海濱砂選礦項目放射性環境影響專題評價要點分析

何劍平

（廣東核力工程勘察院，廣州 510800）

海濱砂礦是指海濱地帶受河流、波浪、潮汐和海流作用，重礦物碎屑發生聚集而形成的次生富集礦床。它的主要成分包括金紅石、鉭鐵礦、磁鐵礦、磷釔礦、鋯英砂等。我國每年大量進口海濱砂礦，采用重選、電選、磁選等方式分選出鈦精礦、鋯英砂、天然金紅石、鐵礦砂等，副產品為獨居石。由于部分海濱砂礦中天然放射性水平偏高，選礦項目需編制放射性環境影響專題報告[1]。

工程分析是環境影響評價工作的核心工作[2]。當前，人們普遍采用物理方法分選海濱砂礦，本文分析了其放射性環境影響專題評價要點，希望對環評工作人員編制類似環境影響報告文件有所幫助。

1 海濱砂選礦工藝流程

海濱砂礦選礦工藝主要為物理選礦，主要包括重選（搖床）、磁選和電選[3]。基本原理為通過干式磁選將原礦分為鐵礦砂、鈦精礦和不導磁礦混合物。其中，鐵礦砂直接作為副產品出售，鈦礦須進一步磁選，得出鈦精礦產品。利用物礦比重差異，采用重力搖床將不導磁的鋯英砂、金紅石及石英砂分離，獲得鋯英砂中礦、金紅石中礦及石英砂。各中礦再經過多次干式磁選和多次電選，得到各自精礦。

干式磁選主要用于鈦精礦。鋯英砂和金紅石的選礦中，電選主要用于鋯英砂和金紅石的選礦中，鈦毛礦經干燥后需進行干式磁選。利用鈦礦具有磁性而鋯英砂、金紅石、石英砂以及雜質沒有磁性的特點，采用永磁磁選將鈦精礦與鋯英中礦、金紅石和石英砂分離，獲得鈦精礦產品。分離出的鋯英砂、金紅石和石英砂混合料利用重力選礦（搖床）進行重選。

重選出來的金紅石中礦含少量鋯英砂和少量鈦鐵礦，鋯英中礦也含少量金紅石和少量鈦鐵礦。烘干后，根據鋯英砂、金紅石、鈦精礦的物理性質不同而進行選分。鋯英砂具有非導電性和無磁性，金紅石具有導電性和無磁性，鈦鐵礦具有導電性和有磁性。鋯英中礦和金紅石中礦先用干式磁選機進行首次分選，將鈦精礦分離。然后經由電選機電選，將鋯英中礦的金紅石分離，將金紅石中的鋯英砂分離，最后用干式強磁選機進一步除去弱磁鈦礦，分別得到鋯英砂精礦和金紅石精礦，選出的鈦精礦可作為鈦精礦半成品。

2 海濱砂礦選礦過程的放射性環境影響

2.1 放射性產污節點

項目選礦過程中會產生一定廢水、廢氣、噪聲、固體廢棄物。因其原料伴生放射性，所以其選礦過程中會有一定輻射影響。海濱砂物理選礦項目的放射性產污環節如圖1所示。

圖1 海濱砂物理選礦項目放射性產污環節

2.2 項目各選礦環節放射性環境影響因子

2.2.1 外照射

項目原料伴生有獨居石，獨居石主要成分為（U，Ce，La，Nd，Th）〔PO4〕），其中鈾系、釷系元素經過一定歷程的衰變，會致使選礦設備周圍具有一定α、β、γ射線，對工作人員產生一定程度的外照射[4-7]。

2.2.2 氣載流出物

項目氣載流出物主要是選礦過程中及獨居石暫存時含放射性核素衰變排出的含有氡及氡子體、釷射氣的放射性廢氣，在密封環境條件下濃度將增大，這種氣體吸入人體后對人體健康會造成一定影響[6-7]。在海濱砂選礦項目毛礦選礦車間、鋯英車間、獨居石車間，空氣中氡濃度為14.8～51.2 Bq/m3，空氣中釷濃度為31.7～346.3 Bq/m3，低于限值要求[7]。

該選礦工藝會產生一定放射性粉塵。根據類比項目雷州市華源礦業發展有限公司伴生放射性海濱砂礦選礦項目竣工環境保護驗收監測報告可知，類比項目企業邊界鈾釷排放濃度約為0.001 2 mg/m3，類比項目周圍環境敏感點何塘美村鈾釷排放濃度約為0.000 04 mg/m3，排放濃度控制在規定的限值內，即鈾釷總量不超過0.002 5 mg/m3，滿足要求[8]。

2.2.3 液態流出物

選礦過程只是物理過程，放射性物質不會分解和溶出，僅具有伴生放射性礦的SS。經沉淀后的選礦廢水循環利用做到不外排，正常工況下廢水不會對水環境產生輻射影響。

2.2.4 含放射性固體廢棄物

以廣東某海濱砂選礦項目原料鈦鋯毛礦做工藝試驗，以原料及該礦做工藝試驗產生的主要產品為鈦礦、鋯英砂、金紅石樣品進行放射性分析，放射性檢測結果如表1所示。

表1 項目原料和產品檢測結果

由放射性檢測結果可知，項目原料、產品中238U、226Ra、232Th在選礦過程中產品均有一定富集，主要富集在產品獨居石中。

物理選礦不會破壞礦物結構，所以天然放射性元素始終在獨居石中，獨居石富集之處一定是放射性固體富集所在。從選礦流程可知，獨居石磁性較鈦鐵礦弱，在鈦鐵礦分選時，絕大部分進入不上磁礦物中。不上磁礦物進入搖床重選時，獨居石比重與鋯英砂相當，比金紅石重，因此絕大部分進入鋯英中礦中，少部分進入鋯金紅石中礦中。再經過它們分別干選，最后放射性物質主要富集在鋯英分選工序選出的鈦尾礦中，少量富集在金紅石分選工序選出的鈦尾礦中。回收這些鈦尾礦再進行電選、磁選和搖床等進一步處理，則得到獨居石礦石，獨居石礦石將外賣給有資質處理獨居石的單位。根據項目獨居石檢測結果，獨居石放射性水平達到低水平放射性廢物水平[9]。因此，本項目副產品獨居石如果不合理利用將成為低水平放射性廢物，會對環境和工作人員人體健康造成一定程度的影響和危害。

本項目工業固體廢棄物為石英砂，石英砂按批次進行放射性核素分析，超過清潔解控水平的，應按放射性廢物進行分類管理，不超過清潔解控水平的廢物可用于建筑材料[10]。

3 結語

海濱砂物理選礦項目，由于其伴生天然放射性核素，環境影響評價過程中必須補充輻射環境影響專篇。物理選礦過程不會破壞礦物原生形態，但放射性核素仍有一定富集作用[11]。在項目輻射環境影響評價工程分析過程中，人們應重點抓住放射性核素富集過程，有針對性地分析項目放射性環境影響。