鈾礦露天開采與水冶過程中粉塵污染控制

　　摘要：介紹了典型鈾礦露天開采與水冶的工藝流程，通過對(duì)鈾礦露天開采與水冶產(chǎn)塵環(huán)節(jié)的分析，提出了切實(shí)可行的粉塵防治措施，為鈾礦露天開采與水冶的環(huán)境管理和環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。
　　關(guān)鍵詞：鈾礦；露天開采；水冶；粉塵；污染控制
　　Dust Pollutions Control in open-pit mining for uranium mine and extractive metallurgy of uranium
　　LI Yuan-gang，SU Xiao-shu，JIN Shi-ke
　　（The Fourth Research and Design Engineering Corporation，CNNC，Shijiazhuang 050021，China）
　　Abstract：The typical process flow of open-pit mining for uranium mine and extractive metallurgy of uranium is introduced. Through analyzing the dust-producing links of open-pit mining for uranium mine and extractive metallurgy of uranium，the feasible pollution control countermeasures are proposed which could provide the basis for environmental management and environmental impact assessment of open-pit mining for uranium mine and extractive metallurgy of uraniam.
　　Key words：uranium mine；opencast mining；extractive metallurgy of uranium；dust；pollutions control
　　引言
　　鈾礦開采方法選擇取決于礦床的地質(zhì)情況、礦體性質(zhì)、安全性和經(jīng)濟(jì)性等多種因素。根據(jù)鈾礦石的埋藏深度和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件，可以選用露天開采或地下開采的回采方法開采鈾礦。鈾礦露天開采具有投資少、生產(chǎn)規(guī)模大、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、開采損失及貧化率低、安全性高等優(yōu)點(diǎn)[1]。
　　圖1鈾礦露天開采與水冶工藝粉塵產(chǎn)生環(huán)節(jié)示意圖對(duì)于鈾礦石的埋藏深度距離地面較近的礦床，盡可能采用露天開采。露天采礦過程中粉塵產(chǎn)生量大，粉塵污染嚴(yán)重，對(duì)大氣環(huán)境的影響比地下開采更為嚴(yán)重。鈾礦塵的組成既包括非放射性的二氧化硅粉塵，還包括放射性核素氣溶膠，可通過呼吸道進(jìn)入人體后形成內(nèi)輻射，引發(fā)損傷[2]。因此，鈾礦塵不僅對(duì)大氣環(huán)境造成不利影響，同時(shí)也對(duì)鈾礦和水冶工作人員的職業(yè)健康造成危害。通過對(duì)鈾礦露天開采及水冶工藝流程的分析，厘清生產(chǎn)過程中粉塵的產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)，針對(duì)各生產(chǎn)提出環(huán)節(jié)切實(shí)可行的防治措施，從而實(shí)現(xiàn)鈾礦露天開采及水冶全過程的粉塵污染控制。
　　1.鈾礦露天開采與水冶過程產(chǎn)塵分析
　　1.1鈾礦露天開采與水冶典型工藝流程
　　露天鈾礦一般采用露天開采+常規(guī)攪拌浸出的采選工藝，該工藝是通過打眼、爆破將礦石剝離出地表。剝離的礦石運(yùn)至水冶廠經(jīng)破碎、篩分、磨礦后進(jìn)行攪拌浸出，浸出液則泵入浸出液處理車間進(jìn)行凈化，浸出尾渣則運(yùn)至尾礦庫堆存。剝離的廢石運(yùn)至廢石場(chǎng)堆存。該工藝中粉塵產(chǎn)生于鉆孔、爆破、裝載、運(yùn)輸、破碎、篩分等生產(chǎn)環(huán)節(jié)和各類物料堆場(chǎng)（礦石場(chǎng)、廢石場(chǎng)），粉塵產(chǎn)生環(huán)節(jié)示意圖見圖1。
　　1.2露天開采產(chǎn)塵分析
　�。�1）鉆孔作業(yè)產(chǎn)塵分析：大型露天礦鉆孔設(shè)備一般使用牙輪鉆機(jī)或潛孔鉆機(jī)作業(yè)，中小型露天礦使用鑿巖鉆車。
　　鉆機(jī)鉆孔過程中會(huì)對(duì)巖石形成沖擊和剪切，將巖土礦切剝形成大小不一的鉆屑顆粒，部分顆粒物通過鉆桿與孔壁間隙噴瀉排出，產(chǎn)生粉塵污染。鉆孔作業(yè)產(chǎn)塵的影響因素主要為巖體的含水率、設(shè)備的類型等。根據(jù)國內(nèi)部分露天礦實(shí)測(cè)資料，鉆機(jī)孔口處粉塵濃度約為1400mg/m3～ 2081mg/m3，產(chǎn)塵量約2.50kg/臺(tái)·h～7.14kg/臺(tái)·h。
　�。�2）爆破作業(yè)產(chǎn)塵分析：爆破作業(yè)時(shí)，礦巖由于受到藥包爆破的巨大壓力作用而粉碎，隨后形成粉塵，并隨爆破氣流揚(yáng)起。爆破產(chǎn)塵的主要影響因素有礦巖理化性質(zhì)、炸藥量、爆破參數(shù)、裝藥方法、爆破工藝等。實(shí)測(cè)資料表明，爆破粉塵濃度在爆破瞬間可以達(dá)到1500mg/m3[3]～2000mg/m3[3]。
　�。�3）裝載作業(yè)產(chǎn)塵分析：礦山露天采裝作業(yè)設(shè)備包括電鏟、液壓挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī)等。裝載作業(yè)過程中，受物料裝卸產(chǎn)生氣流的影響，物料中含有的顆粒物在空氣動(dòng)力學(xué)的影響下，漂浮到空氣中。
　　裝載作業(yè)產(chǎn)塵的主要影響因素為礦石含水率、裝卸高差和環(huán)境風(fēng)速等。在干燥環(huán)境下裝載礦石過程中產(chǎn)生的粉塵濃度約100mg/m3～200mg/m3。
　�。�4）運(yùn)輸作業(yè)產(chǎn)塵分析：露天礦運(yùn)輸可采取汽車運(yùn)輸、軌道運(yùn)輸或帶式輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)�，本文介紹國內(nèi)最常采用的汽車運(yùn)輸。汽車運(yùn)輸過程的粉塵產(chǎn)生機(jī)理為：路面沉積粉塵在車輪旋轉(zhuǎn)離心力及黏附作用下啟揚(yáng)，進(jìn)而在車身剪切氣流、車尾渦流、尾氣排放氣流及自然風(fēng)作用下產(chǎn)生飛揚(yáng)[4]。
　　車輛運(yùn)輸作業(yè)產(chǎn)塵影響因素包括路面狀況、粉塵含水率、粉塵負(fù)荷、行車密度、行駛速度以及環(huán)境濕度等[5-6]。露天礦采區(qū)一般同時(shí)有數(shù)量較多的車輛運(yùn)輸?shù)V石等物料，運(yùn)輸揚(yáng)塵是露天礦區(qū)最主要的大氣污染源。根據(jù)文獻(xiàn)資料，露天礦道路正上方不同高度（0.15m～2.0m）的粉塵濃度為332.02mg/m3～31.18mg/m3。除爆破作業(yè)外，運(yùn)輸作業(yè)產(chǎn)塵量約占露天礦總產(chǎn)塵量的90%[4，7]。

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