内蒙古某地浸铀矿山氡的控制措施

何旭，李喜龙

(中核通辽铀业有限责任公司，内蒙古 通辽 028000)

地浸采铀气载辐射环境影响主要来源于氡的释放及其对环境的影响。222Rn由226Ra直接产生，226Ra衰变产生的222Rn贮存在岩石矿物的空隙中或溶解在地下水中，浸出过程氡气将析出，析出的氡气如果不加以控制，会造成严重的职业健康危害。因此，内蒙古某地浸铀矿山在设计之初，就将氡的控制予以考虑，笔者主要论述该地浸铀矿山在生产中控制氡的措施，以便为生产辐射防护提供指导和其他铀矿山生产控氡提供借鉴。

1 氡及其子体治理和控制的设计原则

1)氡的释放应选择合适的释放点,做到统一处理和排放。溶液在管道中带压运移，有效地减少了氡的析出。当溶液运移至出口时，压力释放，氡随之析出。以地浸抽液系统为例，压力的释放点统一在集液池，有利于统一处理，做到了集中释放，统一处理。

2)对不同的工艺操作过程，进行分区处理。矿(厂)区内按工作放射性操作分布，严格分区。工艺设备的池、槽和罐合理布局。池、槽和罐均属于氡的高浓度区，将氡高浓度区合理布局，便于排风系统设置，能有效降低各厂房内有害物质的浓度，保证工作人员的职业健康安全。

3)根据工艺操作特点，不同的区域实行封闭、隔离和通风措施。封闭、隔离和通风都是有效降低人员接触高浓度氡的措施。

4)在工艺设备选型阶段，尽量选择密闭工艺设备[1]。固定床工艺实现了物料在封闭塔器和封闭管道中进行吸附、淋洗与输送，避免了移动床工艺中树脂输送和各种溶液敞开操作问题。同时在工作场所加强通风，有效地减少了吸附溶解的氡等放射性核素及其子体在厂房内的释放。

总之，满足合理可行尽量低的原则，减少氡的析出和人为接触。

2 工艺流程和氡的释放环节

2.1 地浸工艺流程

内蒙古某铀矿采用O2+CO2原地浸出采铀技术，工艺主要分2部分[2]。

1)浸出部分。向含矿层注入氧气和二氧化碳，形成了含碳酸铀酰的溶液，经潜水泵提升至地表，汇集到集控室，汇集后的溶液进入水冶厂，实现铀的浸出。

2)浸出液处理部分。来自井场的浸出液经过澄清、过滤后进行离子交换吸附，饱和树脂淋洗得到的合格液经酸化沉淀、压滤后得到重铀酸盐产品。工艺流程如图1所示。

图1O2+CO2地浸工艺流程

2.2 氡的运移路径和释放环节

氡的运移路径和工艺相关，主要有3个路径：1)从集液池进入吸附塔至配液池；2)饱和树脂的淋洗、合格液酸化、沉淀和最终产品；3)贫树脂转型过程，即尾液转型、反渗透淡水进入配液池、反渗透浓水进入蒸发池。

氡的释放环节与生产工艺与设备密切相关。就内蒙某地浸铀矿而言，采用固定床吸附和淋洗。溶液采用管道运输，属于密闭操作，溶液中氡释放存在释放和溶解的动态平衡，不会直接释放至空气中。因此，氡的释放环节主要集中在敞口容器和建、构筑物中，主要有集液池、配液池、淋洗剂储槽、酸化槽、沉淀槽、反渗透原水池、高盐废水池等[3]。根据溶液中铀浓度、镭浓度和氡浓度不同，各点位氡的释放量也不同。氡的释放量较高的点位有集液池和合格液池。氡的运移路径和释放环节如图2所示[4]。

图2氡的运移路径和释放环节

3 主要设备、设施平面布置

整个浸出液处理厂房包括吸附区、沉淀区、储罐区、储池区和反渗透区。

1)吸附区。依次放置树脂清洗塔、3个可移动树脂淋洗吸附塔、另有配电室和自控间。

2)沉淀区。依次布置有酸化槽、沉淀槽、淋洗剂配制槽、酸化合格液储罐、沉降罐和隔膜压滤机和滤液储槽等。

3)储罐区。依次分布有排淋中转池、2个合格液储罐、2个贫液储罐、2个淋洗剂储罐、1个母液储罐、无油空压机及储气罐、风机间(在无油空压机及储气罐之上，高约3 m)。

4)储池区。依次分布有贫树脂中转池、饱和树脂中转池、转型废水池、高盐废水池和反冲饱和树脂废液池。

5)反渗透区。依次分布有反渗透原水泵及虹吸罐、高盐废水泵及虹吸罐、饱和树脂反冲废水过滤泵及虹吸罐、废水袋式过滤器、污水池及污水泵等。

集液池和配液池依据井场特点单独设置。主要设备、设施平面布置如图3所示。

图3主要设备、设施平面布置

4 氡污染控制措施

根据厂房设备、设施布置情况，将厂房分为吸附区、沉淀区、储罐区、储池区和反渗透区，外部建(构)筑物有集液池、配液池和过滤间。

1)对于集液池和配液池，进行封闭处理，预留有外部可观测窗口，液位实时监控，高、低液位实时报警。集配液泵房选择全面排风。

2)吸附区北侧安装水暖式压风设备，夏季通入自然风流，冬季通入水暖风流；吸附区南侧安装抽风设备，来自北侧的风流通过抽风设备均匀地排入大气。

3)沉淀厂房的储罐区安装水暖式压风设备，沉淀区安装抽风设备，考虑沉淀区氡活度浓度较高，来自储罐区的风流将沉淀区的氡全部排入大气。同时储罐采用封闭设计，为了保证储罐进液，将储罐排气管道接入储池区。

4)储池区采用负压形式控制氡活度浓度，安装抽风设备，避免了氡及其子体向外扩散，通风设备24 h不间断通风[5]。

5)反渗透区在吸附区和储罐区中间，采用对流设计，来自储罐区的风流流经反渗透区后，通过吸附区排入大气。

6)过滤间采用抽出式通风，设置在靠近过滤器侧，远离过滤器侧采用敞口，来自室外的自然风流带走氡及其子体。

7)对建筑物气密性要求。集液池气密性压差大于12.6 kPa，储池区气密性压差大于12.6 kPa。

5 通风系统设置

1)吸附区。该车间体积较大，为高大空间厂房，设置全面排风系统，选用1台GKW-20(X)卧式新风空气处理机组，风量为20 000 m3/h。

2)沉淀区和储罐区。沉淀区属高大空间厂房，设置全面排风系统，选用1台GKW-20(X)卧式新风空气处理机组,风量为20 000 m3/h。储罐区选用1台FV-20VWL2百叶窗型排气型换气扇，风量为546 m3/h，墙壁上安装；1台F.SJG-B No.8.0S防腐型斜流风机，风量为33 993 m3/h。

3)储池区。选用1台F.SJG-B No.8.0E防腐型斜流风机，风量为18 907 m3/h，全压330 Pa；1台F.SJG-B No.6.0S防腐型斜流风机，风量为12 600 m3/h，全压273 Pa；1台F.SJG-B No.8.0S防腐型斜流风机，风量为33 993 m3/h,全压400 Pa。

4)原液及注液泵房。设置全面排风系统，选用2台型号为FDW-No6.3的玻璃钢离心屋顶风机，每台风量为8 460 m3/h，全压367 Pa。沉淀区通风设施如图4所示。

图4 沉淀区通风设施

6 控制效果

6.1 主要分区氡的控制水平

主要分区氡及其子体监测结果见表1。

从表1可以看出：各主要分区包括吸附区、沉淀区、反渗透区、过滤间空气中氡活度浓度和子体潜能浓度都低于EJ993—2008规定氡气管理限值1.1 kBq/m3和1.6 μJ/m3[6]。储池区氡及其子体浓度较高，原因之一是部分分区向储池区排入了氡及其子体，原因之二是储池区释放。通过对储池区液位进行严格监控后，避免了人为进入而造成的辐射照射。

表1主要分区氡及子体的监测结果

注：储池区限制人为进入，未对该区域进行监测；沉淀区与储罐区在同一厂房，设置一个监测点位；集液池氡活度浓度较高，超过仪器监测范围。

6.2 主要分区周边氡的控制水平

主要分区周边氡及其子体监测结果见表2。

表2主要分区周边氡及其子体的监测结果

由表2可见：选取集液池周围50 m的3个点进行监测，测量数据均低于EJ993—2008规定氡气管理限值1.1 kBq/m3和1.6 μJ/m3，即主要分区排风口氡及子体浓度均低于各分区氡及子体浓度，说明大气环境有利于氡及子体的扩散，即使在地表监测也符合标准要求。

6.3 厂区周边环境氡及子体的水平

厂区周边环境氡及子体监测结果见表3。

表3厂区周边环境氡及子体的监测结果

由表3看出：每季度对厂区周边环境中的氡及其子体进行监测，其浓度均低于主要分区排风口氡及子体浓度且均未高于本底浓度。说明大气环境有利于氡及子体的扩散，减少了其对周边环境及居民产生的影响。

6.4 个人职业照射剂量水平

依据《中华人民共和国职业病防治法》和《电离辐射防护辐射源安全基本标准》(GB18871—2002)等有关法律和国家标准，聘请第三方监测机构对2014—2016年个人剂量进行监测，个人剂量监测评价见表4。

表4 个人剂量监测评价

由表4可见：3年对现场工作的77人全部进行了个人剂量监测，均值为2.37 mSv，年度超过15、20、50 mSv的人数均为0人[7]，符合《电离辐射防护辐射源安全基本标准》(GB18871—2002)规定的限值。

7 结论

1)根据氡释放量的差异，将低浓度区设置为送风，将高浓度区设置为抽风，可有效降低空气中氡及其子体浓度，减少通风死角和设备的数量，降低能耗。

2)其他独立区域采用密封隔绝和敞口抽风，通过分析室外空气中氡及其子体浓度，证明控制效果较好，符合国家标准。

3)主要分区、分区周边和周围环境氡及其子体浓度未超出规定的限制，氡的控制措施较好。

4)通过对个人职业照射剂量水平监测，工作场所氡及其子体对个人危害较小。