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Thermo Fisher Scientific 技术创新保障全球铜供应

发布时间:2022-11-16 09:01 春日载阳

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Thermo Fisher Scientific公司的Ellen Thomson(瞬发伽马中子活化分析和矿产高级应用专家)表示,实现清洁能源应用的愿景使金属供应问题成为焦点,需要持续且大幅增长的供应才能满足不断增长的清洁能源需求。

Thermo Fisher Scientific公司

以铜为例,根据目前的产量,预计到2034年每年将短缺1500万吨。因此,提高采矿作业效率显得如此重要,而采用更智能的技术无疑是实现这一目标的前进方向。整个矿物加工价值链的实时采样和测量可以为矿业企业提供分析数据,使他们能够深入了解每个选厂的性能,并推动过程中的每一步持续改进。本文详细介绍了如何优化其中的几个步骤,包括矿石品位测量、磨机进料输送机上的拣选、磨矿回路中的粒度分析、浮选回路中的药剂添加、以及离开选厂精矿的元素分析和杂质检测。

铜矿

铜矿企业面临着满足不断增长的金属需求的挑战,同时还要实现该行业2050年的净零碳目标。这可能需要通过更有效地处理低品位矿石、充分开采现有矿床和投产新矿山来对运营进行重大调整。不幸的是,品位较高的矿石(金属含量为2%~3%)已经基本耗尽,矿业企业现在经常对金属含量仅为0.5%的矿石进行选矿,这意味着必须加工更多的矿石才能提取足够的铜。因此,必须寻找新的机会来改善整个采矿价值链的流程,以便满足未来对铜矿石日益增长的需求。

矿石是否合格?

从地下开采原材料开始,就开始提高采矿效率了,并延伸到破碎工艺和磨机进料输送机。准确测量选厂入选品位极其重要,因为这将影响选厂性能和最终产品的生产成本。然而,准确测量极具挑战性,因为一些矿床具有高度非均质性和不可预测性。因此,块状矿石检测和分选是提高原材料一致性和选厂效率的关键步骤,因为它们减少了进料的贫化,并在第一时间将低品位或边缘品位的物料从选厂中转移出去。这些工序依靠高准确度和精密度的分析技术来快速区分物料品位,并最大限度地减少有价值物料的损失,在流程中只运输经济上可行的矿石。高规格分析仪对这一环节至关重要,它可以更成功地开采小型低品位卫星矿床,并增加现有选厂的利润。

改进磨矿回路

磨矿是矿物解离的重要第一步,但对于给定原矿品位,通常没有明确的目标粒度。生产更细的颗粒会解离出更多的金属,但也会增加磨矿介质和能源成本。矿山超过50%的能耗来自破碎和磨矿,因此过磨具有一定的经济和环境影响。因此,对每座矿山来说,在限制研磨介质和能源消耗的同时,最大限度地提高金属产量,找到颗粒粒度与磨矿回路产量之间的平衡至关重要。

一旦确定了目标磨矿粒度,实时分析颗粒粒度和原矿元素品位——例如,通过使用交叉带式系统(如Thermo Scientific公司的CB Omni Agile在线元素分析仪)的瞬发伽马中子活化分析——会对磨矿回路效率产生重大影响。此外,通过在选厂进料和磨矿阶段将颗粒粒度标准化并控制元素组成,增加了下一阶段(浮选回路)进料前控制的稳定性。

微调浮选

浮选是一个复杂的物理化学过程,其中引入了起泡剂、捕收剂和pH值调整剂等药剂来促进分离。浮选进料粒度和化学性质可能会有所不同,具体取决于磨矿回路的优化方式,并且可能含有过量的细颗粒。矿业企业可能会选择通过添加更多的药剂来进行弥补,这样做有时是有益的,但也会导致更大的财务和环境成本。因此,根据入选矿石品位和粒度调整浮选药剂用量是很重要的。

专注于杂质监测

某些杂质会降低精矿价值,但它们经常被忽视。在装运前检测精矿中的杂质,可以降低收货地点的拒收率以及随之而来的财务损失,并有可能提高矿石质量、增强企业声誉并降低罚款风险。事实上,在整个矿石开采到精矿生产过程中都应考虑代表性采样,但这可能极具挑战性,因为矿浆浓度高、矿石量大、从采样器到分析仪器大。

矿业行业通常采用多矿浆流分析仪(如Thermo Scientific公司的MSA 3300矿浆XRF分析仪),这看起来是一个非常出色的、具有成本效益的解决方案。然而,多矿浆流可能会降低效率并延长结果获得时间,从而导致控制响应性降低,因此应仔细平衡其较低的预付成本与其长期影响。选择需要最少手动输入并具有可靠记录的高质量分析设备有助于克服这些挑战,并提供更好的长期解决方案。例如,专用在线采样和元素分析站(如AnStat-330)提供了一种多功能紧凑型解决方案,用于解决与关键矿浆流过程控制、获得结果时间、从采样器到分析仪距离以及冶金核算质量样品要求相关的问题。

面向未来的采矿技术

关键是要发现和理解为何采矿过程可能运行不佳,以了解如何对其进行改进。有价值的、可靠的数字信息是高效运营的基础,投资于更有效和持续的分析是提高投资回报率的关键策略。例如,数字孪生将来自传感器的数据集成和收集到云平台中,以构建一个完整的、完全具有代表性的数字版选厂。这使得矿业企业可以模拟不同的场景,例如改变工艺参数,而不会中断矿山的实际活动。它们有助于决策制定,有助于防止不必要的支出,以及识别任何运营瓶颈。通过实施数字孪生,矿业企业有可能实现20倍(部分估计高达40倍)的初始投资回报率,并更容易建立先进的自动化过程控制,提高效率并减少矿山人员。

数字创新无疑将改变矿业行业,并有助于减少资源消耗和实现未来的可持续发展目标。如果没有可靠、及时的反馈,过程控制将一直建立在“试错”基础上,如果矿业企业要满足我们前面不断增长的铜需求,“试错”已经不够用了。Thermo Fisher Scientific公司支持矿业行业采用此类技术,实现可靠、及时且通常是实时的测量,为矿业企业提供从离开矿山到精矿运输全程追踪金属价值所需的数据。

来源: 全球地质矿产信息系统网

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