家生活飲用水水源水質標準和生活飲用水衛生標準中總α、總β限值0.1～0.5Bq/L的規定的18.4倍。河中底泥中總α、總β分別達到1.25×103Bq/L、1.54×103Bq/L，也超過國家生活飲用水水源水質標準和生活飲用水標準中總α限值0.5Bq/L、總β限值1Bq/L的3000倍以上。嚴重污染面積約30km2，涉及人口約10萬。該地區居民飲用水水體總α、總β放射性活度存在大面積超標的問題，對礦山周邊和下游一定范圍內安寧河水系的群眾健康造成危害。由于放射性核素還通過水和土壤進入生物鏈而使農作物含有釷元素，而安寧河流域是我省重要的農副產品、反季蔬菜基地，其危害的范圍和程度使人堪憂[3]。

2 國內安全處置經驗

內蒙古：內蒙古每年伴生放射性礦開發利用中產生的尾礦及廢渣量極大，目前該自治區根據境內稀土礦開發利用特點，在包頭市建有省級稀土放射性礦廢渣庫。

新疆：新疆伊犁、和田等地區煤炭中伴生有含量較高的天然放射性核素，已知伊犁地區部分民用燃煤中鈾含量達32.5mg/kg，遠高于伊犁地區民用燃煤開采限值10mg/kg。

廣東：每噸優溶渣經綜合利用后還剩余0.565噸廢渣，渣量減少。某稀土廠存渣總量約6000t，綜合利用后，產生廢渣3390t。綜合利用后廢渣先暫存在廠區內，待本廠區退役時一并處置。

貴州：伴生放射礦有磷礦、鋁土礦、煤礦、釩礦和鉛鋅礦等。對可綜合利用的多金屬礦的廢渣應加以保護或綜合開發利用多種礦產資源，避免資源的浪費；對用于建材的工業廢渣，產品的放射性核素含量必須滿足《民用建筑工程室內環境污染控制規范》（GB50325—2001）中內照射指數及外照射指數的相關要求，防止產生二次污染。

3 安全處置建議

3.1 分類收集

根據《四川省輻射污染防治條例》的相關規定，結合我省稀土資源開發利用企業分布、加工生產工藝特點及放射性廢渣產生情況，建議以市（州）為界，分區開列稀土含放射性廢渣產生單位清單，由所在地市（州）環保部門監督指導相關企業建立含放射性廢渣臺賬動態數據庫并與環保部門污染源數據庫聯網，同時按國家相關標準在各相關企業建設分類收集設施及暫存庫（房）等暫存場所。暫存場所應當具有防水、防滲、防地質災害等工程措施，滿足放射性污染防治要求，并由專人負責管理。分類收集主要依據廢渣的放射性比活度等級，滿足廢物最小化原則。

3.2 集中處置

稀土行業產生的含放射性廢渣具有成分復雜、核素半衰期長、危害持久和公眾敏感性強等特點，因此，不能按一般工業廢渣實施處置。再者，由于這類廢渣的處置與管理技術要求高，同時從節約土地資源和經濟代價角度考慮，也不宜由各稀土企業單獨處置。集中處置是唯一科學、安全而可行的辦法。

目前，國家尚無伴生放射性礦產資源開發利用產生的含放射性廢渣處置場（設施）建設規范和標準，完全按照諸如我省飛鳳山中低放射性廢物處置場的方式建造，從技術上講是“殺雞用牛刀”、從經濟上講更是“事倍功半”。根據調研，我省中物院按照處置容量3200m3總體設計極放廢物處置場，已完成一期工程1200m3庫容量的填埋坑建設，有效庫容達1800m3。該處置場的接收廢物標準為：8#、5#材料小于1000Bq/kg；3#材料100～1000 Bq/kg。這個接收標準與我省稀土含放射性廢渣的放射性比活度相近。因此，建議借鑒我省有關核設施單位“極低放”處置場的建造和運行管理方式，開展稀土行業含放射性廢渣的集中安全處置。

3.3 方便回取

稀土行業產生的含放射性廢渣中232Th含量最高。232Th是一種重要的核能材料，具有廣泛的工業化應用前景。因此，建議我省稀土行業含放射性廢渣處置場的設計與建造應充分考慮今后232Th的工業化利用，將處置場建成可回取式的設施，為今后的重復利用創造條件。同時，考慮到就近處置和節約用地的原則，按照“從哪里來到哪里去”的思路，處置場選址可考慮在礦山的采空區。

3.4 企業運營

處置場可采取市場化運營管理，由稀土行業協會牽頭，通過企業牽頭或成立股份制公司的方式對處置場進行運營維護，通過根據市場情況和企業自身情況核定礦廢渣處置收費標準，以對相關企業產生的礦廢渣收取處置費用的方式解決處置場運營成本問題。一方面保證處置場日常運營和后期維護費用，不為企業增加經濟負擔從而加重生產成本、降低企業的市場競爭力；另一方面增加地方政府稅收，通過在當地聘用工作人員的方式解決當地部分就業問題，為當地經濟發展起到促進作用[4]。

3.5 長期監護

建議由地方政府委托有相應能力的單位，對建成的含放射性礦廢渣處置場所實施有針對性的長期監護；環保部門對處置場周圍環境開展輻射監測，確保環境安全。

參考文獻

[1]姚珺.淺談稀土低放廢渣相關法規標準和處理處置[J].中小企業管理與科技，2014（12）：138.

[2]戴霞.江蘇省伴生放射性廢物管理現狀及對策研究[J].中國輻射衛生，2008（09）：44-45.

[3]帥震清，溫維輝，趙亞民等.伴生放射性礦物資源開發利用過程放射性污染現狀與對策研究[J].輻射防護通訊，2001，21（2）：3-7.

[4]潘自強，中國核工業三十年輻射環境質量評價[M].北京：原子能出版社，1990：61.

收稿日期：2018-04-11

作者簡介：楊壽南（1987-），男，碩士，工程師，研究方向為土壤污染調查治理、環境監測及評價、環保工程。