有色设备

摘要:矿业一直是国民经济和民族产业的重要物资保障,但我国从“矿业大国冶向“矿业强国冶迈进的进程中一直面临着开发方式粗放、生产效率和能源利用率不高等一系列难题。 矿业发达国家如加拿大、瑞典、芬兰、南非等在智能矿山领域深耕了 30 余年,已在远程遥控自动化开采、数字化模拟分析、智能化运营管理等方面取得了丰硕的成果。 相较之下,我国智能矿山业务虽起步较晚,但近年来,国内市场规模持续增长、政策支持力度加大、技术创新不断突破、智能化设备普及应用成效显著,业务发展势态良好。 而随着人工智能、大数据、 云计算、物联网等新兴技术不断发展,也为我国智能矿山发展实现“弯道超车冶提供了可能性。 在这样的时代背景下,中国恩菲工程技术有限公司智能矿山技术创新团队立足于“跨学科研发、多专业融合、新课题导向冶的研发理念,开展了以开采过程智能化技术、无人驾驶技术、按需通风等绿色节能技术、 MIM 信息模型体系等为代表的智能矿山整体解决方案的研究工作,承担了多个在国内外具有重大开创意义的智能矿山工程,实现了多个“国内首创冶的关键技术。 截至目前,团队研究成果获得“数字中国冶十大硬核科技一项,省部级科技进步类奖项 10 余项,授权专利 50 余项,入选国家应急管理部推荐名录和工业和信息化部物联网赋能行业发展典型案例。 团队秉承“融合规划、整体设计冶理念,建设了生产数据采集与统一管控平台,融合生产、运输、辅助三大系统,形成了以生产一体化运营管理为纽带、一体化融合网络为数据传输高速公路的融合管控的数字运营一体化平台,助力第一个真正意义的中资智能矿山项目在非洲落地。 在无人驾驶技术领域,团队率先完成了我国矿山有轨运输无人驾驶技术的研发,填补国内空白,为矿山大规模运输提供了安全、高效的技术保障,应用前景广阔。 团队自主研发了矿山双电机车同步牵引有轨运输无人驾驶系统,实现了列车首尾双电机车牵引的双机联动和负载自动平衡、双电机智能同步、变频器飞行同步等关键技术,立足国内常见的双机牵引模式,夯实了发展安全、可靠、绿色的无人驾驶技术基础;开发了信息多路径自主切换的巷道双无线通信与数据智能筛选技术,实现了基于窄断面、高粉尘等矿井条件的无线通讯系统,为井下无人驾驶提供了高可靠无线移动通信保证;研发了涵盖全运输环节的控制、供电、辅助等全系统的融合控制技术和综合一体化基站,实现了有轨运输各系统之间信息共享和协同控制,大幅简化了矿山井下系统数量并搭建了井下基础“物联网冶平台;构建了基于无人驾驶的智能调度系统和安全保障体系,显著减少安全事故,彻底解决运输环节的人身安全问题,并实现预防性维护;研发了柔性集电弓、无人机械驻车、 线路识别器等一系列自主的国产无人驾驶关键配套装备,保证关键设备的国产化自主可控,也为国际市场的竞争提供有力支持。 通过对矿山有轨运输工艺环节的需求分析出发,基于地下矿恶劣的工作环境以及多岔路、多弯道、多装矿点、多列车的复杂工况条件,团队实现了矿石有轨运输全过程无人化和智能控制,构建了涵盖全运输系统的数字化集群控制平台,在矿山运输环节建立起标准的智能矿山模型,为矿山整体的智能化改造树立了良好的技术与管理模板。 本期专栏共计 4 篇文章,聚焦“智能矿山无人驾驶冶前沿技术,探索大规模矿用高低压柜设备的高效更新策略,激发有轨运输无人驾驶技术的创新潜能,剖析智能矿山无人驾驶系统的无线通信设计,揭示其如何跨越距离障碍,实现精准调度与协同作业,并前瞻性地讨论无人化、智能化在矿山作业中的广泛应用。 对比国外,国内无人驾驶技术起步较晚,但在技术底座选择上更适合于国内地下矿轨道运输实际需求, 在设备上更能承受国内地下恶劣的使用环境。 国外在大吨位电机车制造和驱动方面技术较为领先,可采取引进—消化—吸收—再创新的技术路线,作为我们下一步追赶的主要思路。 智能矿山建设从不是只局限于即时的利益,旨在服务于矿山长期可持续化发展,希望本专栏能够成为一扇窗口,搭建一个交流思想、分享智慧、打造智能矿山新质生产力的平台,共筑智能、安全、高效的矿业新时代。

摘要:为了大幅度提高国内矿山智能化建设水平，借鉴电力物联网技术、边缘计算技术、总线通讯技术、控制技术、智能配电等技术，经过十多年的潜心研发和工程验证成功提出了一种大规模矿用高低压柜设备的更新技术——泛融技术，实现电力系统按照CBA技术标准使用统一的通讯接口对外衔接，解决了“控制孤岛”和“数据烟筒”等矿山难题，为实现生产系统、辅助系统和安全监测系统间智能决策和联动控制打下了坚实的基础，为矿山大规模矿用高低压柜设备的更新换代提供了一种可实施性的技术。

摘要:本文对现有矿山有轨运输电机车双机牵引技术应用进行了调查及研究，对矿山有轨运输环节双机牵引运输方式从其应用背景、工艺特点、关键技术及目前的应用情况进行了分析讨论。主要总结了双机牵引的通讯技术、联动控制技术和负载平衡技术的应用；从控制连续性、制动距离、调度效率和运输适应性等方面探讨总结了双机牵引运输方式的优缺点和应用前景，为矿山有轨运输系统的无人化、智能化设计及改造实施提供了一定的参考依据。

摘要:我国矿山有轨运输电机车运行路线覆盖矿山井下电机车轨道，无法采用有线通信的传输方式来采集和控制电机车上的所有数据。电机车需要跟控制室通信的数据，包含语音数据、机车定位数据、控制数据、视频数据等。大部分电机车传统通信方式只采用WiFi无线通信技术，无法保证移动电机车上的各类工业数据的稳定可靠传输。本文研究了无人驾驶电机车无线通信的多种传输方式，并根据矿山电机车运行的移动场景，提出了适合智能矿山无人驾驶电机车的高稳定性、高可靠性且经济实用、易于拓展维护的无线通信数据传输方式。

摘要:自卸卡车是矿山矿岩运输的主要工具，在露天矿山生产中发挥着重要作用。近几年来，矿山对节能、减排和智能技术的考核指标也越来越严格。随着电池技术和无人驾驶技术的快速发展，无人电动卡车在矿山领域也开展了实验和应用。本文对无人驾驶电动自卸卡车在露天矿山的应用开展了实践调查和现状分析，列举应用实例说明了无人驾驶电动自卸卡车相比传统燃油自卸卡车在矿山应用具有的优势和经济价值，梳理了无人驾驶自卸卡车的应用情况，为无人驾驶电动自卸卡车技术的相关研究和应用提供参考。

摘要:有色冶金废水浓度高、污染物复杂，排放前必须经过有效处理。生物反应器是常用的有色冶金废水处理设备，但是有关不同反应器的研究进展缺乏总结、比较。通过文献计量分析指出了生物反应器研究概况，并明确生物反应器属于未来的热点技术之一。此外，对3种具有代表性的生物反应器膜生物反应器（Membrane bioreactor，MBR）、移动床生物膜反应器（Moving bed biofilm reactor，MBBR）、生物滤池（Biological filter，BF）进行系统性综述和比较，提出了各自的适用场景、强化措施和未来研究方向。本文系统总结了MBR、MBBR和BF的特点，为有色冶金废水实际处理中装置选择提供了参考依据。

摘要:核能的快速发展产生了大量的低浓度含铀废水，水体中U(VI)对人体和生态环境均会造成危害。随着我国对环境保护的重视，研究与开发绿色、高效、成本低的水处理技术用于去除水中的U(VI)成为重点方向。本文综述了水中U(VI)的常用处理技术，包括化学沉淀法、蒸发浓缩法、离子交换法、膜处理法、萃取处理法、电化学法、光催化法、植物修复法和吸附法等，并分析了其存在的问题，以期为水中U(VI)的处理提供技术与理论指导。

摘要:为解决现行铅烟灰提取铟过程中浸出率低和安全环保问题，提出一种全湿法铅烟灰两段混合酸浸回收铟新工艺。研究铅烟灰浸出过程中硫酸浓度、液固比、反应时间和不同硫酸始酸浓度条件下盐酸对铟浸出率的影响。结果表明,控制铅烟灰一段浸出工艺条件为：液固比8∶1，硫酸始酸浓度150g/L，盐酸始酸浓度40g/L，反应温度90℃，反应时间4h；二段浸出工艺条件为：液固比4∶1，硫酸始酸浓度300g/L，盐酸始酸浓度40g/L，反应温度90℃，铟浸出率达到81.18%，浸出渣含铟0.25%，且产出低酸浸出液符合净化工序要求。铅烟灰两段混合酸浸工艺工业应用后，每年可增产粗铟约3.63t，增加经济效益约553.61万元，该工艺极具推广价值。

摘要:为解决广东某硫铁矿选厂碎磨系统设备老旧、规格小、数量多、生产维护困难、维修费用高、劳动生产率低、运行成本偏高等问题，进行了碎磨系统技术改造与优化研究。通过常规破碎+球磨、高压辊磨+球磨以及半自磨+球磨3种碎磨工艺研究，确定最优实施方案为半自磨+球磨工艺，即粗碎+半自磨+球磨（CSAB）。采用此碎磨工艺改造后单位矿石成本降低11.96元/t，同时大幅改善作业环境、提升安全水平、减少定员、大幅提高劳动生产率，减少维护工作量、更好地保障企业生产稳定，创造更好经济效益和社会效益。

摘要:本文以110kV XLPE电力电缆为研究对象，比较了直埋、排管、电缆沟敷设方式下电缆服役13年的情况。为了对XLPE绝缘材料的劣化规律进行表征，本文采用了傅里叶红外光谱（FTIR）、差式扫描量热（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TG）、宽频介电谱和工频击穿试验等多种研究手段。结果表明：服役13年的XLPE电缆绝缘相比未服役电缆在微观结构和宏观性能上均出现明显劣化，具体表现为XLPE分子链发生断裂，C[FY=，1]O、C[FY=，1]C、—OH等极性基团增多，直埋、排管敷设时熔融温度、结晶度较低，电缆沟道敷设时熔融温度、结晶度较高，球晶形态均遭到破坏；3种不同敷设方式下的XLPE电力电缆介电常数及介电损耗均上升，工频击穿场强下降。其中，排管敷设的电缆绝缘在结构和性能上具有更快的劣化速率，直埋敷设次之，电缆沟道敷设劣化速率最慢。产生上述差异的原因在于沟道敷设电缆的散热条件最好，在施加电流相同的情况下，电缆运行温度最低，排管敷设电缆散热条件最差，电缆运行温度最高。

摘要:锂云母矿石组成复杂，同时伴生的钽、铌易碎过磨，使得该类资源综合回收难度较大。在开展某含钽铌锂云母多金属矿工艺矿物学研究的基础上，采用重选-浮选联合工艺对矿石中有价组分进行综合回收试验。结果表明：在原矿Li₂O品位0.65%，（Ta、Nb）₂O₅品位0.016%的条件下，通过螺旋溜槽粗选-摇床粗选-摇床精选的重选工艺，然后对重选尾矿进行浮选，以碳酸钠作为pH调整剂、六偏磷酸钠作为抑制剂、BK426作为锂云母捕收剂，浮选精矿中锂云母大部分单体解离，微细粒云母部分浸染在长石、石英、含黏土的氧化铁粉砂中，较难在磨矿过程中单体解离，最终可获得（Ta、Nb）₂O₅品位30.44%，回收率为36.15%的钽铌精矿产品，Li₂O品位4.63%、回收率为93.29%的锂云母精矿产品，较好地实现了该多金属矿有价组分的综合回收。

摘要:国内磁铁矿品位整体偏低，且随着开采深入贫化率呈现上升趋势，显著增加了选矿成本，制约了铁矿企业的持续发展，因此，“多碎少磨，能抛早抛”仍然是铁矿山选矿工艺设计及改造的重要指导原则。当前铁矿破碎粒级趋细，（超）细碎已成为主流破碎工艺，细粉含量增加，粗粒矿石与细粉之间易产生黏附、夹杂、团聚现象，常规干式预选设备分选效果不佳。针对以上问题，本文介绍了一种旋转磁场干选技术，其通过筒体与磁系的快速异步旋转，实现了高频次磁翻转，可有效打散团聚体，减少黏附、夹杂问题，显著提升分选指标，在铁矿（超）细破碎预选工艺段具有广阔应用前景。

摘要:随着新能源汽车、储能系统等产业的快速发展，对钴的需求持续增长，钴回收尤为重要。硫钴精矿是将钒钛磁铁矿原矿经过破碎、磨矿、选铁、浮硫等工序加工而得的粉状矿物，主要成分是硫和铁，同时含有贵重金属钴、铜、镍等。硫钴精矿是生产钴产品的主要原料之一，但其中的钴含量通常较低，需要通过进一步的处理和回收来提高其利用价值。本研究针对硫钴精矿的钴品位极低、元素赋存状态复杂的特点,采用氧压浸出工艺。结果表明：控制浸出温度为160±5℃、浸出氧分压1.2MPa、反应时间2h、液固比4∶1、始酸浓度16%的条件下，钴、铜、铁、硫的浸出率分别达到78.5%、75.4%、32.7%、31.4%。硫钴精矿处置直接经济效益为30.36美元/t，按年生产加工80万t硫钴精矿测算，则年毛利润2428.80万美元，具有良好的经济回收前景。

摘要:针对某炼铁厂高炉底滤池无人化升级改造的切实需求，本文设计并研制了一套智能无人天车控制系统，在炼铁厂首次实现了抓渣转运全作业流程下的无人化运行。该系统主要包含天车电控系统、天车定位系统、地面设备控制系统、天车监控系统等，提出了一种新颖的基于双车联动的协同调度安全控制策略，基于线程技术控制天车合理执行等待、避让或移动等调度任务，首次实现同跨两台天车安全稳定协同调度。实践应用效果表明，改造后的炼铁厂高炉底滤池无人抓斗天车自动化和信息化程度高，抓斗运行平稳性、同步性、作业效率、满斗率等关键指标均优于人工操作，作业效率提升约20%，能耗下降约10%，劳动强度降低约70%。

摘要:针对矿山行业的冶炼厂低品位的热水，如设备的冷却循环水、矿井井下涌水等，本文采用单级和两级蒸气压缩高温热泵系统进行余热回收，建立了系统热力性能计算模型，并对2种系统能效进行了分析比较。结果表明，系统性能系数（COP）受冷凝器出口温度、冷凝器进口温度、窄点温度、等熵效率等因素影响显著，两级蒸气压缩热泵系统（TS）的性能优于单级蒸气压缩热泵系统（SS），在热水进口温度85℃、出口温度115℃时，TS系统相对于SS系统COP提升幅度为22.60%，在等熵效率为0.7时，TS系统COP比SS系统COP提高了21.07%。

摘要:目前我国闪速炉的设备水平、工艺指标、生产操作等方面均达到了国际领先的水平。越来越多的国内企业走出国门，将闪速炉及闪速熔炼技术向国外进行推广。本文对闪速炉炉体结构以及应用现状进行了分析。随着全球经济格局的演变和铜精矿市场供需结构的变化，越来越多的中国企业参与国外新建和改造铜冶炼厂项目，向国外输出先进的铜冶炼技术以及制造设备，针对国外闪速炉供货项目的特点，对比国内外闪速炉供货项目的区别，指出在国外闪速炉供货项目的执行过程中项目各参与方需要进行的优化；同时对以往工程的闪速炉安装过程中存在的一些问题进行了分析，并对闪速炉的安装顺序以及炉体主框架、反应塔、沉淀池、上升烟道等关键部位的安装要点进行了分析与分享。

摘要:本文从炉体结构、烟道、喷枪以及炉体寿命方面论述了多喷枪顶吹吹炼炉的现状，阐述了炉体结构的优化、冷却元件结构改进和设置、喷枪技术的突破、炉体寿命延长以及喷吹富氧浓度的提高以增加冷料的处理能力，指出了多喷枪顶吹吹炼炉的发展方向，特别是多喷枪顶吹吹炼炉信息模型的建立，有助于缩短工期，减少投资，降低运行成本，提高产品质量和生产效率，减少管理成本，提高管理效率以及实现“双碳”目标。