石灰石,作為現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”,是水泥、冶金、煉鋼、環(huán)保脫硫等眾多行業(yè)不可或缺的基礎(chǔ)原料。我國(guó)石灰石儲(chǔ)量豐富,支撐著龐大的工業(yè)體系,但其加工利用之路并非坦途,伴生雜質(zhì)與礦石自身特性帶來(lái)的分選難題,長(zhǎng)期制約著資源的高效、高值化利用。
一、儲(chǔ)量豐厚,中國(guó)石灰石的資源底氣
中國(guó)是全球石灰石資源最豐富的國(guó)家之一,資源稟賦得天獨(dú)厚:
分布廣泛:從華北的河北、山西,到西南的四川、貴州、重慶,再到華東的山東、安徽、江蘇,石灰石礦藏遍布全國(guó)。
總量巨大:已探明儲(chǔ)量極為可觀,足以長(zhǎng)期支撐國(guó)內(nèi)工業(yè)發(fā)展的需求。
隱憂與挑戰(zhàn):盡管總量龐大,但部分地區(qū)的優(yōu)質(zhì)(高鈣低雜質(zhì))石灰石資源正逐漸消耗。同時(shí),大量礦床伴生著高硅、高鐵等雜質(zhì),以及存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的次生礦,這些低品位資源的有效利用成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
二、伴生之困:高硅、高鐵與復(fù)雜結(jié)構(gòu)如何阻礙加工?
石灰石礦床的形成過(guò)程復(fù)雜,常伴生多種雜質(zhì)礦物,其存在形態(tài)對(duì)后續(xù)加工影響顯著:
1.高硅質(zhì)(SiO2)伴生:
石英、燧石等硅質(zhì)礦物以顆粒狀、條帶狀、團(tuán)塊狀或彌散狀嵌布于石灰石中。
危害:在水泥生產(chǎn)中,過(guò)量SiO2會(huì)消耗有效鈣,降低熟料質(zhì)量與強(qiáng)度;增加能耗和磨耗;在冶金中影響熔劑效率。
2.高鐵質(zhì)(Fe2O3)伴生:
常以黃鐵礦(FeS2)、赤鐵礦(Fe2O3)等形式存在,同樣呈現(xiàn)點(diǎn)狀、浸染狀或?qū)訝罘植肌?/p>
危害:在水泥中影響白度,限制高端應(yīng)用;過(guò)量鐵質(zhì)可能降低某些化工產(chǎn)品的純度;增加后續(xù)除雜成本。
3.次生礦與復(fù)雜結(jié)構(gòu):
風(fēng)化、蝕變作用形成的次生石灰石,或礦石內(nèi)部存在條帶狀、層狀、片狀、多孔狀等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
危害:這類礦石物理性質(zhì)不均一,在煅燒窯內(nèi)容易受熱不均,導(dǎo)致生燒或過(guò)燒,嚴(yán)重影響活性度(如煉鋼用石灰)或熟料質(zhì)量(水泥),降低產(chǎn)品價(jià)值。同時(shí),其復(fù)雜的嵌布形態(tài)也大大增加了有效分選富集的難度。
這些伴生雜質(zhì)和復(fù)雜的礦石結(jié)構(gòu),使得直接開采利用面臨品質(zhì)不穩(wěn)定、加工成本高、能耗大、產(chǎn)品附加值低等一系列問(wèn)題。傳統(tǒng)的物理分選方法(如水洗、重力分選)或人工手選,對(duì)顏色、光澤、密度等物理性質(zhì)高度相近的石灰石與脈石(特別是硅質(zhì)巖),以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)礦石的分選效果極其有限,效率低、精度差、成本高,成為行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
三、破局之鑰:人工智能分選機(jī)——識(shí)“微”辨“異”的科技慧眼
面對(duì)石灰石分選的核心痛點(diǎn)——如何高效、精準(zhǔn)地識(shí)別并分離不同成分(尤其是高硅、高鐵)和結(jié)構(gòu)特征(條狀、面狀、多孔等)的礦石,名德光電等企業(yè)推出的人工智能分選機(jī)提供了顛覆性的解決方案。其核心在于利用先進(jìn)的光學(xué)傳感與人工智能算法,深度“抓取”人眼難以察覺或傳統(tǒng)設(shè)備無(wú)法有效識(shí)別的礦石表面及近表面細(xì)微特征差異:
1.多維度特征識(shí)別:
顏色與光澤:高分辨率彩色相機(jī)精確捕捉礦石在可見光波段的細(xì)微色差及光澤度差異。例如,高硅質(zhì)脈石可能呈現(xiàn)更灰白或玻璃光澤,而高鐵雜質(zhì)可能帶有紅、黃、褐色調(diào)。
紋理與質(zhì)感:高精度成像系統(tǒng)分析礦石表面的紋理(光滑、粗糙、多孔)、結(jié)構(gòu)(層理、條帶、塊狀)和形態(tài)特征。AI算法能精準(zhǔn)識(shí)別條狀、面狀、片狀結(jié)構(gòu)等影響煅燒效果的關(guān)鍵形態(tài)。
伴生特征識(shí)別:結(jié)合圖像分析與光譜信息(如近紅外),識(shí)別礦物共生組合特征,例如硅質(zhì)條帶、鐵質(zhì)浸染區(qū)域的分布和邊界。
2.人工智能“大腦”:
基于海量的、標(biāo)注好的石灰石樣本數(shù)據(jù)(包含不同成分、結(jié)構(gòu)、品級(jí)的礦石圖像及對(duì)應(yīng)元素信息)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型。
模型能自主學(xué)習(xí)并建立礦石外觀特征(顏色、紋理、形態(tài)、結(jié)構(gòu))與其內(nèi)在成分(CaO,SiO2,Fe2O3含量)和煅燒性能潛力之間的復(fù)雜映射關(guān)系。
實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的高速在線識(shí)別與決策。
3.精準(zhǔn)執(zhí)行分選:
識(shí)別出目標(biāo)礦石(高鈣低雜優(yōu)質(zhì)礦)或雜質(zhì)礦(高硅、高鐵或結(jié)構(gòu)不良礦)后,系統(tǒng)控制高壓氣流噴嘴,將目標(biāo)礦與雜質(zhì)礦分別吹入不同的收集通道,實(shí)現(xiàn)物理分離。
四、AI分選帶來(lái)的變革性價(jià)值
名德光電人工智能分選機(jī)的應(yīng)用,為石灰石加工行業(yè)帶來(lái)顯著提升:
精準(zhǔn)剔除“高硅”、“高鐵”雜質(zhì):大幅提升入選礦石品位(CaO含量),降低后續(xù)加工難度和有害雜質(zhì)影響。
識(shí)別剔除“結(jié)構(gòu)不良”礦石:有效分離具有條狀、面狀、多孔等易導(dǎo)致煅燒不均結(jié)構(gòu)的次生礦或特定類型礦石,保障入窯礦石質(zhì)量均一,提升煅燒效率與產(chǎn)品活性/質(zhì)量。
顯著降本增效:減少低品位礦石入磨量,降低能耗、磨耗、藥劑成本和尾礦處理負(fù)擔(dān);減少對(duì)人工的依賴,提高分選效率和穩(wěn)定性(處理量可達(dá)數(shù)百噸/小時(shí))。
提升資源利用率:使過(guò)去難以經(jīng)濟(jì)利用的低品位礦、復(fù)雜結(jié)構(gòu)礦得以有效分選和利用,延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限。
綠色環(huán)保:干式分選過(guò)程,無(wú)需用水和化學(xué)藥劑,無(wú)污染排放,環(huán)境友好。
點(diǎn)石成金,智能引領(lǐng)未來(lái)
我國(guó)豐富的石灰石資源是國(guó)家工業(yè)的基石,而伴生的高硅、高鐵雜質(zhì)以及復(fù)雜的礦石結(jié)構(gòu)帶來(lái)的分選與加工難題,曾長(zhǎng)期困擾著產(chǎn)業(yè)升級(jí)。名德光電人工智能分選機(jī)的出現(xiàn),猶如為礦石處理裝上了“智慧之眼”和“精準(zhǔn)之手”。它通過(guò)深度挖掘并利用石灰石在顏色、光澤、紋理、質(zhì)感、伴生形態(tài)等表面的細(xì)微特征差異,結(jié)合強(qiáng)大的AI分析能力,實(shí)現(xiàn)了對(duì)高硅、高鐵雜質(zhì)以及結(jié)構(gòu)不良礦石的高精度、高效率、大處理量分選。
這項(xiàng)技術(shù)不僅有效破解了傳統(tǒng)分選方法的瓶頸,顯著提升了石灰石資源的利用效率和產(chǎn)品附加值,降低了生產(chǎn)成本,更推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)向智能化、綠色化、高質(zhì)化的方向轉(zhuǎn)型升級(jí)。