中國粉體網(wǎng)訊 隨著我國對礦產(chǎn)品需求的日益增長，礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)模越來越大，高品位易選礦石儲量逐漸減少，低品位難選礦石的入選比例明顯上升，造成了選礦成本升高，企業(yè)經(jīng)濟效益下降。

1、光電揀選作業(yè)在礦業(yè)領域應用

光電揀選作業(yè)可在礦石細碎或磨礦之前拋棄部分廢石，提高入選礦石品位，符合“能拋早拋、節(jié)能耗”的理念。尤其是近年來，光電傳感、智能識別、機器視覺、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的廣泛應用為光電揀選技術(shù)的發(fā)展提供了支撐。

電磁波譜

光電揀選設備主要用到的檢測技術(shù)

光電揀選設備的工作過程

2、色選技術(shù)在光電揀選作業(yè)中越來越重要

（1）色選選礦原理

光電揀選是利用礦物之間光學特性的差異，依靠探測裝置鑒別出礦石中的目的礦物，并通過執(zhí)行機構(gòu)將有用礦物與脈石礦物選別分離的選礦方法。目前，色選、X射線分選（XRT）等光電選分選技術(shù)發(fā)展較為成熟，廣泛地應用于多種有色金屬礦及非金屬礦的預選。

色選主要是通過使用不同波長的光照射礦石，根據(jù)礦物之間反射率的差異實現(xiàn)對有用礦物與脈石礦物的選別。研究表明，只要兩種礦物的反射率差異大于5%-10%，就能通過色選分離。

色選機工作原理圖

根據(jù)檢測光譜范圍的不同，可分為漫反射單光揀選和漫反射雙光揀選。其中，漫反射單光揀選是以某一光區(qū)的反射率差異為依據(jù)進行分選的技術(shù)手段，適用于顏色單一的礦石選別；而漫反射雙光揀選則是采用兩段光譜對礦物進行檢測分選，多用于顏色、反射特性較為復雜的礦石。

（2）色選在非金屬礦領域應用價值

礦石色選機可以色選范圍涵蓋石英石、硅石、重晶石、鉀長石、白云石、螢石、方解石、石膏石、碳酸鈣、水晶、大理巖、花崗巖、鹽礦、玉石、磷礦、滑石、硅灰石、鵝卵石、高嶺土等近百種非金屬礦石。

石英砂

孔建軍等以陜西某脈石英為原料，采用X射線熒光光譜儀（XRF）、電子光學顯微鏡、電子顯微探針及能譜儀對硅石的元素組成、礦物學特征和雜質(zhì)賦存狀態(tài)等進行研究。根據(jù)原料分析結(jié)果，采用“色選-棒磨-分級-磁選-浮選-酸浸”的工藝對原料進行提純，得到精礦SiO₂含量（質(zhì)量分數(shù)，下同）為99.995%，F(xiàn)e₂O₃含量降至0.8×10^-6，Al₂O₃含量降至25.2×10^-6，達到4N5級高純石英砂要求。

方解石

原礦中深色雜質(zhì)較多，首先通過色選進行預先拋廢，色選效果明顯，大部分深色雜質(zhì)能被選出，色選精礦品位較原礦有明顯提高。

王鴿以廣西某地方解石為試驗研究對象，經(jīng)過色選、篩分、擦洗、磨粉等選礦和加工探索性試驗，取得理想的提純效果。最終5～10mm試樣得到CaO含量為55.28%，F(xiàn)e₂O₃含量為0.0048%，白度為88.95，回收率為79.43%的精礦產(chǎn)品；10～20mm試樣得到CaO含量為55.47%，F(xiàn)e₂O₃含量為0.0030%，白度為91.92，回收率為80.79%的精礦產(chǎn)品，為優(yōu)質(zhì)的方解石產(chǎn)品，應用前景廣泛。

色選提純方解石試驗結(jié)果

螢石

浙江省遂昌縣湖山螢石礦引入了履帶式色選機對-50+10mm粒級塊狀礦石進行了分選，所得色選精礦CaF₂品位約為80%，達到了螢石塊礦四級品標準，可直接對外銷售，所得色選尾礦CaF₂品位約為50%，與-10mm粒級礦石合并后通過浮選工藝回收，顯著提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

高嶺土

王帥等針對蘇州某高嶺土，采用色選機從5000t尾礦中回收了1000t高嶺土，實現(xiàn)了廢物資源再利用。

磷礦

哈薩克斯坦卡拉套磷礦石的顏色和磷的含量之間具有穩(wěn)定的關(guān)系，即深色磷塊巖中富含磷，灰色及淺色磷塊巖中含磷相對較少。根據(jù)這一特性，采用不同的色選機對+50mm粒級及-50+15mm粒級礦石分別進行選別，獲得了P₂O₅品位高于30%的精礦指標，完全滿足進一步加工的工藝要求。

3、色選技術(shù)在礦業(yè)領域的技術(shù)發(fā)展前景

（1）國外智能分選裝備中礦石色選機是研發(fā)重點

目前，國內(nèi)外研制的色選設備大部分配備有高分辨率傳感器，可以深度識別微小而精細的雜質(zhì)，保證了分選效率，有著較為廣泛的應用前景。

國外智能礦石分選裝備技術(shù)熱點聚類圖

觀察國外智能分選裝備領域?qū)＠�排名�?0的IPC技術(shù)可知，國外所申請的專利主要分布在B部（作業(yè)；運輸），其中分布最多的技術(shù)領域是B07C5/342（根據(jù)光學性質(zhì)，如顏色固體從固體中分離、分選），共322件，占專利申請總量的20.96%，說明海外各創(chuàng)新主體更側(cè)重于色選機方面的研究。

其次是B07C5/34（根據(jù)其他特殊性質(zhì)（光學性質(zhì)，如顏色；電或電磁性質(zhì)；放射性質(zhì)）來分選，將固體從固體中分離），共172件，該IPC號主要用于指色選機、磁選機以及放射性分選機這三種機器，該分類號可以體現(xiàn)海外主流的研發(fā)方向。

智能礦石分選裝備專利IPC含義

國外智能礦石分選裝備專利技術(shù)構(gòu)成圖

（2）國內(nèi)智能礦石分選裝備專利技術(shù)申請集中在東部沿海地區(qū)

目前國內(nèi)智能礦石分選裝備的專利技術(shù)主要集中區(qū)域是安徽、江西、天津、北京和浙江等省份，申請量和授權(quán)量均超過了100件，占全國總量的66.35%。其中，安徽省的專利申請量最高，達到了847件。其中，安徽省的專利申請主要集中在合肥市，其專利申請量為774件，占安徽省總量的91.38%。

（3）智能礦石分選技術(shù)裝備生命周期分析

典型的技術(shù)生命周期一般可以分為四個階段，即萌芽期、快速成長期、成熟期和衰退期。根據(jù)Logistic模型對智能礦石分選裝備專利申請數(shù)量的預測顯示，該技術(shù)預計將在2024年至2030年期間到達成熟期，這意味著在此階段，此領域的技術(shù)發(fā)展程度較高，各創(chuàng)新主體將持續(xù)增強對核心專利技術(shù)的投入和開發(fā)。

國內(nèi)智能礦石分選裝備技術(shù)生命周期圖（一）

國內(nèi)智能礦石分選裝備技術(shù)生命周期圖（二）

其次，通過上圖中的預測曲線還可以看出，在2030年以后，智能礦石分選裝備技術(shù)仍維持在技術(shù)成熟期，專利申請數(shù)量將呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢。且未來較長一段時間，智能礦石分選裝備仍然是此領域主流發(fā)展技術(shù)，各創(chuàng)新主體對于此領域的專利申請熱情依舊保持穩(wěn)定。

參考文獻：

王澤雷，光電揀選設備研究與應用進展，昆明理工大學

王澤雷，預富集技術(shù)研究進展，昆明理工大學

王鴿，廣西某地方解石提純試驗研究，咸陽非金屬礦研究設計院有限公司

孔建軍，陜西某脈石英制備高純石英研究，蘇州中材非金屬礦工業(yè)設計研究院有限公司

馮廣宇，專利視角下智能礦石分選裝備產(chǎn)業(yè)態(tài)勢及技術(shù)熱點研究，景德鎮(zhèn)陶瓷大學

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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