礦業“碳減排”的求索之路---XRT智能光電分選

HOT全球礦業資訊 2021-07-12

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礦業“碳減排”的求索之路
XRT智能光電分選


礦業的能耗占全世界能耗的3%,

其中多數是破碎、磨礦環節的能耗。


XRT智能光電分選技術通過預富集,提前將大部分廢石拋尾,從可大幅度降低破碎和磨礦的能耗,妥妥的“減少碳排放”技術。

北京浩沃特工業技術有限公司結合行業痛點,傾力打造XRT智能干選機為礦物開采加工“碳減排”的求索出一條嶄新道路。


01
采用節能技術解決挑戰

通過XRT智能分選技術可提高礦山入選礦石的品位、拋棄大量廢石并對尾礦、礦渣中的有價值礦物實現回收再利用,從而降低下游(破碎,研磨、浮選等)工序的處理費用,大幅降低能耗的使用量提升礦山效率和經濟效益,延長礦山壽命。可廣泛應用于各類礦山,包括貴金屬,有色和其他礦 物,如金、銀、鉬、銅、鋅、鎢、釩等。


02
XRT在礦山的應用探索

為了讓巴黎協議不成為一張廢紙,"十三五"期間,在減排方面國家將出臺更加積極的政策,即中國將于2030年左右使二氧化碳排放達到峰值,并爭取盡早實現。這對我國結構調整做出了積極對應措施,其中煤炭開采,煤電的減產會進一步嚴格。在傳統煤礦減產減量的前提下要實現盈利只有淘汰落后工藝及設備,探索新的低碳發展方式。

傳統原煤采用人工手選分選,存在如下問題;手選工勞動強度大、工作環境差、安全性差、工作效率低下、生產成本高(其中包括人工成本、生產成本、環境治理成本、風險安全成本)。

圖源:國家地理雜志中文網

傳統手選受人為因素影響,經常會出現疲憊和疏忽,塊煤揀出率低,大量原煤進入矸石,此部分原煤完全按照矸石排棄,原煤損失大。原煤回收率低。并在洗選環節增加洗選成本,未選出的矸石進入洗選系統,增加洗選廠的生產負荷,增加加工成本,此外,矸石對管道、溜槽、設備等磨損嚴重,無形中增加了設備損耗。由于大塊矸石未提前排出,矸石經破碎后進入洗選系統,經破碎后矸石見水產生大量次生煤泥,導致煤泥量增加,增加了煤泥水系統的負擔,影響煤泥水系統。

全球不銹鋼年產量約為5100萬噸。根據2019年高碳鉻鐵產量(1,371.9萬噸)和最低排放系數每噸合金2.3噸CO2,全球二氧化碳排放量估計至少為31.55 Mt CO2當量。在2019年相同產值和鉻鐵合金每噸平均耗電量為3.5 MWh/t的情況下,總能耗為48TWh。

礦山行業能源使用的規模,并確定了使用現有技術減少能源使用的方法。銅、鋰和鎳等材料在電動汽車和可再生能源等技術中發揮著至關重要的作用,這些技術將幫助世界實現其脫碳目標。隨著市場對這些金屬需求的增加,礦山行業本身必須變得更加高效和環保。全球礦山行業如果要應對脫碳的挑戰,就必須擺脫老舊的選礦系統和流程,該報告計算了礦業在全球能源消耗中所占的份額,并確定了礦山行業可以幫助向零排放過渡的方式,以滿足《巴黎協定》(Paris Agreement)規定的溫度限制要求。

圖源:網絡

礦山行業使用的電力總量相當于全球能源使用量的3%,而礦業在提供現代經濟發展所需的金屬方面發揮著重要作用。礦業生產的金屬對于全球向低碳基礎設施轉型至關重要。但如果不采取行動,隨著市場對銅、鎳和鋅等金屬需求的增加,未來幾年礦業本身的能源消耗將呈上升趨勢。目前有一些技術可以顯著改變這一趨勢。例如,粉碎技術——即破碎和研磨工藝是選礦廠能源的最大單一消耗者,通常占選礦最終能耗的25%。這相當于2.21億英國家庭的用電量,或全球總用電量的1%。因此,粉碎是最具影響力的節能指標。

圖源:網絡

稍微改進粉碎技術可以較大幅度地減少能耗和溫室氣體排放。例如,在粉碎過程中提高5%能效,可減少3,000多萬噸二氧化碳當量的溫室氣體排放。用新的粉碎技術取代傳統的粉碎設備也可以減少產業價值鏈中的間接排放,例如,不再需要制造排放密集型磨機鋼球。XRT會成為粉粹過程中那5%能效提高的關鍵螺絲嗎?


03
XRT智能分選機替代傳統手選分選

XRT智能干選技術-工作原理

基于X射線和傳感器技術,XRT智能 干選機將原煤/原礦排隊后,使用 X 射線對原礦進行掃描,由探測器采集數據,采用傳感器和大數據分析,通 過智能算法識別區分礦石與廢石,并 用氣排槍噴出廢石,實現高效自動智能分選。

X射線的穿透力與物質密度有關,利用X射線穿過該物質后的衰弱強度不同,可以把密度不同的物質區分開來。




  • 自研高精度傳感器系統,高分辨率成像

  • 自主研發識別算法,多維度建模、快速識別

  • 自主研發噴吹控制,亞毫秒級響應時間

智能礦石分選機主要部件,按照各部分的結構實現功能,可分為以下4 個部分:

  1. 排隊給料系統:輸送礦石,讓礦石間隔、穩定地進入檢 測區域。

  2. 檢測系統:是礦石分選設備的核心部分。

  3. 信號處理系統:對檢測系統獲取的特征信息進行高速 處理,利用人工智能算法對礦石圖像和數據進行分析 和識別,并決定是否噴除廢石。

  4. 分離執行系統:利用高壓氣排槍作為動力,可將目標礦石噴離原有路線,實現分選目的。

XRT智能分選機的有效分選粒級范圍為13-300mm,單機處理量最高可達 40~380t/h,在有色金屬、黑色金屬、非金屬和煤礦均可實現高效分選。經礦山實際測算,拋廢率可高達 88%,針對原礦拋廢率可達30~60%,金屬回收率最高可達 99%。



04
探測器與算法

探測器和算法的重要性可簡單的類比為好的相機,光線昏暗也能拍出好照片;好的X射線探測器與算法,在較弱X光下也能得到好圖像。

射線源

X 射線探測器信噪比世界一流,小功率射線源即可獲得足夠好的 X 射線圖像。

自學習功能AI算法

深入理解X射線穿透礦石后的光 譜特性有效剔除厚度對識別的影響。

探測精度

自研探測器能特殊定制和深度優化。自有全系列不同分辨率和不同能量譜段的 X 射線 探測器。增加識別精度,提高分選精度。

噴吹方向

解決了從下往上噴的技術難題,且上 噴設備已投入應用,可多角度噴選;預判軌跡,精準噴吹。

采集+運算+執行,三大環節超高速運轉,環環相扣,確保系統實現≥3米每秒的 處理速度產量(寬度*速度*粒度),超過100噸/小時。

XRT噴吹礦石慢動作視頻



  • 高壓氣排槍具有反應迅速,控制靈敏的優點,相比傳統的機械打板,新型的機械手等方式, 具有顯著的產量優勢。

  • 噴吹系統獨有兩個1立方米的風包設計,更安全可靠,安監環保檢測合格。

  • 設備自帶有礦石、廢石計量功能,可代替礦石計量器,并能詳細分粒級統計。

  • 噴吹閥距合理,避免了同類產品噴閥間距寬,導致的噴吹操作時易出現連帶噴吹或吹不到, 精礦、廢石一起被吹出,造成廢石品位偏高的問題。




05
XRT應用

XRT分選機可應用于全國各地鎢、錫、銻、鉛鋅、銅、金、銀、 鉬等金屬礦山,以及螢石、磷、硫鐵、煤等非金屬礦山。

XRT智能分選機將是未來選礦發展方向,也是助力“碳中和”的關鍵技術之一。

END

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