基于故障假設分析的某中性浸出地浸礦山水冶工藝流程安全分析

盛宇

摘要：針對某中性浸出地浸礦山水冶車間的水冶工藝流程，使用故障假設分析方法對工藝流程進行了安全分析，識別水冶工藝流程存在的潛在危險因素，并針對其發生的原因提出了相應的對策措施。在此基礎上，繪出了排故流程圖，使工人在系統發生故障時能夠迅速找出故障并及時處理，從而確保系統的安全運行。

關鍵詞：故障假設分析；地浸采鈾；水冶工藝流程；排故流程圖

中圖分類號： TL212

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06027104

1 引言

CO2+O2原地浸出采鈾技術作為國內一種新型的地浸采鈾方法，具有試劑的消耗少、浸出液的鈾濃度比較穩定、開采后地下水的治理簡單等優點。隨著新疆、內蒙古兩個CO2+O2地浸采鈾礦山建成投產，我國成為繼美國之后全球第二個成功掌握CO2+O2地浸采鈾技術、并已工業化應用的國家。預計到2016年，應用這一技術生產的天然鈾產品將占我國年生產量的50%。實際生產表明，運用這一技術，鈾的浸出率達到75%。現階段國內大多注重地浸采鈾廢水處理、地浸采鈾工業性試驗、放射性廢物釋放和對地下水的影響，而在水冶車間工藝流程安全評價方面很少涉及[1，2]。以內蒙古某中性浸出地浸礦山為例，為了使工人在一個安全健康的環境中工作，就必須保證水冶車間工藝流程的安全，因此對水冶車間工藝流程進行安全分析具有非常重要的意義

2 水冶車間水冶工藝流程簡介（化簡）

以內蒙古某中性浸出地浸礦山為例，水冶廠房包括浸出液過濾、吸附、淋洗、樹脂轉型、沉淀過濾及反滲透等生產線。工藝流程為如圖1所示。

圖1 水冶工藝流程示意

浸出液經過集液池澄清，到達原液泵房后先加入二氧化碳進行酸化，然后通過袋式過濾，2臺孔徑不同袋式過濾機串聯成一小組，兩個小組并聯成為一組，每組袋式過濾機組的出口處再分成兩路，分別進入兩組吸附塔。在吸附塔里進行吸附和淋洗。淋洗之后，廢液經過反滲透，濃水流到蒸發池，淡水流到配液池和草地進行灌溉。合格液沉淀及壓濾時先加鹽酸調節合格液的pH值，酸化合格液通過泵送進入沉淀槽加堿用攪拌機攪拌沉淀，沉淀漿體用濃漿泵泵入沉降分離槽進行老化沉淀，底流老化后的沉淀漿液經壓濾機壓濾得到“111”黃餅。濾餅用清水（反滲透的淡水）洗滌。沉降分離槽溢流出的沉淀母液進入母液酸化槽，加入適量工業鹽酸中和母液中的余堿，全部返回用作淋洗劑[3]。

3 水冶車間存在的危險因素分析

本工程中采用工藝的特殊性，有較多的液體池，在日常生產過程中采用自動輸送和計量，但在維護、檢修過程中若違規操作，可能造成淹溺。本工程中有可能造成淹溺的場所有：配液池；集液池；濾液貯槽；沉降分離槽；沉淀槽；母液酸化回用槽；淋洗劑貯池；合格液池；貧液池；反滲透原液池；蒸發池。

工作人員主要受到來自含鈾溶液及產品的γ、β輻射造成的外照射；吸入工作場所空氣中氡子體的α粒子所造成的內照射；存在于工作場所空氣中的放射性α氣溶膠也將對工作人員造成一定的內照射，以及α、β表面污染。在這些輻射危害中，氡及其與氡子體所造成的內照射是最主要的危害。

4 水冶工藝流程故障假設分析

4.1 故障假設分析方法簡介

故障假設分析方法是針對某一工藝流程的一種創造性的分析方法。在運用此方法時，要求分析人員對分析的工藝流程相當熟悉，故障假設分析一般會對工藝流程進行相應的審查，通常要求分析人員用“What…If”作為開始來對相關的問題進行探討，從系統進料過程開始沿著工藝流程直到整個工藝流程結束。通常情況下要將所有的問題記錄下來，之后將它們分類。

故障假設分析首先必須提出一系列的問題，然后再逐步回答這些問題。評價結果通常以表格的方式形式表示出來，主要內容有：提出問題，回答其可能造成的后果，降低或消除故障的一些安全措施。

故障假設分析法由三個步驟組成，即分析準備、完成分析、編制結果文件。

4.1.1 分析準備

（1）人員組成。運用該方法進行分析應該由2～3名專業人員組成小組。要求分析成員非常了解將要分析的生產工藝，有評價危險的經驗。

（2）確定分析目標。目標能夠加以限制，避免遺漏掉一些危險因素。文章的分析目標為水冶工藝流程，以水冶工藝流程示意圖作為分析基礎，分析其存在的危險有害因素。

（3）資料準備。進行分析時，必須具備完整的分析資料。文章以內蒙古某中性浸出鈾礦山安全驗收評價為基礎進行分析，具備完整的分析資料。

4.1.2 完成分析

（1）了解情況，裝置的安全防范、安全設備、衛生控制規程。

（2）從水冶工藝流程最初的過濾開始，一直進行到“黃餅”產出為止，依次提出如果發生危險情況，相應的操作人員應該要怎么做才能降低危險，分別得出相應的正確答案。

4.1.3 編制結果文件

在分析結束以后，進行結果文件的編制。編制的結果文件必須讓操作工人很直觀地了解故障發生的位置以及可采取的措施。一般用表格的形式顯示出來，同時在結果文件中可包含有排故流程圖作為結果文件上交[4～7]。

4.2 水冶工藝流程故障假設分析

以內蒙古某地浸礦山作為研究對象，以其水冶工藝流程示意圖作為故障假設分析基礎，由其安全驗收評價為基礎進行分析，分析人員由核工業北京化工冶金研究院和中核北方鈾業有限公司有關人員共同組成，其中包括安全工程師、設備工程師、水冶廠相關負責人。依次分析各個流程的危險因素及其可能導致的后果，其分析結果如表1所示。

5 結論

通過故障假設分析方法對內蒙古某水冶車間水冶工藝流程進行安全分析，提出工藝流程中存在的危險因素，并分析其發生的原因以及相對應的措施，最后作出排故流程圖。當水冶工藝流程發生故障時，操作工人可以根據故障假設分析表和排故流程圖來確定發生故障的位置，從而做出相應的對策措施，保證系統的安全運行。同時建議經常對水冶工藝流程的主要設備進行檢查維修，及時發現危險，從而預防事故的發生，保證工人工作環境的安全。

參考文獻：

[1]朱學蕊.地浸技術“盤活”數萬噸復雜砂巖鈾礦[N].中國能源報，2014-08-11（018）.

[2]盛 宇，李向陽，鄧文輝，等.基于HAZOP的CO2+O2原地浸出采鈾工程供氣系統危險性分析[J]. 鈾礦冶，2014，33（1）：8～12.

[3]劉 紅.鈾水冶工藝流程及使用的主要設備分析[J].工藝與技術，2013（36）：104～105.

[4]彭昆鵬.淺談安全評價法在油氣長輸管道腐蝕防護方面的應用[J].全面腐蝕控制，2012，26（12）：7～10.

[5]劉子龍.故障假設分析在課堂教學評價中的應用研究[J].北京工業職業技術學院學報，2015，14（1）：78～81.

[6]馮 帥，韓 勇，官 頌.基于故障假設法的飛機電氣專業實踐教學研究[J].實驗技術與管理，2013，30（7）：153～156.

[7]張乃祿.安全評價技術[M].2版.西安：西安電子科技大學出版社，2011.