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技术创新,让矿业脱胎换骨

——从技术角度看全球矿业发展

2019-12-17 9:22:08 来源:中国矿业报 本报记者:刘盼盼

在经济全球化时代,科学技术作为第一生产力,已成为当代经济发展的决定因素之一。如果一个国家具有较强的科技创新能力,就能在世界产业分工链条中处于高端位置,就能创造激活国家经济的新产业,就能拥有重要的自主知识产权而引领社会的发展。

矿产资源作为经济社会发展的重要物质基础和工业的“粮食”,如果能在其勘查开发过程中应用创新技术,就可能促进矿业脱胎换骨,获得高质量发展。

随着科学技术的突飞猛进,人工智能、数字化等高科技开始走进人们的生活。当然这些智能化技术也正进入矿业领域,悄悄地改变着矿业。

新技术为矿业提供机遇

中国五矿股份有限公司副总经理王炯辉曾表示:“矿业发展与科学技术进步以及人类社会所处阶段紧密相关。新技术必将为整个矿业行业带来巨大的机遇,也将成为矿业的未来。”

回顾2019年,有关矿业行业,人们说得最多的新技术恐怕就数人工智能技术了。应用于矿业的人工智能技术是指通过使用模式匹配,预测分析甚至可以处理地图和地质数据的计算机视觉系统,可以帮助用户分析大量数据,更好地预测哪里可以找到更好的资源。

为什么要使用人工智能技术呢?减少人员伤亡、降低劳动力成本和提高精度或许是使用人工智能技术最主要的原因了。通过传感器从矿井周围和设备上收集来的恒定的数据,人工智能技术可以估计出机器可能出故障的时间,或者给出提高工作效率的方法,还可以筛选大量的地质数据,并确定矿床条件成熟的地方。

人工智能技术作为新兴的技术变革,正渗入到矿业的各个方面。可以说,新技术的迅猛发展,不仅将为企业带来巨大的收益,还将改变整个矿业行业的发展。目前,这项技术已经深入到了矿业勘查、采、选、冶等各个环节。

勘查技术不断创新

矿产勘查作为矿业生产链的前端一环,也是矿业开发的基础。因此,勘查是否做好直接关系到整个矿业行业发展。

近年来,全球矿产勘查也在不断创新发展,这其中包括钻探技术、智能勘探软件、勘查方法等方面:

钻探技术。随着人工智能技术的不断应用,人工智能越来越能帮助寻找更优质的矿产资源,从而不断降低采矿成本,提高采矿利润。据Mining.com报道,全球最大的镍生产商淡水河谷已经开始应用人工智能和机器学习技术,以识别新的钻探目标。

智能勘探软件。随着自动化、机器学习和云计算的不断发展,智能勘探软件作为一个数据可视化的重要技术也开始应用到矿业发展中。据相关报道,澳大利亚一家数据集成分析软件公司在自动化和数据分析优化上取得突破。据了解,该公司研制的X10-Geo平台不仅改变了地质学家和工程师核查数据的方式,还为用户提供了一种成本低廉、易于使用的方法,可以动态分析和报告地质资源数据或空间数据,缩短处理时间并消除错误。但是,智能勘探软件能否普及应用并为用户提供空间数据和地质资源数据,仍需要拭目以待。

勘查新方法。当前全球范围内的勘查效率越来越低,新发现的资源越来越少,像金、铜等矿种在未来的供应将面临极大的挑战。因此,如何破解勘查效率越来越低的问题,如何快速地勘查到更多的矿产资源,使用新技术、新方法越来越成为矿业行业的关键。据Mining.com报道,南澳大学的一位研究人员开发了一套地球化学方法,可以更准确地定位有价值的矿床。通过用这种新方法分析钻探材料的数据,可以定位到地质年代较小的沉积物埋藏的贵金属,并准确地确定钻孔位置,降低矿产勘探成本。

采选冶技术不断创新

当前,矿山与岩石挖掘行业正面临着越来越大的压力,这就对采、选、冶等技术提出更高的要求。

一是智能采矿新技术不断发展。全球顶尖矿山设备生产商已经开始聚焦矿山智能系统,努力为智能矿山提供强大的技术支撑。我国的矿业公司也开始进行智能化开采。

2019年中国国际矿业大会上最引人注目的洛阳钼业智能矿山采矿车。据悉,该公司旗下一矿山基地启用全球首批新能源动力电池组矿用卡车,标志着洛阳钼业成为全球矿山行业首家完成矿用卡车动力电池组改造的企业。在“零排放”的基础上,矿用卡车较燃油卡车可节约能源费用75%以上,加速、爬坡、续航里程等关键指标均处于行业前列,实现了露天采矿设备远程操控。此外,据记者了解,当前洛钼正在与联通、华为合作将5G技术应用于矿山生产。

二是采矿新技术不断创新。据Mining.com网站报道,来自昆士兰大学的科研人员一直在开发一种能够从植物中回收金属的采矿技术,这种植物即所谓的超富集植物,它们能够通过根系来吸收和富集金属。这些植物能够从采矿废石中吸收金属,废石一般存放在尾矿设施中,常常含有价值高的金属,比如钴。

从植物中也能采选出矿物,似乎是个传说,但是随着技术的发展,只有想不到的,没有做不到的。相关科研人员表示,植物采矿是一项创新性的技术,能够完善钴等关键矿产全球供应链,通过利用废矿石来促进循环经济。一些植物根系中钴的含量可达1%,镍含量高达4%,如果烧成灰,其含量可提升至25%,因此被称为“生物矿石”(bio-ore)。相信在不久的将来,越来越高的创新技术将会应用到采矿行业。

三是稀土金属分离回收新方法。该项技术将会加速稀土回收产业的发展,以及对促进稀土回收技术的研究也愈发重要。

传统分离元素混合物的方法是对其进行化学反应,将混合物放入酸溶液中,然后根据金属的化学性质,有机化合物和各个金属离子以不同的速率缓慢移出酸性相并进入有机相。但是稀土金属之间的化学性质非常相似,这意味着分离它们需要大量的酸性溶液、时间以及能量的输入,导致传统稀土金属的提取过程,既费时又耗能,还会产生大量的酸废。Mining.com报道称,宾夕法尼亚大学的研究人员发现了一种通过结合磁场和降低温度来分离稀土金属混合物的方法,该过程可以使金属离子以不同的速率结晶。这种方法可以有效地、有选择性地将铽、镱等重稀土元素与镧、钕等轻金属分离开。

四是尾矿管理技术不断创新。提起尾矿,就不得不提2019年初全球最大铁矿石开采商巴西淡水河谷公司的尾矿坝溃事件,该事件对淡水河谷造成的影响不言而喻,200多人为此丧失了生命。为防止尾矿事故再次发生,该公司大胆创新开始采用铁矿石干法选矿工艺,即利用天然水份进行选矿,但由于这项技术还处于工业开发阶段,并没有进行大规模推广。

此外,据Mining Weekly.com网站报道,国际矿业巨头英美集团也在推行一项可以更有效控制尾矿坝安全风险的技术。这项技术可以获取尾矿坝中水的信息,通过在尾矿坝安装光纤可以实时对大坝的应力、变形和渗透情况进行监控。英美集团技术总监托尼·奥尼尔(Tony O'Neill)曾表示,在技术开发过程中曾多次失败,但效果逐渐改善。

综上,技术创新作为第一生产力正在改变着矿业的发展,我们相信在不久的将来,会有更多的新技术应用到矿业领域。

网站编辑:宫莉

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