隨著我國對(duì)礦產(chǎn)品需求的日益增長,，礦產(chǎn)資源的開發(fā)規(guī)模達(dá)到了空前的程度,。礦產(chǎn)資源經(jīng)過多年的高強(qiáng)度開采,，高品位易選礦石儲(chǔ)量越來越少，低品位難選礦石的入選比例明顯上升,，導(dǎo)致生產(chǎn)成本越來越高,。另外，根據(jù)《中國礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用報(bào)告（2015）》顯示,，我國廢石累計(jì)堆存量已超過400億噸,，其中銅礦等開采產(chǎn)生的廢石占有較高比例，這些廢石中混有大量處在工業(yè)邊界品位的礦石。面對(duì)入選礦石品位低和廢石堆存逐年增多的現(xiàn)狀,，開發(fā)智能礦石預(yù)選拋廢技術(shù)和裝備成為當(dāng)務(wù)之急,。

一、智能礦石預(yù)選拋廢技術(shù)及其意義

智能礦石預(yù)選拋廢技術(shù)是根據(jù)礦石中不同顆粒密度,、形狀,、厚度等物理特性的差異，通過X射線對(duì)顆粒進(jìn)行逐一掃描后,，形成不同灰度值的照片,，系統(tǒng)根據(jù)圖像識(shí)別礦石從而分選出目的礦物顆粒的一種選礦方法。該方法多用于礦石的破碎階段,，對(duì)有用礦物具有初步富集效果,。發(fā)展智能預(yù)選拋廢技術(shù)可以提高資源的綜合利用率和提高入選礦石品位、減少礦石的入磨量和細(xì)粒尾礦的產(chǎn)出量,，降低磨選成本,、提升精礦品質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生的廢石還可用于建筑材料,，能顯著提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,，改善環(huán)境狀況、延長尾礦庫的服務(wù)年限,。

二,、智能礦石預(yù)選拋廢技術(shù)與裝備的發(fā)展

預(yù)選拋廢技術(shù)發(fā)端于人工手選，通過礦石外觀顏色的差異挑選出目標(biāo)礦物,。例如贛南的黑鎢礦企業(yè),，均采用人工手選黑鎢礦，需要投入大量的人力,，工作效率低,，人工強(qiáng)度大，生產(chǎn)成本高,；另外,，大部分礦山企業(yè)均采用全磨全選，效率低,、能耗高,，生產(chǎn)成本也是居高不下。隨著智能預(yù)選拋廢技術(shù)與裝備的發(fā)展,，分選領(lǐng)域從黑鎢礦拓展到銻礦,、錫礦、鉛鋅銀礦,、銅礦,、金礦,、鉬礦等有色金屬、貴金屬,、稀有金屬礦以及長石,、石英等非金屬礦。因此,，為響應(yīng)國家 “機(jī)械化換人,，自動(dòng)化減人”號(hào)召，以及企業(yè)踐行高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的需要,，金環(huán)磁選開始研制智能礦石分選機(jī),。

三、智能礦石分選機(jī)

智能礦石分選機(jī)由贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司與贛州有色冶金研究所有限公司聯(lián)合研制,，是一款基于機(jī)器視覺,、人工智能、選礦,、光學(xué),、機(jī)械、電氣等專業(yè)技術(shù)融合的智能選礦裝備（見圖1）,。

圖1 智能礦石分選機(jī)外觀示意圖

3.1工作原理

礦石經(jīng)過清洗（有的礦石無需清洗）分級(jí)由皮帶運(yùn)輸至振動(dòng)給料機(jī),，振動(dòng)給料機(jī)通過機(jī)械振動(dòng)將礦石鋪平至皮帶輸送器，礦石開始按3m/s速度運(yùn)行,，X射線源連續(xù)發(fā)出X射線,，X射線動(dòng)態(tài)探測(cè)器檢測(cè)不同區(qū)域X射線強(qiáng)度以成像，圖像傳輸至核心控制器進(jìn)行圖像處理,，處理后系統(tǒng)根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判別,，輸出脈沖信號(hào)到驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)氣閥陣列使相應(yīng)氣閥執(zhí)行噴氣動(dòng)作,，高速氣流吹動(dòng)礦石改變下落路徑,，有用礦物和廢石分別落入不同的分選倉中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有用礦物和廢石的分離（見圖2）,。

圖2 智能礦石分選機(jī)工作原理示意圖

3.2主要特點(diǎn)

1）人工智能識(shí)別分類,，建立與人類主觀質(zhì)量評(píng)估趨于一致的算法模型，綜合運(yùn)用基于高速FPGA的深度模型,，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的高速分級(jí)分類算法

2）系統(tǒng)通用性強(qiáng),，可兼容不同尺寸物料,、兼容不同幅寬,，兼容不同給料速度

3）先進(jìn)的多層高速處理調(diào)度機(jī)制，根據(jù)高速處理中的實(shí)時(shí)性需求,，中央調(diào)度器將多種算法動(dòng)態(tài)部署于CPU,GPU,FPGA之間,。既保持了識(shí)別的準(zhǔn)確性,，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了分選的高速實(shí)時(shí)性

4）特有的基于時(shí)間序列的高速FPGA控制信號(hào)設(shè)計(jì)，保證了多處理器之間的時(shí)間精確同步

5）模塊化設(shè)計(jì),，給料系統(tǒng),、檢測(cè)系統(tǒng)和分離系統(tǒng)等子系統(tǒng)可根據(jù)需求靈活動(dòng)態(tài)組合

6）長壽命硬件設(shè)計(jì)，核心器件全進(jìn)口,，保障長期穩(wěn)定運(yùn)行

7）采用專利降噪設(shè)計(jì),，降低設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲，抑制噪聲污染

8）智能診斷系統(tǒng),，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)對(duì)核心元件進(jìn)行診斷分析預(yù)警,，降低維護(hù)成本

9）一鍵運(yùn)行按鈕，簡單易用

10）獨(dú)特的射線防護(hù)設(shè)計(jì),，電離輻射強(qiáng)度優(yōu)于國標(biāo)要求數(shù)值,，安全可靠

3.3適用領(lǐng)域與處理能力

適用于鎢礦、銻礦,、錫礦,、鉛鋅銀礦、銅礦,、金礦,、鉬礦等有色金屬、貴金屬,、稀有金屬礦以及長石,、石英等非金屬的預(yù)選拋尾工藝，替代人工手選作業(yè),、全磨全選,，可大幅提高粗選拋廢率，提高入磨品位,，擴(kuò)大產(chǎn)能,，提質(zhì)增效，降低選礦成本,，實(shí)現(xiàn)礦山智能化生產(chǎn),。SIXS型裝備可分選10-100mm粒級(jí)范圍礦石，最大處理能力達(dá)240t/h,。主要性能參數(shù)見表1,。

表1 主要性能參數(shù)

3.4應(yīng)用效果