姚珺
摘要:在稀土選礦過程中,會伴有釷、鈾、鐳等天然放射性物質,如果不對其進行處理,將會進一步污染環(huán)境。本文通過闡述稀土廢渣的來源和種類,同時對國內外處理法律進行分析,并提出相應的政策建議,為處置稀土低放廢渣提供參考依據。
關鍵詞:廢渣處理 ?稀土 ?法律法規(guī)
1 稀土廢渣的來源和種類
1.1 稀土廢渣的來源及特點。由于在稀土選礦,開采和冶煉過程中使用的稀土原礦及稀土精礦(如獨居石精礦、氟碳鈰鑭礦和混合型稀土礦等)都伴有天然放射性元素釷、鈾、鐳。因此,在選礦,開采和冶煉生產中有一部分的天然放射性元素轉移到尾礦渣或冶煉渣中,致使其中的放射性含量遠高于天然放射性本底水平。這類廢渣屬于伴生放射性廢物,國際上將這類廢物稱為天然放射性廢物(NORM/TENORM)。
在稀土選礦及冶煉生產過程中所產生廢渣具有以下特點:①比活度范圍較大;②數量大;③稀土冶煉分離過程中產生的比活度高的廢渣較少,如酸法處理離子型稀土精礦產生的酸溶渣、處理獨居石精礦所產生的鐳鋇渣和沉淀渣等;④部分廢渣可回收利用。
1.2 稀土廢渣種類。根據稀土工業(yè)的不同生產環(huán)節(jié),可將固體廢渣分為開采產生的尾礦渣、水浸渣和合金渣,酸法冶煉生產中的酸溶渣、優(yōu)溶渣、鐳鋇渣和中和渣等。這些固體廢棄物中放射性水平不等。
2 國內相關法律法規(guī)
2.1 國內處置辦法和管理要求。①內蒙。每年伴生放射性礦開發(fā)利用中產生的尾礦及廢渣量極大,目前內蒙是唯一建有省級低放射性廢渣庫的地區(qū)。②新疆。新疆伊犁、和田等地區(qū)煤炭中伴生有含量較高的天然放射性核素,已知伊犁地區(qū)部分民用燃煤中鈾含量達32.5mg/kg,遠高于伊犁地區(qū)民用燃煤開采限值(10mg/kg)。③廣東。每噸優(yōu)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6000噸,綜合利用后,產生廢渣3390噸。綜合利用后廢渣先暫存在廠區(qū)內,待本廠區(qū)退役時一并處置。④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(fā)利用多種礦產資源,避免資源的浪費;對用于建材的工業(yè)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(huán)境污染控制規(guī)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。
2.2 國外相關管理規(guī)定和處置辦法。①美國。美國國家環(huán)保局和聯邦其它州的負責部門共同負責伴生放射性的審查管理,到目前為止,在聯邦政府一級上,美國仍沒有專門針對伴生放射性的法律和法規(guī),而已有10個州頒布了專門的法規(guī),還有十多個州也正在考慮頒布類似的法規(guī)。②加拿大。加拿大衛(wèi)生部在2000年10月頒布了由聯邦、省及領地輻射防護委員會的天然放射性材料工作組起草的《加拿大的天然放射性材料管理導則》,該導則全面規(guī)定了加拿大天然放射性材料的管理。③歐盟。歐盟在1996年頒布了新的電離輻射防護基本安全標準,并要求其成員國在2000年前予以法律化。與舊版本不同的是,新版本中增加了大量的有關天然輻射的內容,且天然照射的豁免水平也較以前歐盟一些國家執(zhí)行的標準大大降低。
2.3 國際原子能機構(IAEA)
2.3.1 稀土應作為強制管理的工業(yè)原因。在許多國家,伴生放射性物質是否應該作為控制對象,以及如何合理控制,一直是一個非常重要而且存在爭議的問題。BSS(英國標準)中的第2.5段落中提到“天然放射性暴露是一種長期的暴露,在必要的時候,應予以關注?!边@說明,這種環(huán)境的暴露不屬于法律法規(guī)要求范圍。
2.3.2 天然伴生放射性材料定義及相關劑量。IAEA的安全標準第49號文件《涉及礦物和原料工作的輻射防護評估》1.1節(jié)的背景介紹中給出了天然放射性物質的定義:“材料無論是否經過特殊加工,其放射性核素的濃度明顯高于正常的巖石和土壤就稱之為天然放射性物質?!薄短烊环派湫晕镔|引起的環(huán)境污染和緩解技術方案》中定義天然放射性材料:“與天然水平相比由于人類活動而增加了潛在輻照水平的礦物稱為天然放射性礦物。
《天然放射性物質引起的環(huán)境污染和減緩技術方案》已有數據顯示,天然放射性物質在選礦和冶煉過程中產生的放射性固體廢渣的常規(guī)放射性比活度平均水平為1-100Bq/g;而尾礦等放射性固體廢渣中散發(fā)出的氡子體的活度明顯高于天然水平,一般靠其緩慢的向環(huán)境中釋放而降低其放射性水平?!短烊环派湫晕镔|引起的環(huán)境污染和減緩技術方案》中列舉了幾種不同天然放射性礦物的開采和生產過程中產生廢物的典型放射性核素的比活度。
《排除、豁免和清潔解控概念的應用》與《涉及礦物和原料工作的輻射防護評估》安全標準相同,規(guī)定天然物質中,U和Th衰變鏈中低于1Bq/g的放射性物質是可以排除控制的,除非安全指南指出,上述值可以被定義為國家規(guī)定的使用范圍,以及判斷實際材料是否可免除控制管理。而在ICRP75號出版物中,委員會對于類似于伴生放射性廢物等天然存在的放射性元素的暴露水平給出了一些指導建議。其中提到,環(huán)境中的U和Th劑量在0.04Bq/g左右的物質,可以將其排除豁免源。而對于1-10Bq/g的物質,監(jiān)管機構應選擇放射性元素母體的活度濃度來決定它是否能夠列入監(jiān)管范圍。
在《涉及礦物和原料工作的輻射防護評估》附錄三中列出了三種伴生礦材料加工時每年的有效劑量與活度濃度之間的關系。其中三種伴生礦材料加工為:①暴露于大量的材料,例如:一個礦體或者大量儲存的原材料。②暴露于少量的材料,例如:礦物精礦和污泥。③暴露于已經在高溫工藝揮發(fā)的材料,例如:沉降器粉塵和爐煙。
2.3.3 伴生放射性礦物的管理及分類?!斗派湫詮U物處置》具體安全要求第SSR-5號文件附件中將放射性廢物分為以下六類:①免管放射性廢物:符合國際原子能機構《排除、豁免和清潔解控概念的適用》所述為了輻射防護的目的解除、豁免或排除監(jiān)管控制標準的放射性廢物。②極短壽命放射性廢物:經過最多幾年時間的貯存衰變后,可以經監(jiān)管機構核準來安排解除監(jiān)管控制,以供不受控制的處置、利用或排放的放射性廢物。極短壽命放射性廢物包括主要含有通常被用于研究和醫(yī)學目的的包含極短壽命放射性核素的廢物。③極低水平放射性廢物:不一定符合免管放射性廢物標準但也無需高水平包容和隔離,因而適宜在實行有限監(jiān)管控制的近地表填埋設施中進行處置的廢物。這種填埋設施也可能還包含其他危險廢物。這一類別的典型廢物包括放射性濃度很低的土壤和碎石。極低水平放射性廢物中的較長壽命放射性核素的濃度一般非常有限。④低放廢物:高于解控水平但其含有的長壽命放射性核素數量有限的廢物。這類廢物需要多達幾百年時間的可靠隔離和包容,適宜在專設近地表設施中處置。這一類別涵蓋的廢物非常廣泛。低放廢物可能含有放射性濃度水平較高的短壽命放射性核素和放射性濃度水平相對較低的長壽命放射性核素。⑤中放廢物:其含量特別是其長壽命放射性核素導致需要高于近地表處置包容和隔離標準的廢物。但中放廢物在貯存和處置期間不需要提供或僅需要有限地提供散熱。中放廢物中可能含有在可控期間不會衰變到可以進行近地表處置的放射性濃度水平的長壽命放射性核素,特別是發(fā)射α粒子的放射性核素。因此,這一類別的廢物需要放置在約幾十米至數百米的深度進行處置。⑥高放廢物:這類廢物其放射性濃度水平足以通過衰變產生高熱,并且含有大量長壽命放射性核素。在地表以下通常數百米或更深的穩(wěn)定地質建造中進行處置是普遍公認的高放廢物處置方案。
3 結論
綜上所述,在經濟發(fā)展過程中產生的廢物,如果送往城市放射性廢物庫,一方面增大城市放射性廢物庫的壓力,另一方面給企業(yè)帶來經濟負擔。目前,伴生放射性廢物基本都由企業(yè)自行處置,出現了相當一部分企業(yè)囤積廢渣甚至隨意亂處理的現象,可能造成周圍環(huán)境的污染。稀土企業(yè)經過近些年的努力和研究處置廢渣能力及開采工藝的提高有效的增加了稀土生產的利用率,開采及生產過程中產生的放射性污染物得到集中處理。力求把生產過程中產生的廢渣的放射性水平達到可豁免狀態(tài),避免對周圍環(huán)境造成二次污染。其中的放射性物質的分離和利用,是目前研究技術的瓶頸,如何達到好的成果要待今后技術的開發(fā)和研究。國家對稀土開采、生產的控制管理和指引,是稀土產業(yè)資源合理利用不造成浪費及污染的有力保障。
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