海滨砂选矿项目放射性环境影响专题评价要点分析

何剑平

（广东核力工程勘察院，广州 510800）

海滨砂矿是指海滨地带受河流、波浪、潮汐和海流作用，重矿物碎屑发生聚集而形成的次生富集矿床。它的主要成分包括金红石、钽铁矿、磁铁矿、磷钇矿、锆英砂等。我国每年大量进口海滨砂矿，采用重选、电选、磁选等方式分选出钛精矿、锆英砂、天然金红石、铁矿砂等，副产品为独居石。由于部分海滨砂矿中天然放射性水平偏高，选矿项目需编制放射性环境影响专题报告[1]。

工程分析是环境影响评价工作的核心工作[2]。当前，人们普遍采用物理方法分选海滨砂矿，本文分析了其放射性环境影响专题评价要点，希望对环评工作人员编制类似环境影响报告文件有所帮助。

1 海滨砂选矿工艺流程

海滨砂矿选矿工艺主要为物理选矿，主要包括重选（摇床）、磁选和电选[3]。基本原理为通过干式磁选将原矿分为铁矿砂、钛精矿和不导磁矿混合物。其中，铁矿砂直接作为副产品出售，钛矿须进一步磁选，得出钛精矿产品。利用物矿比重差异，采用重力摇床将不导磁的锆英砂、金红石及石英砂分离，获得锆英砂中矿、金红石中矿及石英砂。各中矿再经过多次干式磁选和多次电选，得到各自精矿。

干式磁选主要用于钛精矿。锆英砂和金红石的选矿中，电选主要用于锆英砂和金红石的选矿中，钛毛矿经干燥后需进行干式磁选。利用钛矿具有磁性而锆英砂、金红石、石英砂以及杂质没有磁性的特点，采用永磁磁选将钛精矿与锆英中矿、金红石和石英砂分离，获得钛精矿产品。分离出的锆英砂、金红石和石英砂混合料利用重力选矿（摇床）进行重选。

重选出来的金红石中矿含少量锆英砂和少量钛铁矿，锆英中矿也含少量金红石和少量钛铁矿。烘干后，根据锆英砂、金红石、钛精矿的物理性质不同而进行选分。锆英砂具有非导电性和无磁性，金红石具有导电性和无磁性，钛铁矿具有导电性和有磁性。锆英中矿和金红石中矿先用干式磁选机进行首次分选，将钛精矿分离。然后经由电选机电选，将锆英中矿的金红石分离，将金红石中的锆英砂分离，最后用干式强磁选机进一步除去弱磁钛矿，分别得到锆英砂精矿和金红石精矿，选出的钛精矿可作为钛精矿半成品。

2 海滨砂矿选矿过程的放射性环境影响

2.1 放射性产污节点

项目选矿过程中会产生一定废水、废气、噪声、固体废弃物。因其原料伴生放射性，所以其选矿过程中会有一定辐射影响。海滨砂物理选矿项目的放射性产污环节如图1所示。

图1 海滨砂物理选矿项目放射性产污环节

2.2 项目各选矿环节放射性环境影响因子

2.2.1 外照射

项目原料伴生有独居石，独居石主要成分为（U，Ce，La，Nd，Th）〔PO4〕），其中铀系、钍系元素经过一定历程的衰变，会致使选矿设备周围具有一定α、β、γ射线，对工作人员产生一定程度的外照射[4-7]。

2.2.2 气载流出物

项目气载流出物主要是选矿过程中及独居石暂存时含放射性核素衰变排出的含有氡及氡子体、钍射气的放射性废气，在密封环境条件下浓度将增大，这种气体吸入人体后对人体健康会造成一定影响[6-7]。在海滨砂选矿项目毛矿选矿车间、锆英车间、独居石车间，空气中氡浓度为14.8～51.2 Bq/m3，空气中钍浓度为31.7～346.3 Bq/m3，低于限值要求[7]。

该选矿工艺会产生一定放射性粉尘。根据类比项目雷州市华源矿业发展有限公司伴生放射性海滨砂矿选矿项目竣工环境保护验收监测报告可知，类比项目企业边界铀钍排放浓度约为0.001 2 mg/m3，类比项目周围环境敏感点何塘美村铀钍排放浓度约为0.000 04 mg/m3，排放浓度控制在规定的限值内，即铀钍总量不超过0.002 5 mg/m3，满足要求[8]。

2.2.3 液态流出物

选矿过程只是物理过程，放射性物质不会分解和溶出，仅具有伴生放射性矿的SS。经沉淀后的选矿废水循环利用做到不外排，正常工况下废水不会对水环境产生辐射影响。

2.2.4 含放射性固体废弃物

以广东某海滨砂选矿项目原料钛锆毛矿做工艺试验，以原料及该矿做工艺试验产生的主要产品为钛矿、锆英砂、金红石样品进行放射性分析，放射性检测结果如表1所示。

表1 项目原料和产品检测结果

由放射性检测结果可知，项目原料、产品中238U、226Ra、232Th在选矿过程中产品均有一定富集，主要富集在产品独居石中。

物理选矿不会破坏矿物结构，所以天然放射性元素始终在独居石中，独居石富集之处一定是放射性固体富集所在。从选矿流程可知，独居石磁性较钛铁矿弱，在钛铁矿分选时，绝大部分进入不上磁矿物中。不上磁矿物进入摇床重选时，独居石比重与锆英砂相当，比金红石重，因此绝大部分进入锆英中矿中，少部分进入锆金红石中矿中。再经过它们分别干选，最后放射性物质主要富集在锆英分选工序选出的钛尾矿中，少量富集在金红石分选工序选出的钛尾矿中。回收这些钛尾矿再进行电选、磁选和摇床等进一步处理，则得到独居石矿石，独居石矿石将外卖给有资质处理独居石的单位。根据项目独居石检测结果，独居石放射性水平达到低水平放射性废物水平[9]。因此，本项目副产品独居石如果不合理利用将成为低水平放射性废物，会对环境和工作人员人体健康造成一定程度的影响和危害。

本项目工业固体废弃物为石英砂，石英砂按批次进行放射性核素分析，超过清洁解控水平的，应按放射性废物进行分类管理，不超过清洁解控水平的废物可用于建筑材料[10]。

3 结语

海滨砂物理选矿项目，由于其伴生天然放射性核素，环境影响评价过程中必须补充辐射环境影响专篇。物理选矿过程不会破坏矿物原生形态，但放射性核素仍有一定富集作用[11]。在项目辐射环境影响评价工程分析过程中，人们应重点抓住放射性核素富集过程，有针对性地分析项目放射性环境影响。