天然放射性废物的处理处置

天然放射性废物的处理处置

中核第四研究设计工程有限公司刘晓超2016.07一二三四天然放射性的定义及内容天然放射性废物的内容铀矿放射性废物的处理处置

伴生放射性矿废物的处理处置

五下一步研究方向

目录一、天然放射性的定义及内容1.天然放射性的定义（一）天然放射性的定义及内容天然放射性（Naturalradioactivity）是指天然存在的放射性同位素，其能够从不稳定的原子核自发地放出射线（如α射线、β射线、γ射线等）而衰变形成稳定元素的属性。2.天然放射性的辐射特性（一）天然放射性的定义及内容人类受到天然辐射源的天然放射性辐射照射是一种持续性的、不可避免的特性。天然辐射照射主要来自两个方面：进入地球大气层的高能宇宙射线粒子和在地壳中原生的、在环境中到处存在的（包括在人体内存在的）天然放射性核素。这些天然辐射源对人既产生内照射，又产生外照射。3.天然放射性涵盖的领域（一）天然放射性的定义及内容天然放射性涵盖的领域核燃料循环伴生矿开发铀精制和核燃料元件制造稀土、铌钽、锆及氧化锆、钒和石煤其它伴生矿铀矿开采和水冶二、天然放射性废物的内容（二）天然放射性废物的内容1.放射性废气（二）天然放射性废物的内容放射性废气铀矿尘氡气（222Rn及其子体）放射性气溶胶钍射气（220Rn及其子体）铀/钍矿尘2.放射性废水（二）天然放射性废物的内容跑冒滴漏废水矿井涌水矿坑水冲洗排水渗水放射性废水实验室废水洗浴排水工艺废水水冶工艺废水纯化工艺废水尾矿库渗水尾渣库渗水池体渗水地浸渗水3.放射性固体废物（二）天然放射性废物的内容放射性固体废物废旧劳保用品废树脂、废滤布受污染废旧器材废石尾矿、尾渣、滤渣、蒸发残渣钻孔泥浆三、铀矿放射性废物的处理处置（三）铀矿放射性废物的处理处置1.废气的处理爆破除尘：水压水封抑尘爆破。基本原理：利用水压爆破产生的强大冲击波和高压气体的膨胀压力及其形成的高速水流作用，使岩块得以破碎。通过水封作用，延缓了爆炸产物和孔内高压水的抛散，增加了对岩块的破碎作用，并使飞石得到控制。同时，水袋中的水在爆炸作用下飞溅起来而形成“水雾”，达到了抑尘的目的。水压水封抑尘爆破技术露天开采降尘主要措施：洒水，增加含水率。钻孔粉尘：采用KQD100型潜孔钻机，除尘方式为湿式除尘，即通过钻机向钻孔内部注水，使粉尘湿润凝聚，从而减少粉尘的排放量。此类设备除尘效率大于80％。装卸粉尘：密闭司机室；电铲上安装喷雾洒水装置，用水泵将水加压送至两组喷雾器，一组装在天轮下部，向铲头方向洒水；另一组装在司机室前窗下部，防止粉尘进入司机室。运输粉尘：洒水车洒水，或沿路铺设洒水管道。氡的释放：减少面积，自然扩散（当前状态）。露天采场、矿仓、废石场、尾矿库、尾渣库、堆浸池等。（三）铀矿放射性废物的处理处置1.废气的处理露天开采关注重点：露天采区距离居民区800m以上。（三）铀矿放射性废物的处理处置1.废气的处理地下开采井下铀矿尘的控制措施：井下洒水抑尘；井下氡的控制措施：矿岩表面喷涂防氡覆盖层：混凝土、水泥砂浆、粘土等密闭采空区与废弃巷道，减少矿岩暴露面积；减少多中段开采，矿石及时运出地面；大量含氡污水涌出地方，应引入地沟，加盖盖板。最主要控制措施就是通风。通风；基本原则：通风方式包括抽出式、压入式；合理设置通风分区：有效控制风压；主通风巷道尽量布置在矿脉围岩中；尽量避免通风死角，局部通风死角增加局扇；合理设置进风口，保证进风质量。通风风量设计；《铀矿排氡及通风技术规范》（EJ/T359）《铀矿井排氡子体风量计算方法》（EJ/T360）《铀矿通风防护最优化方法》（EJ/T944）考虑因素：铀尘；氡及其子体炮烟中CO、NOx。漏风系数通风管理；加强井下空气监测；做好风量分配工作；隔离、密闭采空区与废弃巷道；调整风压分布；控制氡流方向，调整风场方向关注重点；排风口距离居民区800m；井口工业场地、矿仓距离居民区300m；风机规格型号。（三）铀矿放射性废物的处理处置1.废气的处理水冶破碎车间铀矿尘：矿石含水率8%以上；采用水膜除尘器除尘、布袋除尘器，除尘效率99%。破碎车间、堆浸场、尾矿（渣）库的氡：大气扩散。关注重点：尾矿（渣）库距离居民区800m，距离饮用水源地500m；堆浸场距离居民区300m，距离饮用水源地500m；选冶厂距离居民区300m。（三）铀矿放射性废物的处理处置2.废水的处理露天/地下开采矿井水处理的主要方法为离子交换树脂吸附。澄清：矿井水含有较多的悬浮物，首先需将矿井水输送到贮池中澄清，清液送到串联离子交换塔进行树脂吸附，沉渣由专用汽车运尾矿（渣）库堆存。吸附：澄清后的矿井水在离子交换塔内自下而上与树脂接触进行吸附。吸附尾液外排。冲洗：当离子交换塔首塔内的树脂吸附饱和后，对交换塔进行切换。用冲洗水自下而上对离子交换塔进行冲洗，冲洗水流入沉淀池进行沉淀

。淋洗：冲洗后饱和树脂进行淋洗。淋洗剂自淋洗剂配制槽经离心泵送入淋洗首塔塔顶，自上而下与树脂接触淋洗，淋洗合格液进入沉淀工序。沉淀：淋洗合格液流入沉淀搅拌槽中，加入NaOH溶液在常温下进行沉淀，沉淀完全后上清液排至沉淀母液贮池，沉淀母液部分回用于配制淋洗剂，部分外排。过滤：沉淀浆体用生产水进行洗涤，然后经浓浆泵输送到厢式压滤机压滤，得到产品，滤液外排。矿井废水处理关注重点：处理能力：是否能够处理矿井涌水最大水量；出水水质：处理后出水是否满足标准要求；矿井水的循环利用。（三）铀矿放射性废物的处理处置2.废水的处理水冶地表径流实现清污分流：建设截排水沟，对工业场地产生的初期雨水收集；收集后的初期雨水进入澄清池沉淀后在回收利用。废水循环利用浸出-吸附循环、淋洗-沉淀循环、淋洗-萃取-结晶循环循环利用率80%以上工艺废水处理酸性废水处理：石灰乳除铀、氯化钡除镭碱性废水处理：软锰矿中性废水处理：反渗透槽式排放关注重点：废水处理站处理能力；废水出水水质达标情况。尾矿（渣）库废水处理：坝下设置渗水收集池；坝下渗水、库内积水由泵送入工艺废水处理车间一并处理。事故池类型：液体输送管线事故池；水冶车间事故池。槽式排放：将拟排放的废水先注入贮槽中，检测其活度浓度，当浓度低于排放管理限值时方可排放，当浓度高于排放管理限值时，不准排放，要将其返回再处理直至浓度低于管理限值。（三）铀矿放射性废物的处理处置2.废水的处理水冶（三）铀矿放射性废物的处理处置2.废水的处理地浸蒸发池：防渗：蒸发池底部进行防渗。检漏：在蒸发池底部土工膜以下铺设分布式检漏光纤，在中心控制室设置实时检测预警系统，一旦发生泄漏可实现自动报警并识别泄漏位置。地下水监测井：在蒸发池地下水下游设置地下水监测井，检测蒸发池渗漏情况。工艺废水去向树脂转型废水：反渗透处理后部分回用，部分洒水绿化。其它废水：蒸发池蒸发处理。洗井废水去向钻井在工作一段时间后由于杂质的累积可能导致注液量明显下降，因此需要对钻孔采取反复的机械洗井工作，并产生一定的洗井废水，洗井废水采用移动式环保洗孔工作站处理。事故池液体输送管线事故池；车间事故池。地下水预防措施抽大于注设置地下水监测井开采次序先上游后下游钻孔泥浆收集（三）铀矿放射性废物的处理处置2.废水的处理地浸（三）铀矿放射性废物的处理处置3.固体废物的处理处置废石场关注重点：辐射防护距离：废石场离居民区300m，距离饮用水源地500m。安全稳定性：（1）防排洪问题——截排洪沟是否满足排水要求；（2）挡土渣墙——是否满足规范要求；废水——废水是否收集处理；防渗。露天/地下开采废石的处理处置：运输至地表废石场堆存；井下充填，新设计矿山废石全部充填。铀尾矿（尾渣）：为提取铀，从矿石加工过程中产生的细碎残渣，包括水冶过程产生的残余物和堆浸处理矿石而产生的残渣。注:（1）选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石磨细、选取“有用组分”后所排放的废弃物，也就是矿石选别出精矿后剩余的固体废物。

（2）提取铀的方法有：破碎+堆浸、磨矿+搅拌浸出（常规水冶）、地浸，第一种产生尾渣、第二种产生尾矿、第三种无矿石尾矿渣产生。尾矿（渣）库是存放铀矿加工厂浸出矿石后产生的尾矿矿浆（尾渣）的专门场地。尾矿（渣）库关注重点：防渗；尾矿（渣）库监测井；尾矿坝安全：地震、洪水、位移观测设施；截排洪设施；尾矿（渣）库辐射防护距离：距离居民区800m、饮用水源500m。（三）铀矿放射性废物的处理处置3.固体废物的处理处置水冶废旧污染金属收集：建立台帐，完善信息；集中堆放：堆放场地要有防二次污染措施；井下掩埋或送金属熔炼中心：大型构件不适宜长途运输的，井下掩埋；其它表面去污后，送金属熔炼中心。废旧污染金属熔炼示意图（三）铀矿放射性废物的处理处置3.固体废物的处理处置（三）铀矿放射性废物的处理处置完成铀矿冶系统80%以上环评任务，作为中核集团地矿环保中心，为地矿环保提供技术支持，完成鄂尔多斯铀煤协调开采环境影响研究、中核地矿“十三五”环保产业规划等多项重点任务。761矿退役治理工程完成715、761、741、771、745、752、高山寺、272尾矿库等绝大部分铀矿冶系统退役设计、地质系统全部十一五、十二五退役设计、铀矿冶十二五退役长期监护等工作，还开展湖南省707、717、710的退役治理工作。4.已完成的相关工作（三）铀矿放射性废物的处理处置4.已完成的相关工作放射性废物处理掌握了放射性废物回取、处理、整备技术——国内首次采用空气载带处置含氚废水、系统掌握放射性废物回取、处理、整备及中低放废液运输等技术放射性废物库原子能院中放废液输运系统建设（国内首次）原子能院含氚废水空气载带排放站（国内首次）全国省级放射性废物库原子能院含氚废水贮存罐应急整治工程中辐院放射性科研和废物管理设施安全技术改造九院二所放射性固体废物整备中心中科院上海应物所放射性废液处理车间项目四〇四5#通风厂房改造工程清华大学军工遗留710实验室退役源项调查原子能院190#技术改造及8、3号材料实验楼原子能院303热室改造、504工号改造401空气载带排放站放射性废物处置放射性废物处置技术——全面参与和开展了从近地表处置到深地质处置的科研和工程设计工作徐大堡低中放固体废物处置场高放地质处置地下实验室科研浙江核电低中放固体废物处置场岩洞型徐大堡低中放固体废物处置场近地表型湖南核电低中放固体废物处置场近地表型福建漳州低中放固体废物处置场近地表型山东核电低中放固体废物处置场近地表型广东遥田低中放固体废物处置场近地表型江苏常州放射性废物处理处置近地表型（EPC）江苏戚墅堰放射性废物处理处置近地表型（EPC）原子能院极低放污染土处置岩洞型（三）铀矿放射性废物的处理处置4.已完成的相关工作四、伴生放射性矿废物的处理处置（四）伴生放射性矿废物的处理处置1.废气的处理露天采场粉尘主要措施：洒水，增加含水率。选冶车间、仓库粉尘主要措施：除尘器除尘、室外排放。露天采场、废石场、尾矿库氡气、钍射气主要措施：减少面积，自然扩散（当前状态）。选冶车间、仓库氡气、钍射气主要措施：室内通风、室外排放。2.废水的处理采选废水：主要包括采场废水、选矿废水、尾矿废水等。采场废水一般经沉淀处理后用于选矿用水，多余废水处理后外排；选矿废水一般能够实现封闭循环，不外排，多余废水排至尾矿库。冶炼废水主要包括尾气喷淋废水、含铵废水、含氟废水、沉淀废水等。废水经过以石灰中和沉淀为基础的多级物化组合工艺处理，去除其中的氟化物、氨氮、重金属及部分放射性污染物后，部分回用，部分排入尾矿库或污水管网。（四）伴生放射性矿废物的处理处置3.固体废物的处理处置废物库堆存（内蒙稀土废渣）岩洞暂存（浙江独居石废渣）暂存库暂存（江苏稀土废渣）综合利用（废渣做建筑材料）二次提炼（废渣提铀提稀土）国内现有处理处置方式井下充填（云南锗矿废渣）尾矿库排放（宜春铌钽尾矿）废石