張友芳

(中國恩菲工程技術有限公司， 北京 100038)

專論與綜述

我國有色金屬伴生廢物分類管理淺議

張友芳

(中國恩菲工程技術有限公司， 北京 100038)

本文通過對有色金屬伴生廢物產生、管理現狀及存在問題的分析，認為對有放射性的伴生廢物進行分類管理比較符合我國國情；建議盡快出臺伴生廢物限制性清潔解控水平以便分類管理伴生廢物;對高于伴生廢物限制性清潔解控水平的伴生放射性廢物進行集中存放、統(tǒng)一管理勢在必行。國家、地方政府抓緊建設區(qū)域性放射性廢物庫，是防止伴生放射性廢物污染、保護公眾和輻射環(huán)境的有力措施。在區(qū)域性大型放射性廢物庫建成并投入運行前，伴生放射性廢物的產生企業(yè)必須建設放射性渣庫用以對其暫時存放。

伴生礦； 限制性清潔解控水平； 伴生放射性廢物； 分類管理

1 我國有色金屬伴生廢物產生及管理現狀

1.1 伴生放射性礦

《中華人民共和國放射性污染防治法》(中華人民共和國主席令第六號)稱“含有較高水平天然放射性核素濃度的非鈾礦(例如稀土礦和磷酸鹽礦等)”為伴生放射性礦[1]。那么，伴生天然放射性鈾、釷礦物的有色金屬礦，可稱為有色金屬伴生放射性礦(簡稱“伴生礦”)。

伴生礦不同于有色金屬共生礦(簡稱“共生礦”)。鉛鋅、鉭鈮、鋯鉿等屬于共生礦，因為鉛與鋅、鉭與鈮、鋯與鉿等與“生”俱來、共生共藏；而伴生礦僅指天然放射性鈾、釷礦物與有色金屬礦結伴而“生”、相伴而“行”，例如稀土礦中鈾、釷往往隨有價金屬 “走”——在稀土選礦工藝中，鈾、釷隨稀土元素的富集而富集在稀土精礦中，所以稀土精礦品位越高，其鈾、釷含量也越高。當然，伴生放射性礦多數是共生礦，例如鉭鈮礦，但共生礦不一定是伴生礦，例如多數的鉛鋅礦。

1.2 伴生放射性廢物

放射性廢物是指來自實踐或干預的、預期不再利用的廢棄物(不管其物理形態(tài)如何)，因其含有放射性物質或被放射性物質所污染，造成其活度或活度濃度大于規(guī)定的清潔解控水平、并且所引起的照射未被排除[2]。

顯然，伴生礦開發(fā)利用過程中產生的廢物可以稱作伴生廢物。其中，活度或活度濃度大于規(guī)定的清潔解控水平、并且它所引起的照射未被排除的伴生廢物可以稱作伴生放射性廢物。

上述定義是從管理層面出發(fā)，活度或活度濃度等于或低于清潔解控水平的廢物，從物理觀點看仍有放射性，但其放射性危害較小。

清潔解控水平是審管部門規(guī)定的、以活度濃度和(或)總活度表示的值，輻射源的活度濃度和(或)總活度等于或低于該值時，可以不再受審管部門的審管[2]。

從上述定義可知，清潔解控水平的概念是含放射性的物質被解除法規(guī)控制，但并不意味著該水平的放射性物質可以不加控制的釋放到環(huán)境中，而僅是在處理這些解控物質時不用特別考慮其輻射特性。

根據推導清潔解控水平時所考慮的照射景象、照射途徑不同，可將其分為無條件清潔解控水平和限制性清潔解控水平。

無條件清潔解控水平是考慮了所有合理可能的照射途徑后進行推導的清潔解控水平，其數值是保守的，可保證絕大多數情況下公眾受到的照射劑量真實值都低于10μSv/a，即相當于 “直接豁免”或“無條件豁免”。可見，滿足無條件清潔解控水平的固體物質的歸宿不受任何限制。

限制性清潔解控水平是在特定條件下或限定的實踐特性下(例如建設放射性廢物庫或放射性渣庫存放)，通過計算該情景中關鍵群組人員受照射劑量后推導出的清潔解控水平。因此，限制性清潔解控水平的數值大于無條件清潔解控水平。

有色金屬伴生礦開發(fā)利用過程中不可避免地要產生大量含放射性物質的伴生廢物，對亟待加強伴生放射性廢物(或廢渣)管理的有色金屬企業(yè)特別是稀有、稀土生產企業(yè)來說，限制性清潔解控水平特別重要和急需明確。這是因為《輻射防護規(guī)定》GB8703—88第4.5.4款被GB18871—2002代替已10年有余，然而，到目前為止，尚未見國家環(huán)境保護部、地方環(huán)境保護廳(局)等審管部門出臺國家或地方的限制性清潔解控水平。

正因為如此，有必要從伴生礦開發(fā)利用過程含放射性物質伴生廢物(或廢渣)的產生和管理現狀出發(fā)，盡快出臺適合我國國情的伴生礦限制性清潔解控水平。

1.3 我國有色金屬伴生廢物產生及管理現狀

1.3.1 我國有色金屬伴生礦礦產資源分布

(1)稀土礦主要分布在內蒙古(包頭)、四川(冕寧縣、德昌縣)、福建、貴州、湖北、河南、吉林、廣西、江西、湖南、山東、廣東等省區(qū)。

(2)鉭鈮礦主要分布在內蒙古(包頭)、江西、福建、新疆、廣東等省區(qū)。

(3)鋯英石礦主要分布在廣東、海南、廣西、山東等省區(qū)。

(4)鉛鋅礦主要分布在廣東、陜西、云南、青海、甘肅、湖南、貴州等省區(qū)。

(5)鋁礦主要分布在貴州、山西、山東、四川、云南、河南等省區(qū)。

(6)銅礦主要分布在湖南、湖北兩??；

(7)錫礦主要分布在云南省。

在有色金屬伴生礦中，比較突出的是稀有金屬伴生礦，特別是稀土礦，例如包頭白云鄂博的混合型稀土礦，四川冕寧、山東微山的氟碳鈰稀土礦，還有海南、廣西的鋯礦、鈦礦共生的獨居石礦(稀土磷酸鹽礦物)，廣東、廣西、湖南、江西、福建等省區(qū)的磷釔礦、褐釔鈮礦、離子型稀土礦等。

1.3.2 有色金屬伴生天然鈾、釷放射性礦的分布

(1)有色金屬與鈾、釷伴生，形成富含鈾、釷的有色金屬礦如銅礦(湖南、湖北)、金礦(黑龍江)、錫礦(云南)、鋁礦(河南、山西、山東)等。

(2)在有色金屬礦體的一部分或圍巖內形成鈾礦體(俗稱雞窩礦)。

(3)主要伴生鈾的有稀土磷酸鹽礦、金礦等。

(4)主要伴生釷的有混合型稀土礦、氟碳鈰礦、離子吸附型稀土礦、鈦礦、鋯礦等。

表1是2000年3月由四川省輻射環(huán)境管理監(jiān)測中心站在《部分省市伴生放射性礦物資源開發(fā)利用中放射性污染現狀與對策研究》(縮寫本)給出的部分省市伴生礦放射性核素及總放比活度值。

表2給出部分有色金屬伴生礦的放射性水平。一般說來，有色金屬伴生礦原礦含鈾(或釷)十萬分之幾到萬分之幾；稀土精礦含鈾(或釷)與稀土礦類型有關，例如REO 70%的包頭混合型稀土精礦含釷0.2%以上。

表1 部分省市伴生礦放射性核素及總放比活度 單位：Bq/kg

1.3.3 有色金屬伴生礦含放射性物質伴生廢物的特點

(1)種類多，比活度差別較大。有色金屬品種繁多，因而生產流程差別很大，產生的含放射性物質的伴生廢物種類多，而且比活度差別較大。

(2)總體數量龐大，但比活度較低。有色金屬伴生礦冶煉規(guī)模均較大，產生的含放射性物質的伴生廢物總體數量龐大，除稀有金屬冶煉渣外，比活度一般較低。

(3)稀有金屬冶煉渣比活度較高，總體渣量較小。稀土被認為是21世紀高技術發(fā)展的材料寶庫。隨著稀土生產規(guī)模的擴大和稀土應用范圍的拓展，較高比活度的稀土冶煉渣將呈快速增長之勢。例如稀土金屬冶煉所需的精礦品位一般為50%以上，鈾、釷含量為0.1%～0.3%(獨居石比較特殊，可達0.6%以上)。為了保證稀土產品的質量，采用的生產工藝要把原料中的鈾、釷先分離出來或富集在渣中，如用水浸出濃硫酸高溫焙燒包頭混合型稀土礦產生的水浸渣，比活度不高，渣量較大(處理1 t稀土含量為50%精礦產生0.57 t水浸渣)；堿法處理包頭混合型稀土礦產生的酸溶渣，比活度高，但渣量較小；離子型稀土精礦(REO≥92%)冶煉分離后產生的酸溶渣量為(0.05～0.10)/t-精礦，比活度約為(1.4～2.1)×105Bq/kg;處理獨居石精礦所產生的鐳鋇渣和污水渣等渣量相對較少，但比活度較高。

1.3.4 有色金屬伴生廢物管理現狀

有色金屬伴生礦含放射性物質伴生廢物的種類繁多，總體數量龐大。目前除個別有條件的廠、礦進行回收和綜合利用外，多數企業(yè)的的管理現狀是：

(1)回填采空區(qū)。一些企業(yè)利用稀土礦、部分鈦礦的采礦廢石和選礦尾礦、部分銅伴生礦的銅冶水淬渣回填采空區(qū)。

(2)建渣場露天堆存。對于總比活度小于、等于7.4×104Bq/kg的含較低放射性物質的伴生廢物，目前大多數廠、礦采用憑借自然條件依山筑壩或平地建堆場堆存的處理方式。

(3)建設放射性渣庫處置。為妥善處置總比活度大于7.4×104Bq/kg的稀有金屬冶煉渣，多數稀有金屬冶煉廠選擇建設放射性渣庫存放，堆放一定量后加蓋板封存，將其對環(huán)境的輻射影響降至盡可能小。

表3是我國部分省市伴生礦資源開發(fā)利用企業(yè)固體廢物排放情況。

從目前情況看，多數伴生放射性廢物的處置方式是建設放射性渣庫貯存。放射性渣庫有的建在地表、地下、半地下，也有利用天然或人工巖洞(包括廢礦井)存放伴生放射性廢物的。

表2 部分有色金屬伴生礦的放射性水平

數據來源：《放射性伴生礦污染現狀調查報告》 北京有色冶金設計研究總院1997.9

2 有色金屬伴生廢物管理存在問題分析

2.1 無標準可循

《輻射防護規(guī)定》GB8703—88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，在這期間產生的含放射性有色金屬伴生廢物的管理也就無標準可循。

由于無標準可循，產生伴生廢物的企業(yè)無法對其進行適當處理。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(huán)境效益和社會效益，沒有經濟效益，故某些企業(yè)積極性不高。而一些比較有社會責任感的企業(yè)即使建設了放射性渣庫貯存較高放射性水平的伴生廢物，但從輻射防護的角度看，放射性渣庫的建設多數是不正規(guī)的，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，加之多數企業(yè)不可能配備專業(yè)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、不擴散，對環(huán)境的輻射危害不可能降至盡可能小。

2.2 企業(yè)自建渣庫存放與國情不符

我國伴生礦分布廣泛，產生的低比活度伴生廢物數量又是如此龐大，如果一刀切、都按伴生放射性廢物管理、需要企業(yè)自建渣庫存放的話，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而喻的。顯然，這與我國的國情是不相符的。我國人口眾多，糧食問題是國計民生的頭件大事，建設渣庫應盡可能的少占用土地、充分利用和節(jié)約土地資源。

2.3 輻射管理不到位

伴生放射性廢物的輻射管理，必須由取得注冊核安全工程師資格的專業(yè)技術人員專職負責。伴生礦開發(fā)利用企業(yè)往往沒有配備這樣的人才，導致輻射管理不到位，這也是造成放射性污染的原因之一。

3 有色金屬伴生廢物分類管理淺議

3.1 分類管理的必要性

鑒于我國有色金屬礦物資源分布廣泛，產生伴生廢物的種類繁多、總體數量龐大，伴生廢物的放射性水平又差別較大，從我國國情和輻射管理需要出發(fā)，非常有必要對有色金屬伴生廢物進行分類管理。

3.2盡快出臺伴生廢物限制性清潔解控水平，分類管理伴生廢物

伴生礦限制性清潔解控水平一定要有限定實踐的特性。有色金屬，特別是稀有金屬冶煉企業(yè)特別關注無需建設放射性渣庫存放含放射性物質的伴生廢物的限制性清潔解控水平，即必須建設放射性渣庫存放的伴生放射性廢物的下限值。

表3 全國部分省市伴生礦資源開發(fā)利用企業(yè)固體廢物排放情況

注： 內蒙古白云鄂博礦是與鐵共生的稀土伴生礦，原礦中的放射性物質絕大部分在稀土精礦中富集，但鐵礦冶煉過程中也有少量進入高爐渣。鐵礦冶煉、稀土冶煉的總活度是筆者當時的估計值，僅供參考。

數據來源：《全國部分省市伴生放射性礦物資源開發(fā)利用中放射性污染現狀與對策研究》國家環(huán)境保護總局核安全與輻射環(huán)境管路司2000.1。

伴生礦開發(fā)利用過程產生的含放射性釷、鈾的伴生廢物具有放射性，但不一定是伴生放射性廢物。酸溶渣、水浸渣、優(yōu)溶渣(獨居石礦為原料)，甚至處理冶煉廢水的廢水處理渣都或多或少含有放射性釷、鈾，是具有放射性的固體廢物。如果其釷、鈾比活度小于103Bq/kg，可被審管部門豁免，可以不考慮其放射性危害；高于103Bq/kg者，不能被豁免，但并不是不能被豁免的就一定是放射性廢物。有色金屬工業(yè)的生產實踐表明，把總活度濃度大于7.4×104Bq/kg(審管部門應給出所對應的釷、鈾比活度)作為必須建設放射性渣庫存放的伴生放射性廢物的下限值,比較適合有色金屬行業(yè)產生的含放射性物質的伴生廢物管理的實際情況。

盡管《輻射防護規(guī)定》GB8703—88被《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》GB18871—2002所代替，但《城市放射性廢物管理辦法》(87)環(huán)放字第239號未廢除，其中第五條仍把比活度大于7.4×104Bq/kg的污染物作為放射性廢物看待,規(guī)定伴生放射性廢物必須建設放射性渣庫加以存放管理。因此，建議把總活度濃度小于、等于7.4×104Bq/kg作為無需建設放射性渣庫存放的伴生廢物的限制性清潔解控水平。只有確立分類標準，統(tǒng)一判別尺度，產生伴生廢物的有色冶金企業(yè)才能有法可依、有章可循，將伴生廢物分門別類、區(qū)別對待、分類管理，建設真正意義上的、嚴格按輻射防護最優(yōu)化原則設計的、按輻射防護要求進行管理的放射性渣庫貯存伴生放射性廢物，將伴生放射性廢物對環(huán)境的輻射危害降至盡可能低，保證公眾的輻射安全。因此，建議盡快出臺伴生廢物限制性清潔解控水平，分類管理伴生廢物。

必須說明一點，總活度濃度小于、等于伴生礦限制性清潔解控水平建議值7.4×104Bq/kg的伴生廢物，雖然被審管部門所解控即廢物中的放射性物質被解除了法規(guī)控制，但并不意味著該水平的放射性固體廢物可以不加控制的釋放到環(huán)境中。因為該放射性水平的伴生廢物只是在“建設放射性渣庫存放”這個限定實踐特性的特定條件下被法規(guī)解控，它仍然含有放射性物質，只是不需建設放射性渣庫存放而已，但建設渣場堆存且滿足相關的輻射防護規(guī)定是必須的。

3.3國家和地方政府應抓緊建設區(qū)域性大型放射性廢物庫

大于伴生廢物限制性清潔解控水平建議值的伴生放射性廢物必須建設放射性廢物庫(或渣庫)存放是限定的實踐特性。由于伴生放射性廢物的產生相對集中在伴生礦資源較豐富、冶煉企業(yè)較多、經濟較發(fā)達的地區(qū)，而各個伴生礦冶煉企業(yè)產生伴生放射性廢物的數量較小，如果分散存放、分散管理必然多占用土地、多花費資金、多投入人力，且輻射防護管理往往不到位而造成放射性污染，影響公眾和輻射環(huán)境安全，因此，在這樣的地區(qū)建設大型放射性廢物庫對伴生放射性廢物進行集中存放、統(tǒng)一管理勢在必行，對保護輻射環(huán)境、促進有色金屬工業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。我們呼吁國家和地方政府因地制宜、抓緊建設區(qū)域性大型放射性廢物庫。包頭市1996管理所建設、管理的集中存放、統(tǒng)一管理的內蒙古自治區(qū)境內、主要是包頭地區(qū)的放射性廢物庫，就是一個很好的例子。

區(qū)域性大型放射性廢物庫必須由有資質的設計院進行設計。在區(qū)域性大型放射性廢物庫建成、投入運行前，產生伴生放射性廢物的企業(yè)必須建設放射性渣庫對其暫時存放。放射性渣庫也必須由有資質的設計院進行設計。

3.4 企業(yè)要做好放射性廢物暫存庫的建設

在國家環(huán)保部2011年啟動的“稀土企業(yè)環(huán)保核查”中，比較關注稀土冶煉分離企業(yè)放射性廢渣的管理。放射性渣庫僅具備“三防”——防風、防雨、防滲是不夠的，其中“防輻射”應當是保護輻射環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，對此所要求的輻射防護設計必須做到：

(1)庫房為封閉式建筑，混凝土墻體或渣池蓋板厚度應能阻擋γ射線的穿透。

(2)大門宜雙開門雙鎖，門的材質和厚度應能阻擋γ射線的穿透。

(3)庫頂設通風、過濾氡子體(包括Rn- 222和Rn- 220)設施，定期更換的靜電濾膜(或活性炭)經焚燒或定期送危險廢物處置場處置，不得隨意丟棄。

(4)門外設洗手池和拖布池，庫內地面有一定坡度并設地漏，收集的壓濾水和地面沖洗水入污水處理站。

(5)庫四周3 m范圍內設警戒線，設電離輻射標志。

(6)專人、專車運輸。

(7)專人管理并佩戴“劑量筆”，定期檢測個人劑量。

(8)設立臺賬，運出的放射性廢物要保存轉運“三聯單”。

4 結束語

有色金屬伴生廢物產生和管理現狀以及存在的問題表明，有色金屬伴生廢物分類管理比較符合我國國情；對大于限制性清潔解控水平的伴生放射性廢物集中存放、統(tǒng)一管理勢在必行；國家、地方政府抓緊建設區(qū)域性放射性廢物庫是防止伴生放射性廢物污染、保護公眾和輻射環(huán)境的有力措施。

[1] 《中華人民共和國放射性污染防治法》(2003年6月28日第十屆全國人民代表大會常務委員會第三次會議通過)中華人民共和國主席令第六號. 電離輻射防護與輻射源安全基本標準GB18871—2002附錄J.

[2] 《城市放射性廢物管理辦法》[87]環(huán)放字第239號.

[3] 任憲文.放射性廢物清潔解控水平的研究進展及個人體會[J].輻射防護通訊,1996,16(6).

DiscussionontheClassifiedManagementofAssociatedRadwasteofNonferrousMetalinChina

ZHANG You-fang

By analyzing the current situation and problems existing in the generation and management of associated waste of non-ferrous metal, classified management of radwaste is considered to be in accordance with Chinese conditions fairly. Restricted clearance levels of associated waste classified management are suggested to be issued as soon as possible. Centralized storage and unified management of associated radwaste which restricted clearance level is greater than the associated waste’s is imperative. Building regional radwaste repository by country or local government is the effective measure to prevent the associated radwaste pollution and also to protect the public and radiation environment. Before the large-scale regional radwaste repository building and operating, the associated radwaste production enterprises must build a temporary repository for radioactive slag.

associated mineral; restricted clearance levels; associated radwaste; classified management

2014-10-14

張友芳(1949—)，女，四川資中人，大學本科，高級工程師，一直從事環(huán)境保護、放射衛(wèi)生防護工作，曾參與國標GB 4792—1984、GB 8703—1988部分條款的修訂。

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