矿业科技动态 2021年第01期
2021年第01期 2021年1月15日
本期要目
加拿大公布氢能战略以启动清洁燃料产业
爱立信发布《连接性采矿》报告,凸显5G技术对矿业行业未来发展的重要影响
智利国家铜业承诺到2030年实现地下设备的全部电气化
MinEx CRC通过澳大利亚“国家钻探计划”寻找隐伏矿体
澳瑞凯和安百拓联合推出全球首款半自动炸药输送系统
FLSmidth将人工智能引入先进过程控制,以实现更智能的矿物加工
InoBat将在欧洲建立“绿色电池生态系统”
钴可能替代燃料电池中的铂
中国地质调查局地学文献中心
中国地质调查局国际矿业研究中心矿业科技研究组
目 录
爱立信发布《连接性采矿》报告,凸显5G技术对矿业行业未来发展的重要影响 2
凯捷咨询公司帮助法国埃赫曼公司在其矿山和工厂应用人工智能技术 2
IMDEX Xploration技术研讨会将探讨新的矿产资源勘查技术 5
MinEx CRC通过澳大利亚“国家钻探计划”寻找隐伏矿体 6
JSW与BBURG合作研发的先进钻机在西澳Solomon铁矿效果显著 7
矿山开采运营
山特维克推出新的OptiMine模块,旨在提高客户生产能力和安全性 7
Banlaw发布了面向所有原始设备制造商的自动数据采集设备BOB 13
FLSmidth将人工智能引入先进过程控制,以实现更智能的矿物加工 14
美国西屋制动与Stone Three合作扩展解决方案,以帮助矿业企业提高产量并优化流程 15
巴里克黄金的Bulyanhulu金矿采用了Chrysos的PhotonAssay技术 16
美国宾夕法尼亚州立大学有关团队对处理工艺的改进,可从矿山酸性废液中获取更多价值 17
矿业科技发展
加拿大公布氢能战略以启动清洁燃料产业
加拿大公布了其讨论已久的氢能战略,呼吁投资者刺激清洁燃料行业的增长。加拿大政府宣称,清洁燃料行业的价值可能达到500亿加元,创造35万个就业机会,并帮助该国到2050年实现净零排放。
加拿大自然资源部长Seamus O'Regan表示,加拿大将需要50亿至70亿加元的近期投资来发展其氢能产业,但他没有承诺新的联邦资金。但是,加拿大政府上周宣布了一项15亿加元的投资基金,用于包括氢在内的低碳燃料。
加拿大是世界第四大石油生产国,由于新冠肺炎疫情,加拿大的能源部门受到需求骤减的打击。从天然气中获取的氢能对于处于困境中的石油企业来说可能是一条有效的转型发展途径。
作为加拿大大部分能源工业基地的艾伯塔省对该国家战略表示欢迎。但是有批评家认为氢能等于化石燃料补贴。环保组织希望优先发展使用可再生能源的氢能产业。
加拿大环境与气候变化部长Jonathan Wilkinson表示,来自天然气的氢能也可以实现减排,而不是化石燃料补贴。
爱立信发布《连接性采矿》报告,凸显5G技术对矿业行业未来发展的重要影响
瑞典电信企业爱立信(Ericsson)发布了一份《连接性采矿》报告,讨论了矿业行业日益关注的问题以及5G专用蜂窝网络可能对正在进入矿业4.0时代的企业的影响。
《连接性采矿》报告是一份利用专用蜂窝技术进行智能采矿转型的指南,认为员工安全、生产效率提高、成本节省、产能和能源效率提升可以从支持连接性的5G专用网络中受益。
爱立信认为,连接性将从实时状态监测到无人机检查和智能通风控制等方面,每年在矿石开采、运输和加工过程中创造超过1.5万亿美元。该公司与管理咨询顾问Arthur D. Little及采矿设备企业小松(Komatsu)和安百拓(Epiroc)的研究人员合作,确定了5个用例来说明5G网络如何为矿业行业提供更大的安全性、盈利能力和环境责任保障。
爱立信指出,报告中的五个用例表明智能采矿使钻探利用率提高75%,并有可能挽救多达1000人的生命及预防44000人受伤。
该报告案例研究包括无人驾驶车辆、实时状态监控、遥控钻机、无人机检查和智能通风控制。
爱立信利用智能采矿解决方案与俄罗斯Polymetal公司建立了合作伙伴关系,在其金矿部署了俄罗斯第一个商用5G专用网络。
凯捷咨询公司帮助法国埃赫曼公司在其矿山和工厂应用人工智能技术
凯捷咨询公司(Capgemini)与法国埃赫曼公司(Eramet)通过过去三年的密切合作,使后者采矿和冶金运营中人工智能技术的发展取得了成功。例如,Eramet在加蓬的Moanda矿开采锰,在新喀里多尼亚的SociétéLe镍矿开采镍,在塞内加尔的GrandeCôte业务开采矿砂,在挪威的采石场开采石英砂。人工智能技术对生产能力提高、商业绩效和金属回收的促进作用将使Eramet加速其能源和环境转型。
Eramet希望实现人工智能使用的产业化。为了加强这一部署,Eramet与Capgemini一起建立了一个“数据工厂”,由两家公司的约50名专家组成。该计划的核心是优化利用Eramet分布于全球39个工业基地的信息系统、无人机和连接性传感器产生的数据。
该转型过程涵盖了Eramet的整个价值链,即实时工业风险预测,工业设施能源结构优化,以及选择性提取矿石以确保资源的可持续利用。例如,在挪威和新喀里多尼亚,Eramet高温炉的冶金学家正在通过分析有关生产质量和经济表现的预测信息来利用人工智能提高锰和镍合金的产量;在加蓬,Eramet的铁路运输子公司Setrag正在验证一种新的解决方案,以预测轨道的磨损以优化维护;在塞内加尔,正在开展相关工作来改善采矿过程,以便使用数据科学方法使其更加灵活。
智利矿山启动5G远程监控试验
瑞士与瑞典合资技术企业ABB通过智能传感器连接对位于智利Copiapo附近的金矿项目的智能电动机远程控制和监视进行了试验。
ABB使用其800xA控制系统建立了金田公司(Gold Fields)Salares Norte金矿中工业化设备的可视化渲染,智利首都圣地亚哥的操作人员可以查看数据并控制机械设备。Gold Fields智利地区经理Max Combes指出:“这项技术将使Gold Fields的矿山运营变得更加灵活和高效,并且是我们实现数字化转型的又一进步。”
ABB还使用控制解决方案进行了第二次试验,以执行远程医疗咨询,医生使用增强现实眼镜对志愿者进行检查。智利矿业部长Baldo Prokurica表示:“这是技术如何帮助改善采矿过程并使其更安全的一个示例。我们能够通过卫星进行连接,以远程执行任务和程序,其中包括医疗援助。我们正在推进智利矿业行业的现代化。”
智利国家铜业公司(Codelco)在其位于安托法加斯塔的Radomiro Tomic铜矿的主破碎机上成功完成了高清摄像机与5G网络的连接试验。该网络是与诺基亚和本地技术企业PSINet合作开发的,可将摄像机中的数据推送到Codelco的集成战略运营中心(CIO-E),以进行分析和流程优化。
智利国家铜业承诺到2030年实现地下设备的全部电气化
全球最大铜生产企业智利国家铜业公司(Codelco)概述了其运营和项目五个行动领域的2030年可持续发展计划,其中包括减少70%的碳排放量和60%的内陆用水量,以及回收65%的工业废物。
Codelco的五项承诺包括:①通过建立所谓的“100%清洁能源矩阵”来减少70%的温室气体排放量,包括实现所有地下生产和运输设备的电气化,积极参与寻找新的清洁能源,例如氢能;②减少60%的内陆水资源消耗量,主要措施包括提高工艺效率,整合北部地区的海水淡化厂,促进尾矿坝废水的再利用;③循环利用65%的工业废料及100%的矿用轮胎,并增加对无害固体工业残渣(如钢、木材、包装材料、有机废料和废金属)的回收利用;④制定新的尾矿标准,全部尾矿采用世界一流的可持续性处理措施,根据创新系统监测尾矿的物理和化学稳定性,并采用渗流控制系统;⑤实现可创造社会价值的发展,将当地供应商提供的商品和服务增加30%,扩大当地劳动力,加强采矿教育。
政府间采矿、矿物、金属和可持续发展论坛(IGF)发布了一份报告,介绍了南美,尤其是智利和秘鲁的矿山关闭政策案例研究。
成功的矿山关闭政策需要及早规划,始终如一地遵守和执行法律要求,在矿山生命的各个阶段提供充足的财务保证,以及以放弃或管理剩余的社会和/或环境风险的明确条件。
从项目的早期概念阶段开始,就需要制定整个矿山生命周期内的关闭计划。至关重要的是,矿场关闭计划必须与矿山规划同时进行,并且在开发的早期阶段要根据最终的可持续发展原则做出最终决定。
拉丁美洲各国政府已从依靠矿业企业遵循矿山关闭的最佳做法转变为制定国家法规以确保合规。该报告概述了构成矿山关闭政策最佳实践的内容,并描述了智利和秘鲁如何领导包括国家矿山关闭法律制定的工作,要求采矿运营商提供财务保证以履行矿山关闭的责任。
IMDEX Xploration技术研讨会将探讨新的矿产资源勘查技术
通常在加拿大温哥华举行的IMDEX Xploration技术研讨会将于1月12日至13日在网上举行,届时将有许多国际演讲者参加。矿业技术企业表示,此次会议聚集了处于采矿和勘探行业创新前沿的专家,研讨最新的技术、工具和先进分析方法。
演讲者包括加拿大泰克资源公司(Teck Resources)地球物理与创新部门经理Chad Hewson、Hyperspectral Intelligence公司联合创始人Ralf Tappert、以及拥有25年以上丰富经验的地球科学专家Thomas Bissig。
Bissig博士及其博士生Bianca Phillips将讨论非常规技术在地球化学勘探中的应用,包括可用于圈定潜在地下矿床的细菌DNA、气体、地震泵作用等的选择性采样。Bissig博士表示“细菌DNA是一项只有在增加计算能力和降低基因组测序成本的情况下才可能得到应用的技术。这是跨学科研究的一个很好的例子。生物学家和地质学家可以共同寻找矿床。在加拿大西北地区的早期研究取得了良好的效果,比传统的土壤网格采样方法要好得多。”
地震泵作用是对地震事件发生过程中带至地表的水的元素评估。这是Tappert博士致力于开发的强大便携式高光谱扫描工具(geoLOGr岩石分析仪)以检查岩心样品的目标。Hyperspectral Intelligence已将geoLOGR设备出售给了加拿大和南非的矿业企业。Tappert博士表示“对钻获岩心的测井可提供整个矿山建设所需的基本信息,尤其是对于拥有边际品位的矿床。矿山建设是否可行实际上取决于所构建的基本地质模型的准确性。许多企业已经意识到这一重要性,光谱学将在其中起到关键作用。从本质上讲,这是可用于从钻获岩心采集连续成分信息的唯一方法。”
据报道,全球最大的矿产勘探合作机构MinEx CRC已成功完成其首个国家钻探计划(NDI)工作,其中包括在澳大利亚北领地East Tennant地区进行的10个钻孔总深度4000 m的钻探工作,旨在评估该地区基岩的矿产资源潜力。
根据MinEx CRC的数据,自20世纪30年代初以来,虽然在Tennant Creek周围的古元古代岩体中发现了金矿床,但90年来,在Tennant Creek以东的隐伏岩体中几乎没有探明任何矿产资源。
MinEx CRC的首席执行官Andrew Bailey表示:“East Tennant的钻探工作旨在测试地层和构造解释,并评估Tennant Creek矿区以东基岩中的矿产资源潜力。这些基岩被数百米厚的年轻沉积岩覆盖。”
澳大利亚国家钻探计划旨在认识澳大利亚大陆的演化,提供有关在哪里寻找新矿床的线索,并促进下一代矿产勘探技术的研发应用。国家钻探计划将与澳大利亚地质科学局(Geoscience Australia)级各州和各领地的地质调查机构合作,管理并实施为期7年的钻探工作。该计划已探明一系列火成岩和变质沉积岩,对相关地区的构造和地层学有了更好的认识,并有助于圈定相关地区的勘探远景区。
Seequent发布其矿业系列服务产品重大更新
地学软件企业Seequent公司发布了其矿业系列服务产品的重大更新,重点在于解决用户遇到的地学问题,并进一步实现用户与其利益相关者之间的协作。
主要的更新包括用于3D地质建模和可视化的Leapfrog®Geo、用于资源建模的Leapfrog Edge、以及用于模型管理和协作的基于云的Seequent Central。该公司表示,这次的发布是Seequent十多年来对其矿业系列服务产品的最大规模更新,所包含的技术将确保平稳且无缝地过渡到其综合了云技术和桌面解决方案的新生态系统Seequent Evo。
JSW与BBURG合作研发的先进钻机在西澳Solomon铁矿效果显著
由澳大利亚钻探承包商JSW与德国钻机制造商BBURG合作开发,澳大利亚IDAT(智能钻探应用和技术)公司参与研发的HD2500RC钻机在澳洲福特斯库金属集团(Fortescue Metals)位于西澳Pilbara的Solomon铁矿成功部署。该钻机具有功率大、占地面积小的优点,自2020年7月开展现场调试以来的生产表现令人印象深刻。
HD2500RC钻机是专门针对Solomon铁矿的复杂地形设计的,通常这里的井垫准备工作既困难又昂贵。与现有技术相比,该钻机的总体生产效率更高、更安全、更安静。
HD2500RC与JSW机队中的其他新技术相结合,包括专门为铝土矿开发的Equus green钻机,以及与IDAT和德国制造商Bauer合作开发的针对磁铁矿的新型钻探技术。
这种成功背后是JSW与其姊妹公司IDAT的战略合作关系,即IDAT带来了技术,JSW带来了运营经验。
矿山开采运营
山特维克推出新的OptiMine模块,旨在提高客户生产能力和安全性
一直以来,山特维克集团(Sandvik)采矿和岩石技术公司通过开发最全面的解决方案平台OptiMine,优化了对地下硬岩的采掘,从而巩固了其全球领先地位。该公司最新的OptiMine®模块扩展了现有产品的性能,专注于提高生产能力和安全性。新功能包括智能调度、疏散辅助和回放功能。
Sandvik一直致力于与世界各地的客户合作,解决影响其生产能力和安全性的关键问题,工程团队开发了新的数字解决方案,以提高运营效率。这些工具连接了世界各地数千台Sandvik和其他制造商的设备。OptiMine®解决方案套件的最新扩展增加了可见性和控制能力。
OptiMine®疏散助手实现了疏散模式的可视化,搜索地下最近的安全场所并能显示人员所处位置。疏散助手会根据人员的位置和救援室的容量引导人员前往最近的救援室,确保他们能够安全地到达救援室。OptiMine®回放功能建立在3D矿山可视化模块的基础上,可以查看选定时间段内地下所有资产和人员的位置和状态的历史记录数据。OptiMine®智能调度功能可以根据实际的班次完成结果自动调整生产计划,大大简化了矿山生产计划的执行流程,使效率达到最大化。
OptiMine®是一套功能强大的数字工具套件,用于分析和优化采矿生产和流程。它与Newtrax IoT设备集成,将来自所有资产、人员和设备(包括其他制造商的设备)的数据整合到一起,提供实时和预测性见解,从而改善运营。OptiMine®是开放且可扩展的,使客户能够灵活地按自己的速度进行构建,并结合其他设备、系统和网络。
安百拓(Epiroc)表示,该公司的矿用卡车自动化技术Minetruck Automation将用于Boliden公司位于瑞典的Garpenberg地下锌矿,包括自主行驶、高速运行和坡道行驶。
Epiroc全球地下矿山自动化物料处理主管Vladimir Sysoev表示,“将来,这类矿用卡车将具备混合交通作业下将物料从地下长距离运输至地表的能力。将通过在换班和爆破间隙期间的持续运行提高设备利用率,预计可将日生产能力提高20%~25%。此外,如果将Epiroc的Minetruck Automation技术与铲运机自动化(Scooptram Automation)技术无缝对接,则会形成一种安全高效的解决方案。”
Epiroc全球自动化产品专家Andreas Ökvist表示,“Epiroc及其客户的首要任务是确保作业安全,矿用卡车自动化使作业人员远离机械设备并能在安全舒适的地面控制室内工作,消除了作业人员在地下环境中工作时可能面临的健康和安全风险。除了提高生产能力和降低运营成本外,Minetruck Automation技术还表现出具有管理全球流行病的风险和影响的潜力,如通过使用远程操作人员来保持矿山的持续运营。”
Minetruck Automation技术提供了自动物料倾倒和路线规划的完整自主工作循环。一名作业人员可以在同一操作站控制装载机和卡车。通过Epiroc Traffic管理系统,Minetruck Automation技术下运营的无人驾驶矿用卡车可以和其他原始设备制造商的无人驾驶车辆混合编队运行。
Minetruck Automation是Epiroc 6th Sense地下矿山产品的一部分。6th Sense是Epiroc通过自动化、系统集成和信息管理优化客户价值链并从而实现智能、安全、无缝运营的产品发展理念。
安百拓(Epiroc)的子公司Epiroc Canada已签署最终协议,收购软件企业MineRP。作为协议的一部分,加拿大的Dundee贵金属公司(DPM)和其他股东将把MineRP的100%股权出售给Epiroc Canada,DPM将从此次出售中获得约4000万美元。此外,该协议还包括高达2870万美元的收益形式的潜在付款,即在2021年和2022年实现某些MineRP收入目标时应支付给DPM的部分。
Epiroc总裁兼首席执行官Helena Hedblom表示,“此次收购非常符合Epiroc对支持矿业公司数字化进程的关注。MineRP的平台功能与Epiroc的数字解决方案、合作伙伴和全球业务的结合,有可能改变矿山的运营方式。MineRP是一家高质量的软件供应商,在将矿山从矿坑连接到港口方面有着丰富的经验,我们将共同努力,使采矿客户的操作更加智能、安全和无缝。”
邓迪贵金属总裁兼首席执行官David Rae表示:“我们在2017年收购了MineRP,这是我们可持续战略的一部分,以推动DPM的创新并利用具有潜力的技术来改变采矿业。
MineRP公司通过集成化系统的计划、执行和分析提高矿山生产率,该公司在南非、加拿大、澳大利亚和智利设有办事处。
此次收购尚需获得监管部门的批准,并有望于2021年上半年完成。收购完成后,MineRP将成为Epiroc数字和技术部门的一部分。
澳大利亚炸药和爆破系统供应商澳瑞凯公司(Orica)和安百拓(Epiroc)结合各自的专业知识,开发了全球首款半自动炸药输送系统原型Avatel。
Avatel系统集成了Epiroc的Boomer M2运矿车与Orica最新的爆破技术,是一种半自动、全机械化的地下矿山爆破解决方案,允许一名操作人员在封闭驾驶室内安全地完成全部装料流程。
Avatel配备了Epiroc最先进的钻机控制系统。通过其带有大触摸屏和双多功能操纵杆的直观界面,再加上Epiroc的计算机辅助吊杆定位功能,它将很容易操作。与Orica的Load plus集成后,该控制系统可实现矿山开拓和生产爆破过程的自动装药,装药计划和重要数据将在系统之间实现贯通。
Avatel和Orica自动化愿景的一项关键技术是WebGen——世界上第一个全无线起爆系统,无需铺设电线就能远程起爆,可使矿工远离危险。这些技术的融合最终确保适量的炸药安全地装入对应的钻孔中,并在适当的时机实现最佳效率和预期效果。
将在2021年对Avatel系统进行广泛的试验,然后将首套商用系统提供给寻求更安全、更高效的地下矿山爆破技术的矿业企业。在未来,这种自动爆破技术可以扩展到包括电池动力型号在内的其他Epiroc运矿车中。
瑞士技术企业ABB加入了由瑞典矿业企业LKAB领导的“可持续地下采矿”项目(SUM),该项目旨在实现二氧化碳零排放并将生产能力提高50%。ABB将为该项目提供电气化系统、连接性控制系统和运营管理系统。该项目的其他合作伙伴还包括采矿技术装备企业安百拓(Epiroc)、工程建设企业山特维克集团(Sandvik)和技术咨询企业Combitech。
该项目正在LKAB位于瑞典北部的基律纳铁矿开展测试工作,同时还在进行虚拟矿场试验研究,以优化二样换坦零排放的自主生产系统的设计。
基律纳铁矿的Konsuln矿体被用来进行未来矿场的示范工作,将以去中心化的方式在混合环境中有效地运行自主电动车辆运输系统。
所有参与SUM项目的机构均可获得实时的测试过程信息,这代表了一种将新技术解决方案引入市场的方式,以实现更安全、更可持续、更高效的采矿生产。
作为项目下一步工作的一部分,ABB将会把截至目前为该项目开发的电气化系统与自动化系统连接起来,并通过各种已开发的方案使各系统协同工作。预计SUM项目的ABB电气化和自动化系统将于2022年进行安装。
纽蒙特加强预测性维护
全球最大的金矿开采企业纽蒙特矿业公司(Newmont)与预测性维护的全球领导者Dingo公司建立合作伙伴关系,以确保Newmont重型设备车队的最佳运行,而不会因为经常不必要的预防性维护而使设备停止运行。
Newmont是全球众多越来越多地使用预测性维护设备和软件来跟踪设备运行状况并在理想的时间安排设备维护和修理的矿业企业之一。而总部位于澳大利亚的Dingo公司利用其屡获殊荣的预测性维护技术、专业经验和全球设备数据库为设备保持最佳运行状态提供了决策支撑。Dingo的预测性维护解决方案目前管理着价值超过130亿美元的重型设备的运行状况,随着与Newmont的合作越来越紧密,这一数字预计还会增加。
在新的合作伙伴关系下,Newmont将扩大使用由Dingo开发的预测分析解决方案Trakka,该解决方案利用人工智能和机器学习来预测即将发生的设备故障,从而使企业能够主动采取维护措施,以最大程度地减少停机时间并优化重型设备的使用寿命。
Newmont的资产健康分析师使用Trakka来查看和评估来自各种来源的状态监测数据,包括机载机器健康数据、运营数据、流体分析、目视检查和工作历史记录。这种预测分析有助于确定使设备保持最佳状态所需的维护措施。Trakka的建议通过与企业资源计划(ERP)软件的集成直接进入到Newmont的工作管理流程中,从而促进Newmont采用一致的维护策略来帮助降低成本和缓解风险,并同时创造更安全的工作条件。
Worldsensing获得1200万美元的欧盟资金
Worldsensing表示,来自欧洲投资银行(EIB)的资助将用于推进其电池供电的无线广域数据传输解决方案产品线的开发,该解决方案称为Loadsensing。
Worldsensing首席财务官David Deprez表示:“EIB的投资将使我们能够加快解决方案的开发速度。作为该领域的市场领导者,我们认为维护关键基础设施是Worldsensing独特的使命。”
Loadsensing在关键设施(包括尾矿坝)处采集传感器数据,从而提高了通常手动采集这类数据的人员的安全性。例如,矿业企业利用Worldsensing的技术来加强其位于智利北部阿塔卡马沙漠海拔3000米处矿山的水文地质控制。在那里,Worldsensing与智利边坡稳定性咨询企业Geosinergia合作,用60个Loadsensing 5通道无线设备代替了旧的数据记录仪来监测孔隙水压力。
EIB副总裁Ricardo Mourinho Felix表示:“EIB很高兴为Loadsensing的科研数据基础设施(RDI)战略提供支持,以进一步开发其下一代监控解决方案并实现广泛的重要应用。”
Banlaw发布了面向所有原始设备制造商的自动数据采集设备BOB
Banlaw宣布推出Banlaw On-Board(BOB)便携式设备,使矿场能够自动捕获和分析每种耗油资产的使用和消耗数据。
当前,手动数据采集既耗时,又需要针对每种类型的采矿设备采用不同的方法,并且容易出错。不准确的数据和较差的可见性会导致计划外的故障事件、过多的燃料使用和资产未充分利用。BOB通过提供自动化的统一数据采集流程来克服这些问题。
BOB采集关键的设备利用率数据,然后计算出准确的里程表和发动机小时信息。每次给设备加油时,数据都会无线传输,无需人工参与或手动数据采集过程。通过BOB,可以使用Banlaw的ResTrack RMS软件形成系列报告来执行维护计划和优化任务。
南非安全设备企业Booyco Electronics获得一项合同,为B2Gold公司位于纳米比亚的Otjikoto金矿的矿山机械设备安装CXS接近探测(proximity detection)设备。
该矿的工程承包商Murray & Roberts选中Booyco为其在该矿Wolfshag矿段负责地下回采的19台采矿设备部署CXS接近探测解决方案,以降低行人与车辆之间以及车辆之间的碰撞风险,从而实现矿山运营商和承包商关于实现零伤害的承诺。
Booyco CXS具有进行行人探测的超低频(VLF)技术,以及用于露天车辆探测的GPS和射频技术。Murray & Roberts计划在Otjikoto矿一个枯竭的露天矿坑中开挖一条5 m×5 m的斜井,以用于地下回采工程。这需要高度机械化的作业,并配备钻机、自卸卡车、铲运机、多用途车辆、以及喷浆和辅助设备等多种装备。
该项目使用的最新一代CXS系统是“真正的防碰撞系统”,而不仅仅是警告系统,可实现独立采矿安全标准工作组“地球移动设备安全圆桌会议”(EMESRT)制定的第7级和第8级事故预防控制功能,还可兼容第9级功能。
FLSmidth将人工智能引入先进过程控制,以实现更智能的矿物加工
人工智能(AI)正在迅速成为人们日常生活的一部分,并有望成为矿业过程优化解决方案的一部分。为了满足这一不断增长的趋势,丹麦史密斯公司(FLSmidth)发布了其先进过程控制解决方案的最新版本ECS /ProcessExpert®V8.5软件,该软件现在已具有集成新的AI认知技术和功能的能力。
FLSmidth数字化全球产品线经理King Becerra解释说,“新的AI技术基于的是机器和深度学习算法,通过对原始过程数据的查找模式建立对过程的自我理解。然后,利用这种理解来解决有助于提高性能和可持续性的问题。”
作为AI在工作中的一个应用实例,ECS/ProcessExpert V8.5软件有助于对可能不可靠或不可用的过程数据信号进行预测建模,然后将这些用于创建实际过程条件的更准确模型和控制。优势是保持最佳设定点的能力得到了提高,并且对可能导致不良情况的条件做出了更快的响应。
ECS/ProcessExpert V8.5软件还集成了新功能,以促进协作与合作。客户可以通过PXP DataBooks新模块将自己的机器或深度学习算法集成到软件的应用程序和控制策略中,从而弥合自动化工程师与数据科学家之间的鸿沟。
ECS/ProcessExpert V8.5软件的另一个新功能是一套可根据关键环境绩效指标来关联系统性能的可持续发展仪表板。通过这些仪表板,操作人员可以清楚地看到过程改进(例如更高的能源效率)如何转化为更低的二氧化碳排放量。
美国西屋制动与Stone Three合作扩展解决方案,以帮助矿业企业提高产量并优化流程
美国西屋制动(Wabtec)最近宣布其数字矿山部门将与Stone Three公司合作,通过基于机器视觉的智能传感器技术、咨询数据分析和先进过程控制服务,进一步扩展优化矿物加工厂的范围和能力。
这项合作将使Wabtec能够借助Stone Three在包括泡沫传感器、粒度分析仪和气泡筛分机等设备在内的机器视觉解决方案的优势,为其矿业行业客户提供更广泛的服务。
Wabtec数字矿山部门副总裁兼总经理Doug Hanson指出:“在新冠肺炎疫情的大背景下,在提高生产能力的同时远程监控运营变得越来越重要。双方的合作将有助于减轻新冠肺炎疫情对矿业行业运营的影响。”
欧洲电池生产商InoBat Auto宣布了其在欧洲的“绿色电池生态系统”计划,因为开发和生产最佳和“最绿色”的电动汽车电池的竞赛日趋激烈。
InoBat以人工智能驱动研发的电池生产中心最近通过了环境影响评价,是该公司发展绿色电池生态系统的第一阶段,该阶段从发现和开发性能更好、更高效且更环保的电池化学成分开始。
Inobat表示这可以通过人工智能和高通量(HTP)技术的专利组合来实现,使得InoBat在其位于斯洛伐克的电池生产中心同时测试和改进大量不同的电池化学成分。
InoBat还通过推出InoBat Recycling技术来解决电动汽车电池的回收问题。通过“湿法冶金”回收技术,InoBat Recycling技术将从废旧电池中回收比标准回收过程更多的关键原材料(例如锂),以完善可持续电池生态系统,从而为欧洲建立一种受专利保护的可持续技术解决方案。
湿法冶金回收技术将废旧电池溶解在酸中,从而将所需的有用金属留在溶液中,然后将其精炼成新电池的活性材料,从而减少对原材料采购的依赖,并形成了闭环的锂离子供应链。
InoBat将通过与电池回收企业Primobius的合作来实现上述回收过程。InoBat将投入1亿欧元采用最先进的湿法冶金工艺回收电池,实现100兆瓦时的电池产能,到2025年将通过投入10亿欧元实现10吉瓦时的电池产能,可供240000辆电动汽车使用。截至目前,大多数电池回收采用的是火法冶金技术,Inobat认为该技术更浪费且在回收过程中会破坏锂等关键原材料。
巴里克黄金的Bulyanhulu金矿采用了Chrysos的PhotonAssay技术
根据与巴里克黄金(Barrick)签订的实验室服务合同,MSA Labs公司将采用Chrysos公司的PhotonAssay技术实现持续的现场实验室管理和分析服务。PhotonAssay技术使用高能X射线可在短短两分钟内分析金、银和互补金属,可以测量高达500 g的样品,并提供与样品的化学或物理形式无关的批量读数。X射线分析过程不会破坏样品,这意味着可以将其保存以进行进一步分析。
Bulyanhulu是一座窄脉金矿,2001年开始商业化生产,位于坦桑尼亚西北地区硫化物中的金、银和铜矿化带。
2020年早些时候,总部位于加拿大的金矿开采企业柯克兰莱克黄金(Kirkland Lake Gold)为其位于澳大利亚维多利亚州的Fosterville金矿选择了Chrysos的技术。
总部位于卢森堡的欧亚资源集团(Eurasian Resources Group,ERG)透露,其铁铬合金生产子公司Kazchrome开发了一种用于含铬氧化物尾矿的浮选技术。ERG声称,在哈萨克斯坦Aktobe地区Kazchrome的Donskoy矿石开采和加工厂进行的试验表明,这种新型浮选溶液可回收超过55%的氧化铬。该公司目前计划建设配备有该技术的后处理设施,年处理170万吨尾矿。
ERG首席执行官Benedikt Sobotka表示,“这项开创性技术是在哈萨克斯坦实现可持续、低成本铬铁矿精矿供应的一个重要里程碑。”
计划建设中的工厂将处理超过1000万吨的氧化铬尾矿,估计每年将生产45万吨铬精矿。
美国宾夕法尼亚州立大学有关团队对处理工艺的改进,可从矿山酸性废液中获取更多价值
美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员称,对矿山酸性废液(AMD)处理工艺的改进可以将稀土元素(REE)的回收率提高至95%(而传统的AMD处理工艺仅为70%),同时还可以减少对环境的影响。
美国宾夕法尼亚州立大学采矿工程系助理教授Mohammad Rezaee表示,“数十年来,AMD一直是人们关注的重大环境问题。通过对现有处理工艺进行简单的改进,行业就可以使用更少的化学药剂,并从AMD废物中获得更多价值。”
该团队通过向AMD添加二氧化碳将其值pH调至7(中性环境修复目标),以减少化学药剂的使用量。二氧化碳首先通过化学反应形成碳酸盐固体矿物,然后多余的碳酸根与稀土元素在较低的pH值下键合形成沉淀。
该过程包括两个阶段,即利用低成本专有的碳酸盐配体(如铝在pH值低于环境值时)来促进稀土元素和AMD主要元素的各自沉淀。这有助于将不同元素分离于不同的产品流中,从而可以在产品流中获得含有更少杂质的高浓度稀土元素,降低了获得高纯度产品的复杂性和成本。
矿物创新应用
钴可能替代燃料电池中的铂
由美国西北太平洋国家实验室的研究人员领导的一个研究团队设计了一种高活性催化剂,该催化剂含有散布有氮和碳的钴,因此它不依赖铂来刺激必要的化学反应。
他们的发现表明了燃料电池在运输业中的应用前景,因为与氢配对的质子交换膜燃料电池需要非常活跃的催化剂来进行化学反应(使燃料电池有效发挥性能的氧还原反应)。
研究人员开始研究钴,因为尽管铂族金属(PGM)往往是质子交换膜(PEM)燃料电池最常用的催化剂材料,但它非常昂贵,而其他选择(例如过渡金属)在酸性质子交换膜燃料电池环境中会迅速降解。
该研究的主要作者Yuyan Shao在媒体声明中表示:“我们知道含氮和碳的钴结构是催化剂反应效率的关键,而活性位点的密度对性能至关重要。我们的目标是真正提高钴基催化剂的反应活性。”
Shao解释说,他和他的团队将钴基分子固定在沸石咪唑酸盐骨架结构材料的微孔中,这些分子作为“保护栅栏”来降低钴原子的迁移率并防止它们簇集在一起。然后,他们利用高温热解将原子转化为骨架结构内的催化活性位。在这种结构内,他们发现活性位点的密度显著增加,从而提高了反应活性,实现了截至目前非铁且无铂族金属的催化剂在燃料电池中的最高活性。
该团队还首次发现了脱金属反应的显著差异,其中的金属离子从催化剂中浸出,然后该催化剂失去活性。他们还发现,过氧化氢中的氧自由基是燃料电池中氧还原的副产物,会腐蚀催化剂并造成性能损失。
美国劳伦斯利沃莫国家实验室的科学家在《Applied Physics Letters》发表的研究成果表明,他们提出了利用金刚石作为超宽频带隙半导体为电网、铁路机车甚至电动汽车更有效供电的想法。
该研究表明金刚石具有优异的载流子迁移率、击穿场强和热导率,这是电力电子器件最重要的特性。在开发用于高质量单晶生长的化学气相沉积工艺之后,宝石也变得特别令人期望。基于这些已有认识,美国劳伦斯利沃莫国家实验室的团队探索了比天然金刚石质量更高的合成金刚石的特性。
论文的主要作者Paulius Grivickas解释说,在光电导器件中,电导率和频率响应的最佳组合是通过引入杂质实现的,杂质可以控制载流子复合的寿命。在金刚石中,该方法的一种低廉且便利的替代方法是电子辐射,即通过将晶格原子敲到适当位置而产生重组缺陷。研究人员指出:“最终,我们确定了哪种辐射缺陷决定了载流子的寿命,以及在退火过程中该缺陷的行为如何。”
以此方式生产的光电导金刚石开关可用于电网,以控制电流和电压浪涌,后者会使设备无法正常工作。Grivickas指出:“当前的硅开关体积大且笨重,但是基于金刚石的开关可以用一个可放在指尖上的设备完成同样的事情。”
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