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沱江流域磷矿开发利用中核素迁移及地表环境影响

郑美扬  
【摘要】: 磷矿因含有较高的放射性核素,故其在开发利用过程中放射性环境问题倍受关注。 本论文选取沱江流域四家典型磷矿加工企业为研究对象,探讨磷矿加工过程中不同产物的核素含量和分配,查明核素在此过程中的转移去向;通过对沱江流域主要水系进行取样调查,研究磷矿开发利用过程对周围地表环境的影响;最后,总结出核素在环境中的迁移途径。 通过研究,获得以下主要结论: 1)湿法磷肥生产过程中磷矿石中的核素在磷肥、副产品白肥、废渣磷石膏、以及废液中均有转移。铀主要在白肥和萃取液中分配的较多;钍主要转移至白肥中,并产生富集,其次转移至磷石膏中,萃取液很少有钍分配。 2)不同的加工工艺以及不同的原材料对磷肥加工过程中核素的分配程度有明显的影响。不同磷肥厂生产的磷铵和产生的白肥铀钍含量不同,但白肥中铀钍含量均很高;磷矿石中核素含量明显高很多的时候,往往会引起磷肥中核素含量相对较高,故应采用核素含量低的磷矿石来生产。影响铀钍在磷肥加工过程中的迁移的因素有很多,如磷矿石的种类以及磨细程度、酸的种类、加工工艺不同等均会影响核素在磷产品中的分布。 3)磷肥加工过程中各物质的Th/U比值均不一样,比值处于0.001~0.76之间,范围较广,说明在磷矿向磷肥的转变过程中,U、Th的化学行为差异较大。 4)磷矿开采和磷肥加工过程对地表环境中放射性核素含量的提高均有贡献。沱江流域水中铀含量增加,水系沉积物和土壤中钍含量偏高,主要原因是该流域磷矿开采及加工事业发达。而在三江汇流后,越到下游,地表环境中核素含量递减,主要原因在于汇流后流域几乎没有磷加工企业分布以及水体有自净功能。 5)地表水中铀含量明显高于钍,水中钍含量几乎为零,而水系沉积物和土壤中钍的含量明显高于铀,铀的含量在2ug/g左右,说明钍的水溶解性极差,不随水迁移,化学性质稳定,易于在固相中沉积富集,同时也反映出铀的水溶解性大,易随水迁移,化学性质活泼,同时也会因吸附作用而使水系沉积物和土壤中含有少量铀。 6)磷矿在开发利用过程中核素在环境中的迁移途径主要有:磷矿→水(废液)→土壤;磷矿→磷肥→土壤→作物;磷矿→废渣→水→土壤;磷矿→饲料增补剂→家畜。 本文对磷肥加工过程中核素迁移去向首次做了完整的梳理,并发现了影响该过程核素迁移的因素。其次,对沱江流域主要水系沿岸地表环境中放射性核素含量做了全面的调查,研究成果可为当地的环保部门提供参考依据。 并在本论文研究基础之上,提出切实可行的防护措施,如合理处置废渣、妥善处理废液、改进加工工艺、加强监管力度等,以尽量降低磷矿开发利用过程中对地表环境造成的放射性影响。


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