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第二次全国污染源普查伴生放射性矿(稀土)普查采样探讨

2020-06-22胡家胤郑笑楚

科学技术创新 2020年12期
关键词:稀土矿原矿生产工艺

胡家胤 王 骅 郑笑楚

(浙江国辐环保科技有限公司,浙江 杭州310012)

1 概述

为了初步掌握伴生放射性矿开发利用过程中放射性水平较高的矿产类型、分布地区、数量,伴生放射性核素种类、放射性活度浓度,放射性废物排放水平、排放去向,放射性污染防治措施等,需要对伴生放射性矿进行普查监测,从而建立健全伴生放射性矿污染源信息数据库,为伴生放射性矿辐射环境监管提供依据。

根据《第二次全国污染源普查伴生放射性矿普查监测技术规定》(国污普[2018]1 号)文件,将伴生放射性矿普查对象筛选出8 类重点行业15 个类别矿产的采选、冶炼,相比一污普增加了钼、金、锗/钛、镍4 类。

2 采样

对伴生放射性矿企业名录中的企业,按要求进行现场监测,根据监测结果,筛选确定详查对象。普查初测时如现场监测固体物料表面1m 处的γ 剂量率超出“当地本底水平”+150nGy/h 或对固体样进行取样分析时,U、Th 系任一核素活度浓度大于0.3Bq/g,则需对该企业进行详查。列入详查的企业则需要对:

①γ 辐射空气吸收剂量率;

②废水;

③原料;

④固体废物(尾矿、废渣)进行监测,并对原料、废水、固体废物进行采样。

在辐射环境监测中,常常需要先在现场采样,然后在实验室对样品进行分析,以确定其辐射水平或活度浓度。取样样品的代表性以及样品处理的科学性对最终分析结果的可信性影响巨大。因此,采样是伴生放射性矿普查工作的核心和基础,正确合理的采样是普查工作质量的保障。根据监测技术规定,普查对象主要分为以下4 类:

①开采:原矿和废石;

②选矿:尾渣、精矿和排放废水;

③冶炼:废渣和废水;

④分离(提取):废渣和废水;

⑤其他。

正常情况下,在进行采样时,应严格执行《第二次全国污染源普查伴生放射性矿普查监测技术规定》附件中的采样技术方法。

3 稀土企业采样

在大量的二污普放射性伴生矿普查现场踏勘和监测过程中,会发现有部分企业的生产工艺流程相较常规企业比较特殊。因此,需要在原有的采样基础上,进行补充分析。本文主要探讨稀土企业。

3.1 稀土矿

我国稀土资源丰富,储量位居世界第一,开采规模位居世界第二。全国稀土矿探明储量的矿区有60 多处,主要分布在内蒙古、四川、山东等地。按稀土类型可以分为包头混合型稀土矿,南方离子吸附型稀土矿,氟碳铈矿等。

3.2 稀土生产工艺

稀土矿大量开采使其正面临枯竭的境地,因此,对于不同的稀土矿种选用不同的生产工艺显得尤为重要,从而诞生了多种伴生矿分离提取生产工艺。生产方法主要分为三大类:

①选矿法;

②焙烧法;

③浸出法。

其中,选矿法又可以分为磁- 浮- 重联合工艺和弱磁- 强磁- 浮选工艺;焙烧法可以分为熔炼法、还原焙烧法、磁化焙烧法;浸出法又称为湿法冶金法,用不同类型强酸溶解原矿中的稀土金属,再加以提纯。

稀土原矿采选方式分为两种,露天开采和原地浸出。然而稀土矿伴生矿有铀、镭、钍等放射性元素,都是放射性元素,原矿开采过程中的危害主要来自氡及其子体。当稀土矿位于偏远山区时,如果将大量的矿石开采之后再运到异地进行选矿、冶炼、分离势必会造成二次污染。因此,很多企业将采选及后续冶炼提炼分离都集中在采矿场附近,既减小了环境污染,也减少了生产成本。常规的冶炼企业生产工艺是都是将原矿,根据不同方法来进行酸泡、碱分解等化学工艺处理,然后再进行后续加工来获得稀土金属。在本次放射性伴生矿普查工作中,发现有一家列入详查的稀土企业,其生产工艺为:

3.3 稀土矿采样分析

从生产工艺上分析,对详查企业进行采样时,需要对原矿、废石、尾渣、精矿、废渣、废水进行采样。有一种生产方式为“堆浸工艺”,是在低品位原矿或浮选尾矿底垫材料上堆筑,然后喷淋氰化钠等溶液,使稀土金属溶解出来,然后再对其进行提炼。区别于常规冶炼企业,部分原地浸出工艺是在山体高海拔位置进行多处表土挖坑,灌入酸后在稍低处对渗液进行收集处理,然后汇入母液池,再进行后续加工处理。企业直接对矿山整体作为堆料进行灌酸处理进行渗液收集,从而获得稀土浸出液。因此在采样时,在对上述样品进行采集的同时,区别常规稀土企业的采样,必须增加对灌酸孔周围土样的取样,以及渗液收集浸矿坑内水样以及沉淀物的取样。

4 结论

针对企业的普查工作,漏采会导致普查数据缺失,误采会加大普查的工作量,所以在普查期间,碰到企业信息严重缺失时,必须对企业现有资料进行仔细分析,了解企业的生产工艺,并对现场进行全面勘查,再制定采样方案,从而才能为普查工作提供帮助,为采样提供有力技术依据,保障样品可靠性和全面性,使伴生放射性矿辐射环境监测数据更具有代表性和真实性。

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