XNDT-104智能分選系統在閃星銻業的應用

孫照焱，蔣康生，尹華功，郭 勁

(北京霍里思特科技有限公司，北京 102600)

0 引 言

中國五礦集團錫礦山閃星銻業是一家于1897年正式開采，集銻礦采、選、煉、科研為一體的大型有色金屬聯合企業，日選原礦2 000多噸。隨著礦產資源的日益貧化，采選原礦中的低品位礦石占比越來越高，增加了企業的無效損失和尾礦排放的環保壓力；使用人工揀選拋棄廢石效果不佳，惡劣的工作環境還會嚴重影響手選工人的身體健康。近年來，隨著對礦石預拋尾技術和方法的研究不斷深入，采用智能設備代替人工分選礦石逐漸引起礦山企業的重視。

經過深入調研和實驗分析論證，決定對錫礦山閃星銻業采選廠(硫氧化銻礦)和南礦(硫化銻礦)兩個選廠的塊礦選礦工藝進行技術升級改造，引進XNDT-104智能分選系統代替人工手選，預先拋出低品位廢石。

1 XNDT-104分選系統介紹

1.1 結構組成

XNDT-104智能分選系統組成結構如圖1所示，包括三大子系統：傳動部分(振動給料、高速皮帶、分料皮帶)，識別部分(射線源、探測器、電氣柜工控機)，分選部分(氣排槍、氣罐、電氣柜控制單元)。

1.1.1 傳動部分

該子系統包括振動給料器、高速皮帶、以及分選后的出料皮帶。

振動給料器的作用是把待分選原礦的塊礦通過機械振動分散開，進入高速皮帶時能夠均勻擺放，防止發生石塊重疊的情況。

高速皮帶運行速度可達3～4 m/s，將待分選塊礦以均勻的速度傳動通過射線識別區域，并以穩定的初速度從圖1中高速皮帶右端拋出，為準確分選提供有利的條件。

分料皮帶則是根據實際需求，把分選后的不同類型的石塊傳輸到下一級工序。

圖1 XNDT-104智能分選系統組成結構示意圖

1.1.2 識別部分

該子系統包括射線源、高精度探測器、以及安裝在電氣柜中的工控機。

射線源和高精度探測器分別安裝在上層高速皮帶的上部和下部，掃描探測待分選的原礦，采集礦石的特征信息，并將數據高速發送給工控機。

工控機安裝智能分選軟件，應用多種智能識別算法，檢測礦石的特征信息，根據客戶需求的礦元素含量進行識別分類，并把識別信息發送給分選子系統。

1.1.3分選部分

該子系統包括氣排槍、氣罐、以及安裝在電氣柜中的控制單元。

氣罐提供穩定的高壓空氣，控制單元根據識別子系統傳遞的識別信息，及時控制氣排槍對需要分離的物塊進行精確的噴吹。

1.2 技術參數

應用于閃星銻業的XNDT-104分選系統，主皮帶寬度1.6 m，運行速度3 m/s，可處理塊礦粒度范圍為-90+15 mm，處理能力40～80 t/h，主設備外形尺寸為8 m(長)×2 m(寬)×2 m(高)。

1.3 工作原理

選礦生產線把原礦進行破碎并篩分后，將符合分選系統粒級要求的塊礦輸送到振動給料器；塊礦被振動分散后，掉落到高速皮帶上，向前運行1～2 m后獲得穩定的速度，形成均勻平鋪在皮帶上的礦石流。

礦石流通過射線源正下方時，由高壓激發的X射線以扇面形式從上向下照射，皮帶上經過扇面的礦石塊會減弱射線強度，使穿透礦石的X射線因石塊中金屬元素含量的高低而產生不同程度的衰減。皮帶下方的探測器可以感知衰減后的X射線強度，并把該信息轉化為光電數字信號，通過千兆網卡傳送給工控機處理。射線扇面會覆蓋皮帶的有效寬度，探測器則與皮帶寬度相同，以保證皮帶上的每塊礦石都被檢測到。

工控機中運行智能分選軟件，對探測器采集的數據進行成像處理并進行分析識別，根據預先學習設定的分選參數，判別標記石塊為低品位廢石或高品位礦石，同時把已標記的石塊位置信息發送給噴吹控制單元。

當石塊飛離皮帶經過氣排槍時，噴吹控制單元根據分選軟件提供的礦石信息，分別控制120個電磁閥的啟停，通過氣排槍的噴嘴可以精準地噴吹已標記的高品位礦石，使其改變飛行軌跡落入精礦倉，而被標記的低品位廢石則沿原有的拋物線軌跡落入廢石倉。

2 智能分選工藝實施

經過現場考察，采選廠和南礦選廠各引進兩套XNDT-104智能分選系統，不僅能夠取代人工手選，也可以擴大選廠的產能。

采選廠分選工藝如圖2所示，兩臺分選機可以同時運行，也可以交替運行。經過破碎篩分的塊礦粒度控制在-90+15 mm范圍，通過人字形料斗可以選擇給料到1#或2#上料皮帶，或者兩條皮帶同時給料。塊礦經上料皮帶傳輸至振動給料機，經過分選機后被分成廢石和礦石兩部分，廢石由1#和2#廢石輸送機匯合后處理，礦石則由1#和2#礦石輸送機傳送到下一工藝流程。

南礦分選工藝如圖3所示，兩臺分選機可以同時運行，也可以交替運行。選取分級篩中層塊礦(中料)，經過三通可以給料到1#或2#上料皮帶，或者兩條皮帶同時給料。塊礦通過振動給料機和分選機后被分成廢石和礦石兩部分，廢石統一由一條廢石輸送機皮帶運走，礦石則由1#和2#礦石輸送機傳送到下一工藝流程。

圖2 采選廠分選工藝示意圖

圖3 南礦分選工藝示意圖

3 實施結果

2018年4月～5月，XNDT-104智能分選系統在南礦和采選廠陸續投入使用。采選廠每天一個班次(8 h)分選原礦塊礦量約450 t，南礦選廠每天兩個班次(16 h)分選原礦塊礦量約900 t，原礦含銻品位≤1.5 %。分選系統每個班次實際工作時間約6 h，實際產量80 t/h左右，拋廢率70 %左右，南礦分選尾礦的銻平均品位低于0.1 %，采選廠分選尾礦的銻平均品位低于0.15 %。圖4、圖5統計了2019年1～2月份部分生產日的平均產量和尾礦品位數據智能分選系統投入使用后，完全取代了人工手選，不僅將大量工人從惡劣的工作環境中解放出來，而且提高了廢石分選的準確度，降低了銻金屬的流失。

圖4 南礦平均產量

圖5 南礦尾礦銻品位

分選系統拋出的廢石將不再進入機選之后的生產工序，可大幅節約生產成本，進入磨礦、浮選、尾礦處理等流程的礦量大比例降低。據測算，引進XNDT-104智能分選系統，每年可為閃星銻業產生上700多萬元的經濟效益。

分選系統經過不斷優化，單機產量高達80 t/h，每個選廠的兩臺分選設備輪流開機生產即可處理目前的產量，為選廠進一步擴大產量提供了支持。

4 結 語

XNDT-104智能機選設備應用于閃星銻業的銻原礦分選，具有產量大、精度高、分選廢石品位低、維護方便等優點。智能分選取代人工手選，不僅免除了工人在惡劣環境中的作業需求，避免對健康造成不必要的損害；而且為企業提供穩定的高質量、高產量作業能力，提高生產效率，減低成本，減少尾渣排放。另外，智能分選提升了浮選原礦的品位，可有效提高浮選的回收率，而且可以擴大原礦開采量，提升企業年產值。