二氧化锆(ZrO₂)是一种具有金属光泽的白色或微黄色结晶形重质粉末, 广泛应用于原子能、国防工业、电子、化工、光学玻璃、仪器、医疗器械、陶瓷、纺织、冶金、特种材料等诸多领域。二氧化锆的生产原料主要为锆英砂, 通常伴有较高的天然放射性元素和放射性, 在其化学提取精制过程中产生的酸、碱废液及废渣中因含有较高的放射性物质, 因而必须通过去污达标后才可排放。本文对某化工厂二氧化锆生产工艺中去污处理前后废水、滤渣、硅渣中放射性水平进行了检测和卫生学评价, 现将结果报告如下。

1 二氧化锆生产工艺

锆英砂与氢氧化钠高温熔融—烧结料粉碎及飘洗除硅—酸解—氨水沉淀氧氯化锆—脱水—酸解浓缩结晶生产氢氧化锆—重结晶提纯—高温分解生成二氧化锆。

2 去污工艺

提取过程中废酸、废碱液经中和后, 在pH10~11时加入硫酸亚铁使产生氢氧化铁沉淀以载带放射性, 滤过废水达标即可排放。硅渣和滤渣等固体废物包装后在特定地点深埋。

3 采样

正常生产条件下随机采集工艺废水、去污后排放水各5L及废渣匀样。

4 测定方法与仪器

总α及总β放射性测定详见《放射医学检验监测手册》^〔1〕。测定仪器为FH408自动定标器, PB-1型低本底β测量仪, FJ322型低本底α测量仪脉冲γ能谱分析仪。

5 测定结果

工艺废水处理前后总放射性测定结果见表 1。

表 1结果表明, 原料总放射性与工艺中硅渣放射性相近, 除硅后大部分放射性核素留在硅渣中, 工艺废水(废酸、废液)中放射性水平经氢氧化铁沉淀后降低约一个数量级。废水总体放射性活度接近天然放射性水平。

6 讨论

本次随机测定结果表明, 锆英砂伴生的天然放射性元素主要集中在硅渣中, 其总放射性水平略高于我省土壤天然放射性水平(平均约12000Bq/kg), 工艺废水去污后总放射性水平降低了一个数量级, 排放废水符合(GB4792—84)《放射卫生防护基本标准》。硅渣和废水滤渣中放射性水平取决于锆英砂原料, 且随产地不同而有较大范围波动, 但其伴生放射性通常易被人们忽视。放射性水平过高不仅造成环境污染, 对接尘工人也会带来辐射损伤, 故对该类产品生产工艺及排放废水应经常进行卫生监测同时对不同产地锆英砂原料亦应建立放射性监测档案。由于固体废渣中浓集了大部分天然放射性物质, 故对埋放地点选址应按照资源保护和可持续发展的观点, 充分做好安全论证并采取防渗等相应环保措施。