光電選礦技術(shù)正以其高效、精準、環(huán)保的優(yōu)勢,成為現(xiàn)代礦物加工和資源回收領(lǐng)域的革命性力量。它利用礦物或物料表面光學(xué)特性(顏色、反射率、透射率、熒光、近紅外光譜等)的差異,結(jié)合先進的傳感、圖像處理和高速執(zhí)行機構(gòu),實現(xiàn)物料的自動識別與分選。
一、光電選礦技術(shù)的基本原理與分類
光電選礦的核心在于“識別”與“分離”。其基本原理是:
1.信息感知:物料(單顆?;驂K狀)通過振動給料器均勻分散,落入高速線掃描相機或面陣相機的視野。
2.特征識別:相機捕捉物料在特定光源(如可見光、X射線、近紅外光)下的光學(xué)信號。
3.智能決策:強大的圖像處理算法(通?;谏疃葘W(xué)習(xí))實時分析信號特征(如顏色、紋理、灰度、光譜響應(yīng)、元素特征),與預(yù)設(shè)模型比對,精確判斷物料屬性(如礦石/廢石、不同礦物種類、塑料類型)。
4.精準執(zhí)行:控制系統(tǒng)根據(jù)識別結(jié)果,毫秒級觸發(fā)高速氣閥陣列(或其他執(zhí)行機構(gòu)如機械臂),產(chǎn)生精準氣流噴射,將目標物料吹離原運動軌跡,實現(xiàn)分選。
根據(jù)核心識別技術(shù)和應(yīng)用對象,主要可分為:
1.基于可見光/高光譜成像的分選:
原理:利用物料在可見光波段的顏色、紋理、形狀差異進行識別(名德光電經(jīng)典應(yīng)用)。
優(yōu)勢:成本相對較低,技術(shù)成熟,對顏色差異明顯的物料分選效果極佳(如石英與長石分選、硅灰石與石灰石、螢石與石英等)。
代表設(shè)備(名德):MAI系列智能分選機廣泛應(yīng)用于滑石、螢石、水鎂石、金礦等金屬與非金屬礦預(yù)分選。
2.基于X射線透射/熒光的分選:
原理:XRT:利用不同密度/原子序數(shù)的物料對X射線的吸收差異成像(名德光電MTX系列)。
XRF:利用高能X射線激發(fā)物料原子產(chǎn)生特征X射線熒光,識別特定元素。
優(yōu)勢:可穿透物料表層,檢測內(nèi)部成分差異或包裹體,對密度差異大的礦石(如鎢錫礦廢石剔除)或識別特定元素(如廢舊電子產(chǎn)品中的貴金屬)非常有效。
代表設(shè)備(名德):MTX系列智能礦石分選機,在鎢、錫、銻、鉛鋅等金屬礦預(yù)拋廢中效果顯著。
3.基于近紅外光譜的分選:
原理:分析物料對近紅外光的吸收/反射特征,識別其分子結(jié)構(gòu)(如有機物、不同塑料類型、礦物中的含水礦物)。
優(yōu)勢:特別適合有機物、塑料及含特定基團礦物的識別分選。
應(yīng)用:生活垃圾/工業(yè)廢料中的塑料分選(PET, PE, PP等)、含鋰礦物(如鋰云母、透鋰長石)分選。
二、光電選礦的核心優(yōu)勢與價值
相較于傳統(tǒng)物理選礦(重選、磁選、浮選)或人工手選,光電選礦技術(shù)優(yōu)勢突出:
1.“火眼金睛” - 超強識別精度:
名德光電設(shè)備搭載的高分辨率相機和智能算法能識別人眼難以分辨的細微顏色、紋理、光譜差異,分選精度可達98%以上,大幅提高精礦品位和回收率。
2.“雷霆手段” - 極致分選效率:
高速處理能力(名德大型設(shè)備單臺處理量可達數(shù)百噸/小時),毫秒級識別與分選響應(yīng),遠超人工效率,顯著降低單位處理成本。
3.“點石成金” - 大幅降低選礦成本:
預(yù)拋廢革命:在礦石入磨前高效剔除大量廢石(拋廢率可達50%以上),極大減少后續(xù)磨礦、選別流程的能耗、水耗、藥耗、設(shè)備磨損及尾礦量(名德XRT設(shè)備在多個礦山應(yīng)用實現(xiàn)噸礦成本下降20-40%)。
替代人工:徹底解決高危、高強度環(huán)境下人工手選問題,降低人力成本和管理風險。
4.“綠水青山” - 卓越環(huán)保效益:
節(jié)能:預(yù)拋廢大幅降低磨礦等后續(xù)高能耗環(huán)節(jié)負荷。
節(jié)水:顯著減少選礦用水(尤其對缺水地區(qū)意義重大)。
減排:減少尾礦排放量、降低浮選藥劑使用量及其對環(huán)境的污染。符合國家“雙碳”戰(zhàn)略和綠色礦山建設(shè)要求。
5.“智慧內(nèi)核” - 高度智能化與靈活性:
名德光電設(shè)備集成先進AI算法,具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力,可通過軟件更新優(yōu)化模型應(yīng)對礦石性質(zhì)波動。
分選參數(shù)(如閾值、氣閥壓力)可靈活調(diào)整,快速切換分選不同物料。
三、光電選礦的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域
光電選礦技術(shù)正快速滲透到多個對高效分選有迫切需求的領(lǐng)域:
1.金屬與非金屬礦業(yè):
預(yù)選拋廢:鎢、錫、銻、鉛鋅、銅、金等金屬礦,石英、長石、螢石、石灰石、重晶石等非金屬礦在破碎后入磨前高效剔除低品位廢石(名德XRT、色選設(shè)備廣泛應(yīng)用)。
礦石分級:按品位或礦物類型進行精細分選,優(yōu)化后續(xù)流程或直接獲得產(chǎn)品。
尾礦再選:從老尾礦庫中回收有價礦物。
2.再生資源回收:
電子廢棄物:精準分選不同材質(zhì)塑料(ABS, PS, PC等)、含貴金屬元器件、線路板碎片(名德光電提供針對性解決方案)。
報廢汽車(ASR):分選金屬、橡膠、塑料、玻璃等。
廢舊塑料:按種類(PET, HDPE, PP等)、顏色高效分選,提升再生料價值。
建筑垃圾:分揀混凝土、磚塊、木材、金屬等。
3.其他領(lǐng)域:
糧食分選:剔除霉變、異色顆粒。
寶石分選:鉆石、玉石等原石分選與分級。
特種物料分選:如催化劑回收、生物質(zhì)燃料雜質(zhì)剔除等。
四、行業(yè)發(fā)展趨勢與名德光電的創(chuàng)新引領(lǐng)
光電選礦技術(shù)方興未艾,未來發(fā)展方向清晰:
1.AI驅(qū)動,智能升級:
深度學(xué)習(xí)深度應(yīng)用:名德光電持續(xù)投入研發(fā)更強大的AI模型,提升對復(fù)雜、相似物料的識別精度和抗干擾能力(如同色不同礦、礦體特征復(fù)雜)。
大數(shù)據(jù)與過程優(yōu)化:實時采集、分析分選數(shù)據(jù),結(jié)合礦物學(xué)模型和選廠數(shù)據(jù),實現(xiàn)分選參數(shù)的智能閉環(huán)優(yōu)化,提升整體選礦效率。
2.多技術(shù)融合,能力躍升:
“光+X”融合:名德光電積極探索可見光、X射線、激光、近紅外等多傳感信息的融合分析,構(gòu)建更全面的物料“指紋庫”,解決單一技術(shù)瓶頸(如MD系列多模態(tài)分選設(shè)備)。
與機器人集成:結(jié)合柔性機器人技術(shù),應(yīng)對超大粒度、不規(guī)則形狀物料的抓取分選。
3.向更寬粒級、更廣領(lǐng)域拓展:
微細粒分選:研發(fā)更高精度的傳感與執(zhí)行機構(gòu),突破傳統(tǒng)光電選礦的粒度下限(如<5mm)。
4.綠色低碳,持續(xù)發(fā)展:
設(shè)備自身設(shè)計更節(jié)能,進一步降低分選過程能耗。
持續(xù)賦能客戶減少整體選礦流程的碳排放和環(huán)境影響。
五、結(jié)語
光電選礦技術(shù),特別是以名德光電為代表的中國企業(yè)所推動的智能化、高精度設(shè)備,正在深刻重塑資源加工行業(yè)的格局。它不僅是提升資源利用效率、降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵利器,更是開發(fā)低品位、復(fù)雜礦產(chǎn)資源及實現(xiàn)城市礦山高效開采的核心支撐技術(shù)。隨著人工智能、多傳感融合等前沿技術(shù)的持續(xù)突破和應(yīng)用深化,光電選礦必將迎來更廣闊的發(fā)展空間,為全球資源可持續(xù)利用和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展貢獻磅礴的“中國智慧”與“中國力量”。未來已來,光電選礦正以“光”為尺,智選未來。