矿业“碳减排”的求索之路

XRT智能光电分选

矿业的能耗占全世界能耗的3%，

其中多数是破碎、磨矿环节的能耗。

XRT智能光电分选技术通过预富集，提前将大部分废石抛尾，从可大幅度降低破碎和磨矿的能耗，妥妥的“减少碳排放”技术。

北京浩沃特工业技术有限公司结合行业痛点，倾力打造XRT智能干选机为矿物开采加工“碳减排”的求索出一条崭新道路。

01

采用节能技术解决挑战

通过XRT智能分选技术可提高矿山入选矿石的品位、抛弃大量废石并对尾矿、矿渣中的有价值矿物实现回收再利用，从而降低下游（破碎，研磨、浮选等）工序的处理费用，大幅降低能耗的使用量并提升矿山效率和经济效益，延长矿山寿命。可广泛应用于各类矿山，包括贵金属，有色和其他矿 物，如金、银、钼、铜、锌、钨、钒等。

02

XRT在矿山的应用探索

为了让巴黎协议不成为一张废纸，"十三五"期间，在减排方面国家将出台更加积极的政策，即中国将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值，并争取尽早实现。这对我国结构调整做出了积极对应措施，其中煤炭开采，煤电的减产会进一步严格。在传统煤矿减产减量的前提下要实现盈利只有淘汰落后工艺及设备，探索新的低碳发展方式。

传统原煤采用人工手选分选，存在如下问题；手选工劳动强度大、工作环境差、安全性差、工作效率低下、生产成本高（其中包括人工成本、生产成本、环境治理成本、风险安全成本）。

图源：国家地理杂志中文网

传统手选受人为因素影响，经常会出现疲惫和疏忽，块煤拣出率低，大量原煤进入矸石，此部分原煤完全按照矸石排弃，原煤损失大。原煤回收率低。并在洗选环节增加洗选成本，未选出的矸石进入洗选系统，增加洗选厂的生产负荷，增加加工成本，此外，矸石对管道、溜槽、设备等磨损严重，无形中增加了设备损耗。由于大块矸石未提前排出，矸石经破碎后进入洗选系统，经破碎后矸石见水产生大量次生煤泥，导致煤泥量增加，增加了煤泥水系统的负担，影响煤泥水系统。

全球不锈钢年产量约为5100万吨。根据2019年高碳铬铁产量（1,371.9万吨）和最低排放系数每吨合金2.3吨CO2，全球二氧化碳排放量估计至少为31.55 Mt CO2当量。在2019年相同产值和铬铁合金每吨平均耗电量为3.5 MWh/t的情况下，总能耗为48TWh。

矿山行业能源使用的规模，并确定了使用现有技术减少能源使用的方法。铜、锂和镍等材料在电动汽车和可再生能源等技术中发挥着至关重要的作用，这些技术将帮助世界实现其脱碳目标。随着市场对这些金属需求的增加，矿山行业本身必须变得更加高效和环保。全球矿山行业如果要应对脱碳的挑战，就必须摆脱老旧的选矿系统和流程，该报告计算了矿业在全球能源消耗中所占的份额，并确定了矿山行业可以帮助向零排放过渡的方式，以满足《巴黎协定》(Paris Agreement)规定的温度限制要求。

图源：网络

矿山行业使用的电力总量相当于全球能源使用量的3%，而矿业在提供现代经济发展所需的金属方面发挥着重要作用。矿业生产的金属对于全球向低碳基础设施转型至关重要。但如果不采取行动，随着市场对铜、镍和锌等金属需求的增加，未来几年矿业本身的能源消耗将呈上升趋势。目前有一些技术可以显著改变这一趋势。例如，粉碎技术——即破碎和研磨工艺是选矿厂能源的最大单一消耗者，通常占选矿最终能耗的25%。这相当于2.21亿英国家庭的用电量，或全球总用电量的1%。因此，粉碎是最具影响力的节能指标。

图源：网络

稍微改进粉碎技术可以较大幅度地减少能耗和温室气体排放。例如，在粉碎过程中提高5%能效，可减少3,000多万吨二氧化碳当量的温室气体排放。用新的粉碎技术取代传统的粉碎设备也可以减少产业价值链中的间接排放，例如，不再需要制造排放密集型磨机钢球。XRT会成为粉粹过程中那5%能效提高的关键螺丝吗？

03

XRT智能分选机替代传统手选分选

XRT智能干选技术-工作原理

基于X射线和传感器技术，XRT智能 干选机将原煤/原矿排队后，使用 X 射线对原矿进行扫描，由探测器采集数据，采用传感器和大数据分析，通 过智能算法识别区分矿石与废石，并 用气排枪喷出废石，实现高效自动智能分选。

X射线的穿透力与物质密度有关，利用X射线穿过该物质后的衰弱强度不同，可以把密度不同的物质区分开来。

• 自研高精度传感器系统，高分辨率成像

• 自主研发识别算法，多维度建模、快速识别

• 自主研发喷吹控制，亚毫秒级响应时间

智能矿石分选机主要部件，按照各部分的结构实现功能，可分为以下4 个部分：

1. 排队给料系统：输送矿石，让矿石间隔、稳定地进入检 测区域。

2. 检测系统：是矿石分选设备的核心部分。

3. 信号处理系统：对检测系统获取的特征信息进行高速 处理，利用人工智能算法对矿石图像和数据进行分析 和识别，并决定是否喷除废石。

4. 分离执行系统：利用高压气排枪作为动力，可将目标矿石喷离原有路线，实现分选目的。

XRT智能分选机的有效分选粒级范围为13-300mm，单机处理量最高可达 40~380t/h，在有色金属、黑色金属、非金属和煤矿均可实现高效分选。经矿山实际测算，抛废率可高达 88%，针对原矿抛废率可达30~60%，金属回收率最高可达 99%。

04

探测器与算法

探测器和算法的重要性可简单的类比为好的相机，光线昏暗也能拍出好照片；好的X射线探测器与算法，在较弱X光下也能得到好图像。

射线源

X 射线探测器信噪比世界一流，小功率射线源即可获得足够好的 X 射线图像。

自学习功能AI算法

深入理解X射线穿透矿石后的光 谱特性有效剔除厚度对识别的影响。

探测精度

自研探测器能特殊定制和深度优化。自有全系列不同分辨率和不同能量谱段的 X 射线 探测器。增加识别精度，提高分选精度。

喷吹方向

解决了从下往上喷的技术难题，且上 喷设备已投入应用，可多角度喷选；预判轨迹，精准喷吹。

采集+运算+执行，三大环节超高速运转，环环相扣，确保系统实现≥3米每秒的 处理速度产量（宽度*速度*粒度），超过100吨/小时。

XRT喷吹矿石慢动作视频

• 高压气排枪具有反应迅速，控制灵敏的优点，相比传统的机械打板，新型的机械手等方式， 具有显著的产量优势。

• 喷吹系统独有两个1立方米的风包设计，更安全可靠，安监环保检测合格。

• 设备自带有矿石、废石计量功能，可代替矿石计量器，并能详细分粒级统计。

• 喷吹阀距合理，避免了同类产品喷阀间距宽，导致的喷吹操作时易出现连带喷吹或吹不到， 精矿、废石一起被吹出，造成废石品位偏高的问题。

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XRT应用

XRT分选机可应用于全国各地钨、锡、锑、铅锌、铜、金、银、 钼等金属矿山，以及萤石、磷、硫铁、煤等非金属矿山。

XRT智能分选机将是未来选矿发展方向，也是助力“碳中和”的关键技术之一。

END