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摘 要：镍钼矿为我国特有的一种多金属复杂矿资源，但镍钼矿石的开采导致所在区域环境受到了较为严重的污染。基于在湖南省慈利县镍钼矿区的情况从两个方面分析了矿区采矿污染和加工企业污染，然后建立数学模型计算钼镍矿的生产规模。因此，计算出的镍钼生产规模可作为有关行政主管部门参考制定镍和钼行业的发展计划。
关键词：镍钼矿；矿产资源；污染情况；预测
镍、钼是重要的战略金属，由于其独特的物理化学性能，成为先进结构材料和功能材料的基体、主要成分或添加物，被广泛应用于国民经济和国防军工等领域。镍钼矿为我国特有的一种多金属复杂矿资源，主要分布在我国贵州遵义、湖南张家界、湖北的都昌、云南和浙江富阳等我国华南地区沉积型镍、钼、钒多金属矿床及贵金属矿化的主要成矿地带。其中贵州遵义和湖南西北部的镍钼矿资源以其资源储量大、镍钼及贵金属品位高等特点，具有重要的经济价值。
湖南张家界的碳质页岩高含量镍和钼是罕见的本土高档的钼的世界，虽然张家界地区的镍钼矿石中镍钼含量远高于工业开采品位，但矿物中有机质含量高、嵌布粒度太细，脉石矿物以碳酸盐、钼酸盐为主，加之成分复杂，杂质元素多，该矿是公认的难分离的矿。传统的镍钼矿生产工艺设备技术比较落后，镍钼分离提取率不高，一直徘徊于60%～70%。
湖南省环境保护行政主管部门在张家界地区批复了6家采用新工艺、新技术的镍钼选矿项目，但由于環保设施设备配套或工艺技术等问题，到2012年投产的镍钼矿采选企业，没有一家能够达到环保“三同时”验收的要求，对周边环境造成了较严重的污染；现基本处于停产整改中。统计数据显示，各企业部分废水仅经简单处理后排放，达不到排放标准的要求，因此，重金属污染物的治理已刻不容缓。在本文中，将从环境影响评价体系对慈利县钼镍矿行业进行分析，不仅掌握矿区周围环境状况，同时找出制约镍钼发展的问题，提出镍钼矿产资源在慈利县可持续发展的建议。
1 矿区的环境问题
慈利县的镍钼矿产业正面临着一个较为严峻的环境情况，据镍钼采矿业和加工业两种生产模式，分析其污染物的排放情况。
1.1 慈利县镍钼矿山采矿污染
镍钼矿产行业的一个重要环境污染环节来自于采矿过程，一直以来多采用洞采技术污染具体体现为：（1）酸性废水污染地表水，以及洞采破坏地下水系，由于矿山开采矿井和尾矿弃渣场均处于高山山腰，农居以及田土基本处于低山凹地，其地表水受污染严重影响了人畜饮水和农田灌溉；（2）矿山废渣的堆置和采矿过程中地表剥离破坏原有的生态环境，造成生态破坏；③矿山废渣还会因尾矿自燃，产生大量有毒有害气体，严重污染环境。以上各种原因，对矿区各村的人畜饮水、农田灌溉用水以及植被造成严重影响，对人民群众的生活环境质量、生命、财产安全构成了严重威胁。
1.2 镍钼矿加工污染
镍钼矿在加工过程产生的废气、废渣、废水给周边生态环境造成严重的污染。
1.2.1 废气
镍钼矿采选加工企业排放的废气对生态环境的影响主要来自于生产中排放的SO2、烟尘，以及有组织和无组织排放的氨气。排放含SO2及氨的尾气，使空气中SO2及氨浓度升高，使作物生长受到影响，降低产量并降低产品质量，同时对周围环境中的动物（包括人类）的健康造成直接威胁。相关资料显示，SO2的浓度达到0.5～10mg/L、氨气浓度达到5mg/L时，蔬菜就会呈现受害症状。镍钼矿采选加工企业排放的废气可能出现铅影响主要是慢性的积累影响，铅在人体或动植物体内富集后，对其正常生长发育都将产生明显影响。
1.2.2 废水
矿体和矿渣中的有害重金属，在洗矿等过程中产生的大量废水直接排入周边水体，造成污染，另外，通过淋溶进入地表水和地下水，造成水源的污染。从企业废水排放情况和镍钼矿开采加工区水环境质量上看，现企业所排放的废水已经使周边地表水及地下水镉和镍的超标。
1.2.3 废渣
镍钼矿开采加工所产生的固体废物主要有浸出渣、磷砷渣、脱硫渣、煤渣、粉尘以及水处理渣等。若不经妥善处置，会对周边环境、土壤和地下水环境等造成污染。据隐患排查中监测，贮渣场附近土壤以及当地地表水因渣场渗滤未得到安全处理存在重金属超标情况，威胁当地环境安全。
2 慈利县镍钼矿区地表水环境容量
为全面了解慈利县重金属整治工作进展，促进镍钼矿产资源有序开发和利用，自2015年6月起，第三方监测机构将每月对县重点区域水环境质量进行跟踪监测。结果表明：溇水入澧水河口等断面的水质符合《地表水质量标准》（GB3838-2002）III类标准和集中式生活饮用水地表水源地补充项目及特定项目标准限值，水质状况总体优良，有一定的纳污环境容量。结合水文资料及当地实际情况，地表水体重金属环境容量采用零维模型计算公式（1）：
M=31.536（CS-C0）·（Q+Qp） （1）
其中：M-水域纳污能力，吨/年；CS-水质目标浓度值，毫克/升；C0-水域背景浓度值，毫克/升；Q-初始断面入流流量，立方米/秒；Qp-废污水排放流量，立方米/秒，本文涉及水域径流量充沛，设为0。
结果表明：慈利县镍钼矿企业纳污水体主要污染物的环境容量为“一号片区”镍0.946吨/年，铅18.922吨/年，铬21.76吨/年，砷22.801吨/年，镉1.892吨/年；“二号片区”镍7.096吨/年，铅18.922吨/年，铬21.76吨/年，砷23.415吨/年，镉1.892吨/年。
3 慈利县镍钼矿产资源发展规模的预测
镍钼矿开采是对环境产生影响的主要因素，结合污普查数据结果，慈利县镍钼矿开采加工区重金属废水中排放量较大的主要特征污染物的产污系数为是：镍0.163克/吨、铅0.0053克/吨、六价铬0.003克/吨、砷0.046克/吨、镉0.0035克/吨。据公式（2），由纳污水体现状环境容量计算得出镍钼矿生产规模。
其中：MP-镍钼产业生产规模，万吨/年；Mi-重金属i的环境容量，吨/年；Ki-镍钼产业生产过程中重金属i的产污系数，克/吨。
经计算得出，依据水环境容量现状的慈利县镍钼矿生产规模为10.218万吨/年，否则则会引起水环境问题。
结束语
本文得出了以下的结论基于慈利县的镍钼矿开采和加工业的现状调查和数学模型用来预测产业发展的规模。
（1）钼镍的污染情况主要是由于矿山开采的污染和加工企业污染，废
气，废渣和废水处理不当导致周围生态环境受到污染。
（2）对该地区水环境进行保护，基于目前区域水资源承载能力，慈利县镍钼矿生产规模为10.218万吨/年。
关键词：镍钼矿；矿产资源；污染情况；预测
镍、钼是重要的战略金属，由于其独特的物理化学性能，成为先进结构材料和功能材料的基体、主要成分或添加物，被广泛应用于国民经济和国防军工等领域。镍钼矿为我国特有的一种多金属复杂矿资源，主要分布在我国贵州遵义、湖南张家界、湖北的都昌、云南和浙江富阳等我国华南地区沉积型镍、钼、钒多金属矿床及贵金属矿化的主要成矿地带。其中贵州遵义和湖南西北部的镍钼矿资源以其资源储量大、镍钼及贵金属品位高等特点，具有重要的经济价值。
湖南张家界的碳质页岩高含量镍和钼是罕见的本土高档的钼的世界，虽然张家界地区的镍钼矿石中镍钼含量远高于工业开采品位，但矿物中有机质含量高、嵌布粒度太细，脉石矿物以碳酸盐、钼酸盐为主，加之成分复杂，杂质元素多，该矿是公认的难分离的矿。传统的镍钼矿生产工艺设备技术比较落后，镍钼分离提取率不高，一直徘徊于60%～70%。
湖南省环境保护行政主管部门在张家界地区批复了6家采用新工艺、新技术的镍钼选矿项目，但由于環保设施设备配套或工艺技术等问题，到2012年投产的镍钼矿采选企业，没有一家能够达到环保“三同时”验收的要求，对周边环境造成了较严重的污染；现基本处于停产整改中。统计数据显示，各企业部分废水仅经简单处理后排放，达不到排放标准的要求，因此，重金属污染物的治理已刻不容缓。在本文中，将从环境影响评价体系对慈利县钼镍矿行业进行分析，不仅掌握矿区周围环境状况，同时找出制约镍钼发展的问题，提出镍钼矿产资源在慈利县可持续发展的建议。
1 矿区的环境问题
慈利县的镍钼矿产业正面临着一个较为严峻的环境情况，据镍钼采矿业和加工业两种生产模式，分析其污染物的排放情况。
1.1 慈利县镍钼矿山采矿污染
镍钼矿产行业的一个重要环境污染环节来自于采矿过程，一直以来多采用洞采技术污染具体体现为：（1）酸性废水污染地表水，以及洞采破坏地下水系，由于矿山开采矿井和尾矿弃渣场均处于高山山腰，农居以及田土基本处于低山凹地，其地表水受污染严重影响了人畜饮水和农田灌溉；（2）矿山废渣的堆置和采矿过程中地表剥离破坏原有的生态环境，造成生态破坏；③矿山废渣还会因尾矿自燃，产生大量有毒有害气体，严重污染环境。以上各种原因，对矿区各村的人畜饮水、农田灌溉用水以及植被造成严重影响，对人民群众的生活环境质量、生命、财产安全构成了严重威胁。
1.2 镍钼矿加工污染
镍钼矿在加工过程产生的废气、废渣、废水给周边生态环境造成严重的污染。
1.2.1 废气
镍钼矿采选加工企业排放的废气对生态环境的影响主要来自于生产中排放的SO2、烟尘，以及有组织和无组织排放的氨气。排放含SO2及氨的尾气，使空气中SO2及氨浓度升高，使作物生长受到影响，降低产量并降低产品质量，同时对周围环境中的动物（包括人类）的健康造成直接威胁。相关资料显示，SO2的浓度达到0.5～10mg/L、氨气浓度达到5mg/L时，蔬菜就会呈现受害症状。镍钼矿采选加工企业排放的废气可能出现铅影响主要是慢性的积累影响，铅在人体或动植物体内富集后，对其正常生长发育都将产生明显影响。
1.2.2 废水
矿体和矿渣中的有害重金属，在洗矿等过程中产生的大量废水直接排入周边水体，造成污染，另外，通过淋溶进入地表水和地下水，造成水源的污染。从企业废水排放情况和镍钼矿开采加工区水环境质量上看，现企业所排放的废水已经使周边地表水及地下水镉和镍的超标。
1.2.3 废渣
镍钼矿开采加工所产生的固体废物主要有浸出渣、磷砷渣、脱硫渣、煤渣、粉尘以及水处理渣等。若不经妥善处置，会对周边环境、土壤和地下水环境等造成污染。据隐患排查中监测，贮渣场附近土壤以及当地地表水因渣场渗滤未得到安全处理存在重金属超标情况，威胁当地环境安全。
2 慈利县镍钼矿区地表水环境容量
为全面了解慈利县重金属整治工作进展，促进镍钼矿产资源有序开发和利用，自2015年6月起，第三方监测机构将每月对县重点区域水环境质量进行跟踪监测。结果表明：溇水入澧水河口等断面的水质符合《地表水质量标准》（GB3838-2002）III类标准和集中式生活饮用水地表水源地补充项目及特定项目标准限值，水质状况总体优良，有一定的纳污环境容量。结合水文资料及当地实际情况，地表水体重金属环境容量采用零维模型计算公式（1）：
M=31.536（CS-C0）·（Q+Qp） （1）
其中：M-水域纳污能力，吨/年；CS-水质目标浓度值，毫克/升；C0-水域背景浓度值，毫克/升；Q-初始断面入流流量，立方米/秒；Qp-废污水排放流量，立方米/秒，本文涉及水域径流量充沛，设为0。
结果表明：慈利县镍钼矿企业纳污水体主要污染物的环境容量为“一号片区”镍0.946吨/年，铅18.922吨/年，铬21.76吨/年，砷22.801吨/年，镉1.892吨/年；“二号片区”镍7.096吨/年，铅18.922吨/年，铬21.76吨/年，砷23.415吨/年，镉1.892吨/年。
3 慈利县镍钼矿产资源发展规模的预测
镍钼矿开采是对环境产生影响的主要因素，结合污普查数据结果，慈利县镍钼矿开采加工区重金属废水中排放量较大的主要特征污染物的产污系数为是：镍0.163克/吨、铅0.0053克/吨、六价铬0.003克/吨、砷0.046克/吨、镉0.0035克/吨。据公式（2），由纳污水体现状环境容量计算得出镍钼矿生产规模。
其中：MP-镍钼产业生产规模，万吨/年；Mi-重金属i的环境容量，吨/年；Ki-镍钼产业生产过程中重金属i的产污系数，克/吨。
经计算得出，依据水环境容量现状的慈利县镍钼矿生产规模为10.218万吨/年，否则则会引起水环境问题。
结束语
本文得出了以下的结论基于慈利县的镍钼矿开采和加工业的现状调查和数学模型用来预测产业发展的规模。
（1）钼镍的污染情况主要是由于矿山开采的污染和加工企业污染，废
气，废渣和废水处理不当导致周围生态环境受到污染。
（2）对该地区水环境进行保护，基于目前区域水资源承载能力，慈利县镍钼矿生产规模为10.218万吨/年。