摘要：四川是中国的稀土大省，稀土冶炼分离企业年产含放射性铁钍渣、铅渣近400吨，还有近6000吨含放射性废渣未经集中处置。这些含放射性废渣对当地环境造成了影响。目前，国内对这类废渣有一些处置经验，尤其是集中处置的方式值得借鉴。
关键词：稀土生产；放射性废渣；环境问题；集中安全处置
中图分类号：X591文献标识码 ：A文章编号：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。全省的氟碳铈轻稀土矿主要分布在凉山州冕宁县牦牛坪和德昌县大陆槽，现已探明的稀土氧化物储量350万t，远景储量超过500万t，仅次于内蒙古的包头稀土矿，位居全国第二。目前，四川冕宁县牦牛坪和德昌县大陆槽稀土矿区有7个矿权，稀土精矿（REO：65%～70%）总产能达到39100t/a。据统计，我省的稀土冶炼分离企业主要分布在凉山州的德昌县、冕宁县和乐山市的五通桥区，各企业的稀土精矿平均设计分离能力约在6000～8000t/a，设计分离总能力为7万t/a，实际分离总能力4万t/a。
近年来的研究结果表明，四川稀土精矿采用现有湿法冶炼分离工艺，每处理1t稀土精矿将分别产生约0.45t铈富集物、5×10-3t铅渣、4.4×10-3t铁钍渣。由此按照我省现有的稀土精矿分离能力，每年将产生铈富集物18000t、铅渣200t、铁钍渣176t；如果产能全部达到设计能力，则铈富集物、铅渣和铁钍渣的产生量将增加近一倍。
长期监测结果表明，稀土冶炼分离过程产生的矿废渣的放射性主要来自放射性同位素232Th和226Ra，其活度浓度范围分别为232Th：1.50×103-8.69×103Bq/kg；226Ra：1.20×103-5.42×103Bq/kg，均大于规定的豁免水平[1]。
1 潜在环境影响及现状
1.1 放射性矿废渣环境污染问题识别
钍与铀一样，是天然放射性元素，半衰期均超过亿年，对人的危害与铀相同，即以γ贯穿辐射的形式对人体进行外照射，损害人体免疫力；α、β通过呼吸道、胃肠道、伤口等通道进入人体，因不能排出体外而逐渐积累，对人体免疫系统的破坏更为严重。由于钍元素主要以类质同象分布在磷硅钙镧矿、氟碳铈矿等稀土矿物中，且钍元素存在于稀土矿物的晶格中。目前，国内外尚无在稀土选冶分离加工过程中单独提炼或分离铀、钍核素的先进技术，因此在稀土采冶过程中放射性钍元素不可避免地留存于其尾矿和矿渣等固体废物中。我省目前稀土冶炼分离过程产生的稀土渣（铁钍渣、铅渣）的放射性主要来自放射性同位素232Th和226Ra，其活度浓度范围分别为232Th：1.50×103-8.69×103Bq/kg；226Ra：1.20×103-5.42×103Bq/kg，超过规定的豁免水平。加之我省稀土冶炼分离企业暂存的铁钍渣、铅渣总量分别有2000t和4000t，成为四川省稀土工业面临的重大环境安全问题。以四川氟碳铈矿为原料生产单一稀土产品为例，放射性钍在原矿、精矿的放射性核素比活度列于表1，固体废物排放情况列于表2。
根据调研情况，四川省除个别企业将钍富集在铈富集物中出售给合金厂综合利用外，大多数稀土企业采用在厂区内建设暂存库房的方式贮存放射性废渣。
上述管理存在以下问题：
1.1.1 无标准可循
《辐射防护规定》（GB8703-1988）被《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）代替已10年有余。在这十几年间，产生含放射性的稀土伴生废物的管理，无标准可循。由于无标准可循，有的稀土冶炼企业只好听之任之、等待观望。因为建设放射性渣库贮存和加强辐射防护管理，只有投入、没有产出，只有环境效益和社会效益，没有经济效益。而比较有社会责任的企业即使是建设放射性渣库存放较高放射性水平的稀土伴生废物，但从辐射防护的角度看，放射性渣库的建设多数是不十分正规的。放射性渣库的建设往往只强调宏观的防风、防雨、防渗，而忽略了微观的、更重要的一点——防辐射，再加之多数企业不可能配备专业辐射防护管理人才。因此，渣中含有的放射性物质不可能不迁移、扩散，对环境的辐射危害不可能降至尽可能小。
1.1.2 企业自建渣库存放与省情不符
四川的稀土冶炼企业产生的低放废物数量较大，如果按伴生放射性废物管理、需要企业自建放射性渣库存放的话，显然，放射性渣库势必“全面开花”，渣库数量之多、占用土地面积之广、渣库体量之大、建造和管理的经济代价之巨是不言自明的。同时，随着我省日益重视环保工作的质量和效率，放射性废物自行存放所存在的技术施工标准不统一，无法规范管理等隐患，不便于放射性环境保护工作的开展。
1.1.3 辐射防护监管无法保障
伴生废物的辐射防护监管，必须由经过核辐射安全与防护知识、技能培训后持证上岗的专业技术人员专职负责。四川稀土各冶炼企业往往没有配备这样的人才，辐射防护监管不到位，也是造成辐射环境污染的原因之一。2016年6月1日生效的《四川省辐射污染防治条例》中明确规定，开发利用单位对超过国家规定放射性标准的伴生放射性矿废渣，应当进行分类收集和贮存。禁止随意堆放、掩埋、倾倒伴生放射性矿废渣；禁止将伴生放射性矿废渣提供给不具备开发利用条件的单位或个人。这些规定的出台印证了上述问题的存在，同时也为上述问题的解决提供了法律依据[2]。
1.2 含放射性矿废渣污染现状调查与评价
经我省环保部门组织调查、检测，一是稀土矿山及周边地区γ贯穿辐射剂量率达到10-6Gy/h，一般超过国家限值标准17.4×10-8Gy/h五倍，最高的超过十倍；二是由于大量含放射性核素的原矿和冶炼的精矿渣（鐵钍渣、铅渣）随意堆放在坑口、山溪沟边和厂房旁，经雨水或溪水冲刷直接排入安宁河支流，并通过渗透至地下水体，造成安宁河下游水质放射性污染。检测发现，稀土矿山下游安宁河一定范围河水中的总α、总β分别为1.84Bq/L、2.86Bq/L，超过国家生活饮用水水源水质标准和生活饮用水卫生标准中总α、总β限值0.1～0.5Bq/L的规定的18.4倍。河中底泥中总α、总β分别达到1.25×103Bq/L、1.54×103Bq/L，也超过国家生活饮用水水源水质标准和生活饮用水标准中总α限值0.5Bq/L、总β限值1Bq/L的3000倍以上。严重污染面积约30km2，涉及人口约10万。该地区居民饮用水水体总α、总β放射性活度存在大面积超标的问题，对矿山周边和下游一定范围内安宁河水系的群众健康造成危害。由于放射性核素还通过水和土壤进入生物链而使农作物含有钍元素，而安宁河流域是我省重要的农副产品、反季蔬菜基地，其危害的范围和程度使人堪忧[3]。
2 国内安全处置经验
内蒙古：内蒙古每年伴生放射性矿开发利用中产生的尾矿及废渣量极大，目前该自治区根据境内稀土矿开发利用特点，在包头市建有省级稀土放射性矿废渣库。
新疆：新疆伊犁、和田等地区煤炭中伴生有含量较高的天然放射性核素，已知伊犁地区部分民用燃煤中铀含量达32.5mg/kg，远高于伊犁地区民用燃煤开采限值10mg/kg。
广东：每吨优溶渣经综合利用后还剩余0.565吨废渣，渣量减少。某稀土厂存渣总量约6000t，综合利用后，产生废渣3390t。综合利用后废渣先暂存在厂区内，待本厂区退役时一并处置。
贵州：伴生放射矿有磷矿、铝土矿、煤矿、钒矿和铅锌矿等。对可综合利用的多金属矿的废渣应加以保护或综合开发利用多种矿产资源，避免资源的浪费；对用于建材的工业废渣，产品的放射性核素含量必须满足《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325—2001）中内照射指数及外照射指数的相关要求，防止产生二次污染。
3 安全处置建议
3.1 分类收集
根据《四川省辐射污染防治条例》的相关规定，结合我省稀土资源开发利用企业分布、加工生产工艺特点及放射性废渣产生情况，建议以市（州）为界，分区开列稀土含放射性废渣产生单位清单，由所在地市（州）环保部门监督指导相关企业建立含放射性废渣台账动态数据库并与环保部门污染源数据库联网，同时按国家相关标准在各相关企业建设分类收集设施及暂存库（房）等暂存场所。暂存场所应当具有防水、防渗、防地质灾害等工程措施，满足放射性污染防治要求，并由专人负责管理。分类收集主要依据废渣的放射性比活度等级，满足废物最小化原则。
3.2 集中处置
稀土行业产生的含放射性废渣具有成分复杂、核素半衰期长、危害持久和公众敏感性强等特点，因此，不能按一般工业废渣实施处置。再者，由于这类废渣的处置与管理技术要求高，同时从节约土地资源和经济代价角度考虑，也不宜由各稀土企业单独处置。集中处置是唯一科学、安全而可行的办法。
目前，国家尚无伴生放射性矿产资源开发利用产生的含放射性废渣处置场（设施）建设规范和标准，完全按照诸如我省飞凤山中低放射性废物处置场的方式建造，从技术上讲是“杀鸡用牛刀”、从经济上讲更是“事倍功半”。根据调研，我省中物院按照处置容量3200m3总体设计极放废物处置场，已完成一期工程1200m3库容量的填埋坑建设，有效库容达1800m3。该处置场的接收废物标准为：8#、5#材料小于1000Bq/kg；3#材料100～1000 Bq/kg。这个接收标准与我省稀土含放射性废渣的放射性比活度相近。因此，建议借鉴我省有关核设施单位“极低放”处置场的建造和运行管理方式，开展稀土行业含放射性废渣的集中安全处置。
3.3 方便回取
稀土行业产生的含放射性废渣中232Th含量最高。232Th是一种重要的核能材料，具有广泛的工业化应用前景。因此，建议我省稀土行业含放射性废渣处置场的设计与建造应充分考虑今后232Th的工业化利用，将处置场建成可回取式的设施，为今后的重复利用创造条件。同时，考虑到就近处置和节约用地的原则，按照“从哪里来到哪里去”的思路，处置场选址可考虑在矿山的采空区。
3.4 企业运营
处置场可采取市场化运营管理，由稀土行业协会牵头，通过企业牵头或成立股份制公司的方式对处置场进行运营维护，通过根据市场情况和企业自身情况核定矿废渣处置收费标准，以对相关企业产生的矿废渣收取处置费用的方式解决处置场运营成本问题。一方面保证处置场日常运营和后期维护费用，不为企业增加经济负担从而加重生产成本、降低企业的市场竞争力；另一方面增加地方政府税收，通过在当地聘用工作人员的方式解决当地部分就业问题，为当地经济发展起到促进作用[4]。
3.5 长期监护
建议由地方政府委托有相应能力的单位，对建成的含放射性矿废渣处置场所实施有针对性的长期监护；环保部门对处置场周围环境开展辐射监测，确保环境安全。
参考文献
[1]姚珺.浅谈稀土低放废渣相关法规标准和处理处置[J].中小企业管理与科技，2014（12）：138.
[2]戴霞.江苏省伴生放射性废物管理现状及对策研究[J].中国辐射卫生，2008（09）：44-45.
[3]帅震清，温维辉，赵亚民等.伴生放射性矿物资源开发利用过程放射性污染现状与对策研究[J].辐射防护通讯，2001，21（2）：3-7.
[4]潘自强，中国核工业三十年辐射环境质量评价[M].北京：原子能出版社，1990：61.
收稿日期：2018-04-11