痛点一:贫矿多,富矿资源少,需要通过分拣增加开采量和开采寿命
我国是矿石资源较为丰富的国家,但伴生矿占主导,富矿资源少是主要特点,如铅锌矿大多数矿床普遍共伴生有50余种元素,铅矿山中以品位在0.7%-1%之间的矿山最多,占47.27%,品位大于10%的矿石仅占总储量的15%。铜矿储量的平均品位为0.87%,在大型矿床中,品位大于1%的铜储量仅占13.2%。随着开采年份的增加,富矿资越来越少,矿山的可开采量变少,开采寿命变短,急需对低品位矿区进行加工利用,其基本技术路径就是从低品位矿石中分拣出可供工业化利用的矿石,从而增加矿山可开采量和开采寿命,保证资源供应的可持续性和安全性。
痛点二:低品位矿石选矿成本居高不下
在矿石进行精炼之前均需进行选矿工序,即根据矿石中不同矿物的物理、化学性质,把矿石破碎磨细以后,采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等,将有用矿物与脉石矿物分开,并使各种共生(伴生)的有用矿物尽可能相互分离,除去或降低有害杂质,以获得冶炼或其他工业所需原料的过程。选矿能够使矿物中的有用组分富集,降低冶炼或其它加工过程中燃料、运输的消耗,使低品位的矿石能得到经济利用。可见,品位越低,则矿石的选矿成本越高。
根据调研,目前国内大多数选矿企业缺少分拣工序,其主要原因是人工分拣效率低、成本高。据调查,如果采用人工方式进行分拣,其基本配置为:若干工人(视场地而定人员规模)、皮带机(每条多人操作,根据人选速度控制矿石传输速度)、废石提升机、水喷头(用于冲洗矿石污泥)等,每天人工可选3.3吨左右原矿石量,选废率8-10%,选废成本约为120元/吨。因此,人工分拣方式存在成本高、劳动强度大、作业效率低、分拣精度低等问题,而现有国内机器分拣设备可供选择的少,且多不成熟,效果不佳,国外设备基本上标准化产品,难以满足企业要求,且成本高(一般每台在800万元以上),因此,许多选矿企业没有抛废分拣工序,大量的废矿在破碎磨细后在后续的选矿流程中耗费了大量的药剂、水、电等,极大地增加了选矿成本,某些矿山企业的成本已经逼近了其盈亏平衡线。在近几年精矿价格持续低迷的市场环境下,选矿效率、效果和成本对矿区赢利变得非常重要。
痛点三:大量堆存的历史“废”矿堆环保和安全问题突出,且浪费资源
对矿山企业来说,品位的高低是相对的。在各采区和选矿厂,受当时采矿技术、选矿技术所限,企业为了平衡矿石开采成本、精矿价格、环境保护要求等因素的影响,堆存了大量的被遗弃的矿石,这些矿石堆存在一起,对周边环境产生严重影响,而且,极易发生滑坡等地质灾害。而今天,高品位矿资源越来越少,环保要求也在不断提高,原有的被视为低品位的“废”矿堆通过智能分拣可以成为现实的富矿堆,智能矿石分拣既具有现实的经济价值也具有重要的社会价值。
发展趋势
目前,随着人工智能技术(AI),尤其是机器视觉识别技术的发展,为矿石智能分拣提供了技术条件,智能矿石分拣设备的发展具备了技术可行性、经济可行性、环保可行性和安全可行性,因此,无论是从矿山和选矿企业生产的经济性、环保性和安全性出发,还是从资源的可持续性开发和综合利用出发,金属矿石领域矿物加工正迫切需要进行一场分选工序的革命,实现从不分拣或人工分拣向智能分拣发展的历史性飞跃。
军芃科技公司及产品介绍
公司简介
公司目前主营业务有企业软件开发/信息化集成业务和矿石智能拣选业务。其中智能化系统集成是传统&基础业务,业务涵盖政府、医疗、金融、电力、工程机械、旅游等行业,具备智能化工程设计、软件开发、系统集成、施工和服务的丰富经验,赢得了广泛的认可;共与约50余家企业或机构达成合作。
产品简介
军芃智能矿石分拣系统是一种能对10-300mm粒度范围、不同品位的目标矿石进行大批量、自动化、连续稳定分拣的智能化设备,其目的是从原矿石、废矿堆中自动分拣出可供工业利用的高于临界品位的矿石,并抛弃废矿石。JPXRT智能矿石拣选系统设备主要由给料系统、检测系统、执控系统等三大系统组成。它是集光、电、气等机电一体化设备,具有感知、分析、推理、决策、记忆、学习和控制功能的新型高端智能装备。
智能矿石分拣系统利用机器视觉与深度学习、自动化控制、机电一体化等技术,结合高性能计算和大数据技术,模拟人眼视觉和大脑,利用不同矿石所含不同元素所独有的特征光谱成像原理,通过计算机系统辨析矿石对X射线的穿透、电离和对特定光谱的透射率、反射率、吸收率效应等效应;矿石表面的蚀变成色、纹理、荧光反应等特征;对矿石进行快速精确的定性定量分析并有效分拣矿石和废石(指低于边界品位的矿石)。
应用场景
智能矿石分拣系统可部署在原矿石采出初碎之后、中碎之后、细碎之后,进入浮选车间之前,可根据不同的原矿石生产分拣需求设定参数,快速完成原矿石分拣任务。适用于选矿厂、采矿场、渣石堆放场等矿山企业及应用于冶金生产废料分拣的冶金企业。
智能矿石分拣系统使用矿种可覆盖如下品种:
——有色金属类矿石:锑、金、铜、铅、锌、钨、钼、锡、镍、钒、钛等;
——黑色金属类矿石:黑钨、铁、锰、铬等;
——贵金属:金、银等;
——荧光类矿石:白钨、萤石、方解石、马来亚石、锆石、锂云石、白云石、层解石、冰洲石、蛋白石、块状荧石、金刚石等二十三种;
——其它:特殊能源类铀矿石以及稀土类矿石及非金属矿石、其它稀有金属。
工业价值
市场需求量及规模
原矿石计算时,以2016年统计标吨产量为基准,之所以选择以2016年为基准年,是出于保守估计原则。2016年是我国有色金属增速较低的年份,当年十种有色金属产量同比增速为2.5%,而2017年和2018年同比增速分别为3%和6%。计算时,根据品位及高/低品位占比推算需要分拣的原矿石量,即分拣领域市场容量值。回收率取85%。计算公式为:
需要分拣的原矿石量=标吨产品量*低品位资源占比*回收率/平均品位
全国市场锑铅锌钨分拣原矿石量估算
以2016年统计值保守估计,在智能设备铺装率50%情况下,仅铜锑铅锌钨五种矿石的智能分拣市场规模超380亿元,包括其它有色金属、黑金属、贵金属、非金属在内,市场规模远超1000亿。
以2016年产量计算的不同铺装率下铜锑铅锌钨矿山对设备的需求量及市场规模
备注:
1、以50吨/小时的平均分拣速度,以每天工作8小时、每年作业220天计,则每台标准型分拣机每年可分拣矿石8.8万吨;
2、根据目前已运行的处理能力相近的国内智能分拣设备平均每台设备定价350万元左右计算;
3、设备销售后,每年运维费为设备价值的15%。
市场竞争格局及优势
金属矿石人工智能分拣市场的竞争格局:少数厂商开始参与的新兴市场
目前,国内某些原来从事食品分拣设备生产的企业涉足非金属矿物质矿石(如钾长石,石英砂,熔融石英,方解石,碳酸钙,鹅卵石,雨花石等)领域,由于这些非金属矿石人眼可凭颜色区分,于是采用机器视觉区分颜色进行拣选;由于低品位金属矿石的智能化分拣在精准度和可靠性上具有较高的技术门槛,使得该市场国内参与者很少,但人工智能技术的快速发展使得具有巨大潜在需求的市场正在成为现实市场,国内金属矿石人工智能分拣市场是一个方兴未艾的巨大市场。研制生产有色金属矿石智能化分拣设备的国内厂商主要是湖南军芃科技、赣州好朋友科技、沈阳隆基电磁科技。国外品牌的设备(美国凯瑞斯矿业、瑞士陶朗集团、德国BHS桑索霍芬矿业),价格高昂;由于不同的矿山有不同的矿床构成,需要个性化服务(试验和配套选矿流程),在国内难以获得国外厂商的技术服务支持,因此并不完全适合中国市场。
军芃科技竞争优势
1)军芃独有技术和市场先发:高精度、高速度、高可靠、广粒度是矿石分拣设备的重要竞争要素。公司基于矿石检测样本的长期积累,拥有矿石物理特征数据库;基于独有的计算机算法和人工智能技术,基于复杂工况环境设备运行状态的长期研究与优化,保证机械执行速度、精度和可靠性的独有结构。
安全性优于国标、稳定可靠(设计符合国标、技术先进、稳定耐用);
识别准确率高达97%,同行一般为85%左右;
拣选效率高,矿石拣选处理量100-200吨/小时,同行一般为30-60吨/小时;
处理粒级广:可处理矿石粒径10-200mm;
拣选全过程智能化控制和远程操控,同行一般为现场操控。
2)产品已有一定的市场验证,正在被客户快速认可:公司产品已有客户包括中国五矿、中国有色、盛达资源、湖南黄金、中金岭南等。