广西南方离子吸附型稀土分离企业污染源项放射性水平调查与分析

为了解南方离子型稀土分离过程中各物料的放射性水平及放射性核素迁移与富集规律,并确定铀(钍)系单个核素含量超过1 Bq/g的源项,本研究选择两家使用广西南方离子吸附型稀土精矿作为原料的稀土分离企业作为研究对象,进行现场放射性水平监测;采集排放废水、原料、产品、固体废物等样品,进行天然放射性核素含量分析。调查发现:两家稀土分离企业铀(钍)系单个核素含量超过1 Bq/g的固体物料只有酸溶渣;原料、产品和污水处理中和渣中铀(钍)系单个核素含量均低于1 Bq/g。钍-232和镭-226主要富集于酸溶渣中,铀富集于废水中。因此,当原料中铀的水平较高时,需关注废水处理中和渣中铀的比活度及使用控制,同时关注对排放废水铀含量的控制工艺。     

独居石酸溶渣资源综合回收绿色循环工艺

独居石精矿经碱分解提取稀土后剩下的放射性酸溶渣还含有REO、ThO2、U3O8及未被分解的锆英石、独居石等有价资源。采用选冶联合法使铀、钍、稀土在系统内实现闭路循环,回收了精矿中的有用资源,综合回收率大于97%,最大限度的降低放射性核素铀、钍的排放。具有低酸度、低温度特点,解决了浸渣不易分层和过滤的难题。     

免于辐射防护监管浅议

通过对免于辐射防护监管含义的理解和免于辐射防护监管范围的分析、推算,提出废渣的总活度浓度低于7．4×10^4Bq／kg所对应的天然放射性核素Th-232的活度浓度为1×10^4Bq／kg,U-238、Ra～226的活度浓度为2×10^4Bq／kg作为不建放射性渣库贮存的限定性清洁解控水平,即低于清洁解控水平的伴生废物,可以免除建库贮存的核审管、免于放射性渣库的辐射防护监管。     

稀土冶炼过程中铀、钍、镭等放射性核素的迁移

研究了天然放射性元素钍、铀、镭在稀土冶炼过程中转移情况。使用X-射线荧光(XRF)对渣样分析以及电感耦合高频等离子光谱仪(ICP)对冶炼过程产生的水样分析,结果表明,得到稀土矿中的钍、镭元素主要富集于酸溶渣;铀元素富集于中和渣。通过伽马谱分析计算酸溶渣中钍含量为426.47 mg/kg,中和渣中铀的含量为281.82 mg/kg;并且酸溶渣的放射性活度要高于中和渣。最后分析稀土生产工艺流程得到渣中的主要物相组成:酸溶渣中主要含有硫酸钡、二氧化硅、稀土难溶氧化物和稀土复盐;钍元素以二氧化钍、磷酸钍、镭元素以硫酸镭等难溶盐的形式富集于酸溶渣。中和渣中主要含草酸钙、氯化钠、少量碳酸盐和稀土草酸盐;铀元素以重铀酸盐、氢氧化四铀的形式富集于中和渣。     

基于γ能谱的某铀尾矿库和水冶厂周边水体放射性分布特征及风险评估

通过高纯锗γ谱仪精确测量了我国某铀尾矿库和水冶厂排放水及周边地表水中天然放射性核素238 U、226 Ra、232 Th和40 K的放射性浓度,得出其分布特征及其对周边环境的影响和给附近居民健康带来的风险。结果表明,尾矿库渗滤水和水冶厂排放水中238 U、226 Ra、232 Th和40 K含量相比其内部存储液有明显降低,尾矿库渗滤水中总铀含量为0.23 mg/L,226 Ra比活度为0.68 Bq/L,均低于国标GB23727—2009规定限值;水冶厂排放水中总铀含量为1.37mg/L,226 Ra比活度为1.37Bq/L,均高于国标规定限值。若将尾矿库中下游居民区水渠中水和水冶厂入溪后水作为饮用水,则238 U、226 Ra和232 Th对人体所致总待积有效剂量分别为0.187 5和0.121 4mSv/a,均已超过世界卫生组织饮用水水质准则推荐值。对比本地本底值发现,研究区域地表水已被污染。     

基于GIS的某流域土壤放射性分布特征和健康风险评价

土壤中天然放射性核素含量调查是土壤污染防治的基础。选取广东省珠江流域某水系,基于GIS技术和放化方法,应用γ辐射剂量率、等效镭比活度、外照射指数和年有效剂量率指标评价了土壤环境放射性水平,最后应用地累积指数法、单因子指数法和内梅罗综合指数法进行了土壤放射性健康风险评价。结果表明：1）研究区土壤中放射性核素238U、226Ra、232Th、40K、137Cs和210Pb含量均值分别为73.31、68.62、103.48、535.12、0.74、60.75 Bq/kg（干）,与全省范围水平总体水平相当。2）研究区土壤中放射性核素238U、232Th、226Ra、40K、137Cs、210Pb的背景值和异常阈值分别为（27.50,111.55）、（40.46,134.7）、（26.98,103.95）、（232.61,904.00）、（0.43,0.7）、（25.14,98.35） Bq/kg（干）。3）土壤环境放射性水平指标D、Raeq、Hex和AEDR的均值分别为118.68±54.26 nGy/h、257.8±122.91Bq/kg、0.70±0.33、145.55±66.54 μSv/a。4）地累积指数法和单因子指数法测算研究区土壤中放射性核素污染等级均为轻度污染,但内梅罗综合指数法测算结果偏高,污染等级为重度污染。     

降低氯化稀土比放的探討

探讨了铀、钍形成的三个天然放射系对氯化稀土比放的影响。指出长寿命核素的作用与短寿命核素不同,后者依赖于其母体,本身不能独立存在,因此它们对比放的贡献应视为母体对比放贡献的一部分。故在降低氯化稀土的比放时,应当只考虑长寿命核素的净化。净化对象限于U、Th、Ra、Ac、Po、Pa、Pb等七个元素。结合独居石碱分解优溶浸取稀土,硫酸钡沉镭的流程,提出用锌还原水解的方法除去氯化稀土中微量的铀与钍,並且探讨了该法的条件。由于反应对温度变化敏感,采用不同的聚沉剂效果相近,认为反应的机理是一个水解过程。因为pH对硫酸钡载带钡的效率没有显著影响,所以这一过程可以和镭的净化结合进行,方法简单有效。实验结果指出,~(227)Ac的子体对氯化稀土的α—比放有不可忽视的影响,在净化时必须考虑。放化分析表明~(210)Pb对α—比放有影响,但硫酸钡对~(210)Pb的载带效率不高,可在硫酸钡沉淀时加入硝酸铅以载带~(210)Pb。无论是~(210)Po还是~(231)Pa,在二次硫酸钡沉淀载带时,都可被除去。     

波长色散X射线荧光光谱法测定钽铁和铌铁矿中钽铌铀钍

钽铁和铌铁矿中钽和铌含量直接关系到矿物资源的品位,铀和钍由于具有放射性,其含量也受到重点关注,但现有检测方法过程复杂,耗时较长。采用四硼酸锂和偏硼酸锂等质量比组成的混合熔剂,选择1∶20超低稀释比,以硝酸钡为氧化剂,采用高纯氧化物熔融制备人工参考样品,以铪和钼元素分别作为钽和铌的内标元素,铀和钍测定时不用内标,建立了波长色散X射线荧光光谱法(WDXRF)测定钽铁和铌铁矿中钽、铌、铀和钍含量的分析方法。结果表明,钽、铌、铀和钍各元素氧化物的检出限分别达到0.016%、0.006%、0.003%和0.004%,对应氧化物参考样品校准曲线线性范围较宽,相关系数分别达到0.999 9、0.999 9、0.999 1、0.999 3。选用实验方法测定钽铁和铌铁矿样品进行精密度试验,各元素对应氧化物测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)如下:五氧化二钽为0.062%~0.38%,五氧化二铌为0.046%~0.18%,八氧化三铀为0.26%~0.52%,二氧化铪为0.27%~1.1%。分别采用实验方法和电感耦合等离子体原子发射光谱法对钽铁和铌铁矿样品进行测定以进行方法比对,结果表明,两种方法测定结果基本一致。     

稀土高温酸法工艺放射性废渣资源性研究

对白云鄂博混合稀土精矿(REO~50%)浓硫酸高温分解工艺放射性废渣的产生过程、组成形貌、粒径分布和资源特性等进行了系统研究和鉴定分类,并对废渣蕴含的资源量及资源化开发进行了初步研究。通过研究得出,废渣富含稀土、钍、铌、磷、铁等多种有价元素,且所含的稀土较少,部分是以矿物形式存在,大部分是以包裹夹带形式存在,其中镨、钕、钆含量偏高,因此该废渣的资源储量和经济价值巨大。按照相关国家标准,废渣中α、β总比放为7.11×10~4Bq/kg左右,属于第Ⅰ级(低放废物);浸出毒性和腐蚀性符合国标要求,属于第Ⅰ类一般工业废物。在热的酸溶液中,可将废渣中各有价元素提取,为综合利用提供条件。     

某稀土冶炼厂及周边环境土壤中放射性核素分布特征与风险评价

为查明某稀土冶炼厂及周边环境土壤中放射性核素污染程度及危害,分析某稀土冶炼厂及其周边土壤中~(238)U、~(232)Th、~(226)Ra和~(40)K的分布特征,采用地质累积指数法、内梅罗污染指数法,健康风险评价等方法对研究区土壤放射性核素进行了研究。结果表明,4种放射性核素浓度范围分别为~(238)U 50.73～6 275.00、~(232)Th 131.00～3 581.00、~(226)Ra 45.63～5 952.00、~(40)K 59.90～1 065.00Bq/kg。由于自然淋滤和渗漏作用,随深度增加,~(238)U、~(232)Th、~(226)Ra和~(40)K浓度呈减小趋势。地质累积指数法表明,4、5号采样点~(238)U、~(232)Th和~(226)Ra为主要污染核素,其评价指数分别为(3.14、2.81、1.16)、(5.19、3.13、4.91),属重度、极重度污染。内梅罗综合污染指数法表明,4号和5号采样点属于极重度污染。健康风险评价模型分析表明,经口摄取途径健康风险较大,高于人体接受范围,吸入摄取途径健康风险在可接受范围内。某稀土冶炼厂周边土壤环境对人体具有一定的健康风险。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铝硅活塞合金中镧铈镨钕钇

采用硝酸和氢氟酸溶解样品,高氯酸冒烟赶氟避免生成氟化稀土沉淀,选择La 333.749nm、Ce 456.236nm、Pr 417.939nm、Nd 406.109nm及Y 371.030nm作为分析线,扣除背景点消除基体干扰,运用干扰系数法克服谱线间干扰,通过基体匹配法配制标准溶液系列消除基体效应的影响,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铝硅活塞合金中镧、铈、镨、钕和钇。结果表明:镧、铈的测定范围在0.01%~2.00%,镨、钕、钇的测定范围在0.005%~2.00%,校准曲线线性相关系数不小于0.9998。方法中各元素检出限为0.0003%~0.0018%。实验方法用于测定稀土铝合金合成试样中镧、铈、镨、钕和钇,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)在0.50%~2.4%之间,加标回收率在94%~105%之间。实验方法用于含有稀土的铝合金标准样品中镧、铈、镨、钕和钇的测定,结果与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定值相吻合,测定的稀土总量RE与认定值也相吻合。