智能分揀選礦技術的應用進展研究

蘆富國

在我國實際的礦產開采過程中已經實現了初步使用智能分揀選礦技術來提高礦采資源開采工作的質量效率目標。但是隨著我國礦產開采資源規模的不斷礦大，低品質礦石入選隨著高品質礦石開采難度的逐漸加大而提高，說明簡單的使用智能分揀選礦技術已經不能滿足實際的礦產開采要求。因此本文從智能分揀選礦技術進行分析，針對智能分揀選礦技術的應用進展進行研究，為提高我國智能分揀選礦技術在實際礦產開采過程中的應用深度提供具有參考性質的建議策略。

1 智能分揀選礦技術概述

首先智能分揀選礦技術能夠從分揀選礦技術以及智能技術兩方面來進行分析。分揀選礦技術就是相關設備對礦石中不同的密度、磁性、電性放射性、光學性質以及標準重量等物理性質等方面進行良好的檢測，檢測完成后通過預估礦石的礦產資源含量來根據礦石的品質進行充分的篩選。能夠滿足條件的礦石就能被繼續開發，不能滿足條件的礦石就可以選擇放棄處理。現階段分揀選礦技術能夠應用在礦產開采中的廢石、低于邊界品質的貧礦以及一些過早開采的礦產資源中，針對過早開采的礦產資源能夠實現二次開采。對于地下作業的礦產開采資源來說，通過分揀選礦技術能夠直接將不滿足要求的礦石直接進行井下填充，能夠充分提高礦產開采工作的質量和效率，同時能降低運輸成本，幫助礦產開采企業獲得相對良好的經濟效益。

其次從智能技術角度來說，隨著我國科學技術和高新技術的不斷發展，智能技術能夠切實和分揀選礦技術進行良好的結合，進而能夠實現對礦石的良好開采。像智能技術的使用能夠降低人工操作分揀選礦技術的數量，同時能夠通過計算機平臺來對分揀選礦設備進行良好的控制，還能夠通過計算機平臺來設置分揀品質邊界，能夠充分適應企業發展的速度。所以智能技術結合分揀選礦技術的使用能夠充分服務于我國的礦產資源開發行業，提高行業發展水平，充分促進礦產資源開發工作滿足我國對礦產資源的需求，進而保證我國的現代化建設。

2 智能分揀選礦技術的實際應用

2.1 光選機的實際應用

光選機是現階段我國礦產資源開發中最常見的智能分揀選礦技術實際應用機器。光選機能夠對礦產資源進行篩選的原理就是使用紫外線、紅外線、可見光等在和物體發生接觸后產生的吸收反射和透射等現象對礦產資源進行檢測，在檢測完成后，對處于品質邊界內部范圍的礦石使用壓縮空氣、水或者是機械臂等方式來對目標礦物進行整體分離。我國對于光選機的研究從建國后的十年左右開始研制，第一代光選機還不是能夠對礦石進行分揀和分離一體操作的機器，而是將選礦和分選工作分開。使用信號單獨檢測，同時利用電磁打板的方式對目標礦物進行良好的分離。第二代光選機的缺點是設備處理量不能滿足實際的礦石分揀選要求。現階段在信息時代的背景下，能夠使用光選機對礦石進行細致充分的揀選。

像好朋友科技公司的光選機能夠實現對黑鎢礦、銻礦等有色金屬礦產資源以及像碳酸鈣和石英等非金屬礦相對較好的分揀。在實際利用光選機設備的過程中，使用優質高效的計算機分選算法，針對不同礦產資源中礦石的內部結構不同使用不同的算法，有效提高了光選機實際使用的質量和效率。同時隨著我國科學技術的進步，在實際的光選機管理系統中能使用礦石高清圖像處理模型軟件以及圖像識別軟件等方式來促進光選機實現相對較好的選礦分揀效果。

同時現階段的激發光揀選機能夠在實際揀選的基礎上來增加功能和設備。像能夠在傳統的激發光揀選機上增加物理傳感器和X射線投射傳感器開展金礦分選。其中物理傳感器的主要作用就是對礦物進行物理分辨，主要的工作方式就是使用直線排列噴嘴產生空氣射流從而實現物流分辨的目標。這種傳感器的使用不僅能夠對礦物質的位置和大小進行監測，同時還能夠對礦物質特性進行簡單的分析。像傳感器能夠通過對空氣射流對不同大小的礦物質的影響來對礦物質進行良好的揀選。這樣礦粒在分離板上通過空氣射流就能直接進入操作斜槽完成分選。在使用這種激發光選礦機時需要注意的是，像金礦多數會集中在石英礦脈的交界處，所以在實際進行揀選的過程中，僅僅對礦物質的大小進行分選是不能滿足提高礦物揀選工作質量的要求的。因此在實際的工作中，要使用激光傳感器對石英礦物質進行檢測，像能夠通過激光傳感器發出的激光對石英進行檢測，石英和金礦對于激光的反應、熒光性、散射等特點是不同的，所以能夠實現對金礦的高質量智能揀選。在光選機實際工作的過程中，整個粒子床由激光點掃描，這樣跟蹤激光點的檢測系統就能通過感受來分辨出結晶以及不透明礦物表面的變化，同時還能保證檢測結果不會受到礦物表面顏色的區別影響。相較于基質巖，石英更為堅硬、易碎，所以在礦脈中裂縫往往會發生在礦脈的邊界，大量的石英也會存在在金礦中混合礦物的表面，所以使用激光分選來對其進行選擇性分離的效果更能滿足礦物開采的要求。

在未來我國光選機進步的方向有三個，第一就是提高選礦效率和質量，第二就是提高識別技術和算法應用程度，第三就是在我國傳統光選機的基礎上結合具體的礦產開采特點增加有效功能，刪除無效功能。像我國技術人員能夠針對礦石的多個檢測角度進行重點的研究，進一步提高光選機實際使用時能夠檢測的精度，這樣既能夠提高提高選礦的質量和效率，同時能夠對礦石品質邊界進行更加細致的制定，進而能夠直接對我國未來礦產資源的應用奠定良好的數據基礎。同時我國的信息技術人員應該針對礦石的精度標準來提高技術和算法的應用程度，這樣能夠有效促進我光選機實際工作質量和效率的提高。

2.2 X射線揀選機的實際應用

X射線揀選機又叫激發光揀選機，主要的工作原理就是利用礦石表面不同元素的特征使用X射線分選礦石。X射線揀選機是在物理科學發展到一定基礎上才研發出來的新型設備。因為每種元素的X射線特征是唯一的，所以使用X射線揀選機相較于光選機而言，分辨和揀選的質量和效率都得到了充分的提高。X射線揀選機適用于金屬、非金屬、貴金屬以及其他稀有礦石的分揀篩選。在使用X射線揀選設備對不同礦石進行分選時，主要就是對礦石資源的顏色、亮度、透明度以及反射率進行檢測，同時還能夠對礦產資源輻射X射線熒光、吸收X射線等角度進行檢測。目前為止我國對于X射線揀選機的研發投入還是相對較少的，所以我國的X射線揀選機實際應用范圍是不及國外的X射線揀選機的。在國外的X射線揀選機中，主要應用于金剛石礦山，也就是對金剛石的X射線揀選。主要的設備分類涉及到粗選設備和精選設備。其中粗選設備能夠用于井下礦產資源開采工作，精選設備能夠實現金剛石分選工藝全流程揀選化，充分提高了金剛石礦產資源開采工作的質量和效率。國外對于X射線揀選機的研究，直接推動了我國國內對X射線揀選機的應用，在國內對X射線的應用中，對銅礦圍巖進行高質量的篩選，充分促進我國銅礦礦產資源開采工作提高質量效率，同時提高了資源利用率。

現階段我國相關科技工作者對于X射線揀選機的研究熱情也比較高，像武漢的好朋友公司通過人機交互、機器視覺、感知技術等智能化技術研發出的X射線智能選礦機，對我國部分礦產資源的開采工作提到了良好的推動作用，同時因為智能技術的應用，能夠在降低工作人員生命威脅的基礎上充分提高工作效率和質量，這樣能提高企業礦產安全生產的質量和效率。國外發展X射線揀選機的時間相對較早，像索特克斯公司生產的金剛石光電揀選機已經能夠實現揀選礦物的分類操作，像根據礦物的大顆粒、小顆粒，或者是根據礦物的粗選和干選對礦物進行選擇，其設備生產能力能夠達到每小時40t～70t。但是X光電揀選機在一開始利用時往往只能對高質量的金剛石進行分揀，對于中等質量以及品位較低的礦石采集能力有限。后續X光電揀選機主要工作的主要結構就是電磁鐵，通過礦物中金屬的磁性不同對礦物進行智能分揀，從而保障礦物的有效回收率。但是對于低品位礦物的揀選成本相對較高，進而使用斜槽式的X射線揀選機能有效降低揀選成本，提高礦物的回收率。

對于X射線揀選機在我國未來的發展而言，發展趨勢和前景還是十分廣闊的，我國的高新技術科技公司能夠重點研究X射線揀選機的相關器械，因為X射線揀選機在我國的礦產開采過程中能發揮極為重要的提升作用。同時在我國研究X射線揀選機的過程中，應該主要針對X射線的具體使用進行研究，盡量將使用X射線對表面進行掃描轉移到使用X射線對內部進行穿透檢測的方向上來，充分提高揀選機揀選的質量和效率，促進我國X射線揀選機的發展，為我國的礦產資源開采奠定了良好的技術基礎。

2.3 核輻射揀選機的實際應用

核輻射揀選機的工作原理是利用礦物質的天然放射性，通過機械對礦物質天然放射性的檢測來對礦物質進行照射后產生的某種效應差異而進行分揀的方法。在條件合適的情況下，使用核輻射揀選機能夠實現更精細的礦物開采揀選質量和效率。像英國索特克斯公司研制的核輻射揀選機就能夠實現對礦石內部鐵元素的檢測，進而為礦石揀選和開采奠定堅實和良好的基礎。我國自主研發的核輻射揀選機在對含鍶、鋇等元素的氯化鐵礦石進行揀選的過程中，能夠獲得良好的鍶礦物產品。但是在實際使用核輻射揀選機的過程中需要注意的是，由于核輻射揀選機對于使用環境要求比較嚴格，所以需要結合具體的實際情況來使用核輻射揀選機。

在我國主要研究和設計核輻射揀選機的過程中，主要的研究方向就是降低環境因素對揀選機的影響，同時對于放射性的灰塵進行良好的清理。這樣在以后的核輻射揀選機在使用過程中就能夠充分發揮核輻射揀選的優勢，為我國的礦產資源開采奠定良好的基礎，促進我國礦產資源開采工作的進步和發展。在國外核輻射揀選研究的過程中，英國的索特克斯公司研制的放射性揀選機質量可以說是典型代表。其研制的放射性揀選機屏蔽效果較好，同時能夠使用內部儲存的程序以及微機對揀選工作進行自控。同時其裝有灰塵清潔系統，在維修保養過程中能降低成本。

2.4 浮選法提銅研究現狀和工藝進展

智能分揀技術應用在選礦技術中的主要工作原理就是利用礦物質的性質，使用新型的技術對相關礦物質進行挑選，從而實現智能分揀的目標。現階段浮選法能通過銅渣中與銅有關的物相不同的表面物理化學性質為依據，將銅渣磨至一定粒度，然后使用浮選劑進行處理，銅渣因為選擇性而附著在氣泡上，從而能夠實現分立浮選回收的目的。所以能夠將浮選法應用在智能分揀技術中，從而實現對礦產開采中銅渣進行采集以及使用。

現階段落實浮選法的主要難點就是銅渣中緩冷降溫制度的研究，銅渣中銅的浮選回收指標主要和銅渣的晶型以及含銅礦物賦存狀態有關，而銅渣的晶型以及含銅礦物的富集規律在一定程度上會被銅渣緩冷降溫制度所影響。在近些年的研究中發現，隨著銅渣冷卻速度的減慢，銅渣中的銅相分子粒度會逐漸增大，因此能夠更容易的將銅分選出來。同時銅渣中原本較為細小的礦物，晶型也會隨著冷卻速度變慢而逐漸形成完整的連續，從而導致更多的銅相分子聚集，最終有利于銅的浮選回收。因此在使用浮選法進行智能分揀的過程中，礦產企業能設計控制智能分揀機械內部溫度的功能，通過這種方式來實現對含銅礦物的良好的采集，降低實際生產成本，促進采礦質量和效率提高。

現階段最常見的浮選工藝主要有三種，分別是快速浮選、閃速浮選以及高濃度浮選，針對不同的礦產采集規模能使用不同的浮選方法來進行智能分揀。其工作的主要原理就是因為銅礦物的主要賦存形式是硫化物的銅渣，在磨礦細度適宜的條件下，部分品位較高的含銅礦物上浮速度較快。因此可以通過智能分揀措施將部分容易選擇的浮銅礦作為合格產品進行揀選，這樣做也有一個優勢就是能避免這部分礦物進入后續的循環閉路系統。使用這種浮選法的智能分揀設備能顯著提高分揀的質量和效率，同時能對礦物的品質進行一定的保證。現階段之所以不能將浮選法運用在智能分揀中的主要原因就是浮選法對溫度控制要求嚴格，所以在開采礦產的過程不能保證溫度變化滿足使用浮選法的要求。因此我國礦產企業在落實智能分揀以及浮選法的過程中，可以優先研究環境對智能分揀設備的溫度影響。

3 智能分揀選礦技術發展措施

首先應該充分提高我國科技人員對智能分揀選礦技術的重視程度，可以從市場的前景以及專業技術能力的提升兩個方面來促進專業科技人員對智能分揀選礦技術的重視提高。其次應該重視國外的科技發展水平，像X射線揀選設備以及核輻射設備的制造和研究中，國外確實有部分的優秀技術值得我國的科技人員進行充分的學習和借鑒。最后就是我國的智能分揀技術發展，主要的發展原則應該是大型化、智能化、高效化和精準化，所以在充分研究我國智能分揀選礦技術的目標指導下，應該結合我國礦產資源的實際開發情況來落實研究方向，通過這種方法促進我國智能分揀選礦技術的進步，為我國的現代化建設奠定堅實的基礎。

在我國大力開展技術轉化科研成果的背景下，現階段我國的礦產企業應該在加強企業內部智能分揀選礦技術研發的基礎上積極和高校中的礦物研究專業進行合作，通過這種方式來提高智能分揀選礦技術的實際應用。比如說礦產企業能夠提供給高校中礦物研究專業一定的資金支持或者是專業的實驗室，而高校中的礦物研究專業可以將自己研究成果通過有償的方式交給礦產企業，使其將相關技術以及研究成果應用在智能分揀選礦機械中。同時礦產企業在和高校進行充分的合作時，盡量不要將自己的合作目光局限在礦物研究專業中，大可以對機械制造、高端科技等專業進行合作，這樣能有效促進企業內部智能分揀選礦技術的研發，進而能夠提高工作的質量和效率，幫助礦產企業充分建立核心競爭優勢。在落實這些措施的過程中，礦產企業以及高校中的管理層可以針對實際的研究成果以及轉化效果制定良好的激勵制度，這樣能充分激發企業內部研究人員以及高校中研究人員的積極性和主動性。比如說在企業內部研究人員研究出現新的成果時，企業能夠提供較好的物質獎勵，在該研究成果轉化成為實際的生產力時，企業可以提供更加優質的物質獎勵。相較于礦產企業，高校中的資金優勢較低，所以能夠將職稱評定以及其他優惠政策優先作為實際的激勵內容。這樣既能充分保證研究人員開發出新型的智能分揀礦物技術以及設備，同時還能在一定程度上保證研究成果高效轉化為生產力，從而對研究人員實現正向的循環，不斷促進我國智能分揀礦物技術的發展和進步。

4 結語

總而言之，智能分揀選礦技術在我國的發展前景是十分廣闊的，因為礦產資源的開采工作是我國現代化建設的基礎，同時相關的智能分揀選礦技術在我國研究的程度還比較低，所以具備十分良好的發展空間和市場前景。在現階段實際使用的智能分揀選礦技術中，光選機、X射線揀選機以及核輻射揀選機是主要的應用方向。所以現階段我國的礦產開采企業能夠通過采購相關機械提高自己生產質量和效率，進而獲得相對良好的經濟效益。