光电选矿技术正以其高效、精准、环保的优势,成为现代矿物加工和资源回收领域的革命性力量。它利用矿物或物料表面光学特性(颜色、反射率、透射率、荧光、近红外光谱等)的差异,结合先进的传感、图像处理和高速执行机构,实现物料的自动识别与分选。
一、光电选矿技术的基本原理与分类
光电选矿的核心在于“识别”与“分离”。其基本原理是:
1.信息感知:物料(单颗粒或块状)通过振动给料器均匀分散,落入高速线扫描相机或面阵相机的视野。
2.特征识别:相机捕捉物料在特定光源(如可见光、X射线、近红外光)下的光学信号。
3.智能决策:强大的图像处理算法(通常基于深度学习)实时分析信号特征(如颜色、纹理、灰度、光谱响应、元素特征),与预设模型比对,精确判断物料属性(如矿石/废石、不同矿物种类、塑料类型)。
4.精准执行:控制系统根据识别结果,毫秒级触发高速气阀阵列(或其他执行机构如机械臂),产生精准气流喷射,将目标物料吹离原运动轨迹,实现分选。
根据核心识别技术和应用对象,主要可分为:
1.基于可见光/高光谱成像的分选:
原理:利用物料在可见光波段的颜色、纹理、形状差异进行识别(名德光电经典应用)。
优势:成本相对较低,技术成熟,对颜色差异明显的物料分选效果极佳(如石英与长石分选、硅灰石与石灰石、萤石与石英等)。
代表设备(名德):MAI系列智能分选机广泛应用于滑石、萤石、水镁石、金矿等金属与非金属矿预分选。
2.基于X射线透射/荧光的分选:
原理:XRT:利用不同密度/原子序数的物料对X射线的吸收差异成像(名德光电MTX系列)。
XRF:利用高能X射线激发物料原子产生特征X射线荧光,识别特定元素。
优势:可穿透物料表层,检测内部成分差异或包裹体,对密度差异大的矿石(如钨锡矿废石剔除)或识别特定元素(如废旧电子产品中的贵金属)非常有效。
代表设备(名德):MTX系列智能矿石分选机,在钨、锡、锑、铅锌等金属矿预抛废中效果显著。
3.基于近红外光谱的分选:
原理:分析物料对近红外光的吸收/反射特征,识别其分子结构(如有机物、不同塑料类型、矿物中的含水矿物)。
优势:特别适合有机物、塑料及含特定基团矿物的识别分选。
应用:生活垃圾/工业废料中的塑料分选(PET, PE, PP等)、含锂矿物(如锂云母、透锂长石)分选。
二、光电选矿的核心优势与价值
相较于传统物理选矿(重选、磁选、浮选)或人工手选,光电选矿技术优势突出:
1.“火眼金睛” - 超强识别精度:
名德光电设备搭载的高分辨率相机和智能算法能识别人眼难以分辨的细微颜色、纹理、光谱差异,分选精度可达98%以上,大幅提高精矿品位和回收率。
2.“雷霆手段” - 极致分选效率:
高速处理能力(名德大型设备单台处理量可达数百吨/小时),毫秒级识别与分选响应,远超人工效率,显著降低单位处理成本。
3.“点石成金” - 大幅降低选矿成本:
预抛废革命:在矿石入磨前高效剔除大量废石(抛废率可达50%以上),极大减少后续磨矿、选别流程的能耗、水耗、药耗、设备磨损及尾矿量(名德XRT设备在多个矿山应用实现吨矿成本下降20-40%)。
替代人工:彻底解决高危、高强度环境下人工手选问题,降低人力成本和管理风险。
4.“绿水青山” - 卓越环保效益:
节能:预抛废大幅降低磨矿等后续高能耗环节负荷。
节水:显著减少选矿用水(尤其对缺水地区意义重大)。
减排:减少尾矿排放量、降低浮选药剂使用量及其对环境的污染。符合国家“双碳”战略和绿色矿山建设要求。
5.“智慧内核” - 高度智能化与灵活性:
名德光电设备集成先进AI算法,具备自学习、自适应能力,可通过软件更新优化模型应对矿石性质波动。
分选参数(如阈值、气阀压力)可灵活调整,快速切换分选不同物料。
三、光电选矿的广泛应用领域
光电选矿技术正快速渗透到多个对高效分选有迫切需求的领域:
1.金属与非金属矿业:
预选抛废:钨、锡、锑、铅锌、铜、金等金属矿,石英、长石、萤石、石灰石、重晶石等非金属矿在破碎后入磨前高效剔除低品位废石(名德XRT、色选设备广泛应用)。
矿石分级:按品位或矿物类型进行精细分选,优化后续流程或直接获得产品。
尾矿再选:从老尾矿库中回收有价矿物。
2.再生资源回收:
电子废弃物:精准分选不同材质塑料(ABS, PS, PC等)、含贵金属元器件、线路板碎片(名德光电提供针对性解决方案)。
报废汽车(ASR):分选金属、橡胶、塑料、玻璃等。
废旧塑料:按种类(PET, HDPE, PP等)、颜色高效分选,提升再生料价值。
建筑垃圾:分拣混凝土、砖块、木材、金属等。
3.其他领域:
粮食分选:剔除霉变、异色颗粒。
宝石分选:钻石、玉石等原石分选与分级。
特种物料分选:如催化剂回收、生物质燃料杂质剔除等。
四、行业发展趋势与名德光电的创新引领
光电选矿技术方兴未艾,未来发展方向清晰:
1.AI驱动,智能升级:
深度学习深度应用:名德光电持续投入研发更强大的AI模型,提升对复杂、相似物料的识别精度和抗干扰能力(如同色不同矿、矿体特征复杂)。
大数据与过程优化:实时采集、分析分选数据,结合矿物学模型和选厂数据,实现分选参数的智能闭环优化,提升整体选矿效率。
2.多技术融合,能力跃升:
“光+X”融合:名德光电积极探索可见光、X射线、激光、近红外等多传感信息的融合分析,构建更全面的物料“指纹库”,解决单一技术瓶颈(如MD系列多模态分选设备)。
与机器人集成:结合柔性机器人技术,应对超大粒度、不规则形状物料的抓取分选。
3.向更宽粒级、更广领域拓展:
微细粒分选:研发更高精度的传感与执行机构,突破传统光电选矿的粒度下限(如<5mm)。
4.绿色低碳,持续发展:
设备自身设计更节能,进一步降低分选过程能耗。
持续赋能客户减少整体选矿流程的碳排放和环境影响。
五、结语
光电选矿技术,特别是以名德光电为代表的中国企业所推动的智能化、高精度设备,正在深刻重塑资源加工行业的格局。它不仅是提升资源利用效率、降低生产成本、实现绿色低碳发展的关键利器,更是开发低品位、复杂矿产资源及实现城市矿山高效开采的核心支撑技术。随着人工智能、多传感融合等前沿技术的持续突破和应用深化,光电选矿必将迎来更广阔的发展空间,为全球资源可持续利用和循环经济发展贡献磅礴的“中国智慧”与“中国力量”。未来已来,光电选矿正以“光”为尺,智选未来。