矿业科技动态2021年第03期

矿业行业正加大推进数字化转型的力度，不仅用于优化流程和最大化企业现有资产的价值，而且还着眼于新兴技术，以帮助矿业企业优化设备投资的同时确保作业人员的安全。因此，大多数矿场工作人员的日常工作与10年前的情况截然不同。这是由于矿业企业利用现有技术全面改进流程。这反过来又促使企业相应地改变其战略和商业模式。

数字化带来的最大变化是自动化和信息系统的引入。这使得矿山工作人员从机器驾驶室移到了自动化中心，在那里他们可以坐在符合人体工学的座椅上舒适且安全地控制具有相同功能的机器，使他们远离矿山工作面。此外，实时信息也变得易于访问，从而使数据更普遍地带来积极的变化。数字化彻底改变了整个矿业行业，企业能够在包括生产能力、盈利能力、效率和安全性在内的关键领域取得积极成果。数字化涵盖了许多层面的许多事物，不仅仅是连接到网络。

决策支持——数据与分析

在为矿业企业提供决策支持和未来预测方面，利用行之有效的系统帮助处理数据正变得越来越重要。先进的数据与分析通过确定已出现问题的原因，或通过预测在不久的将来可能出现的问题并避免这些问题的发生，为矿业行业运营带来真正的价值。

对于矿业行业，“信息就是力量”这句话是正确的。如果向管理层提供有关其车队的准确、实时信息，他们就能够更好地监督性能表现。这对于在机器发生故障之前就检测到故障特别有用，以便识别根本原因。避免机器故障可以防止意外停机，并节省企业时间和成本。

交通甚至车队管理系统的技术实施，使企业通过深入了解机器的位置来有助于突破机器使用上的瓶颈，如停机时间。此外，数据与分析在确定矿石价值和最佳开采方法的勘探阶段确定地质模式方面发挥着不可或缺的作用。在数据与分析的帮助下建立有效的资源分配的好处远远超出生产能力的提高。这是一个连锁效应，企业运营的采矿环境也受益于土地、水和能源利用的总体减少。

生态系统——通信网络

不同行业的机构正越来越多地使用物联网来提高运营效率，更好地理解流程、增强运营、改善决策并增加业务价值。物联网使企业能够实现流程自动化并减少劳动力成本。物联网还可以减少浪费和改善结果，降低运营成本，并为整个业务活动提供透明度。

数字化的过程非常广泛，为了处理和传递所有这些信息，需要一个数字通信网络来迅速传递大量信息。这有助于企业实现采矿过程的自动化，为采矿过程提供实时相关信息、机器对机器通信、以及有效的车队管理系统。数字化通信促进了地面和地下采矿中机器与用户之间的数据无缝交换。数字化所产生的最大影响是在地下采矿空间内，那里的可靠通信系统在过去是一个众所周知的发展瓶颈，原因包括大多数地下矿山地处偏远且暴露在极端条件下。

全球移动卫星通信领域的领先者Inmarsat进行的最新研究发现，全球矿业行业正在经历物联网“革命”。根据这项研究（基于对200名矿业行业受访者的调查，这些受访者在至少有500名雇员的机构工作，并对物联网倡议负有决策或影响责任），大多数机构（65%）已经部署了至少一个物联网项目，33%的机构正在试用或已试用一个物联网项目，只有2%的机构没有开始物联网项目。这些调查结果与Inmarsat于2018年发布的矿业研究报告中的预测相呼应，那时只有2%的机构部署了物联网解决方案，29%的机构正在试用一个解决方案，69%的机构计划在未来两年内开始物联网项目。

为解决这些问题设计的通信解决方案的能力对于地下采矿空间继续以安全且有效的方式发展至关重要。在矿业行业通信数字化方面不存在一刀切的做法，因为有许多因素需要考虑，每个矿山处于不同的阶段，它们有不同的布局，而且位于不同程度的偏远地区。

自动化——自主运营

采矿过程的数字化是将其从基于纸张的手动操作转变为结合了独立系统、自动化、人工智能、机器学习和去中心化机器学习的数字平台，以简化运营流程并显著改善业务成果。

在过去的10年里，自动化领域一直主导着矿业行业的发展，大多数矿场都希望将这种技术应用于其部分或大部分采矿业务。实际上，自动化在矿业企业的数字化进程中扮演着重要角色，因为流程自动化后机器性能会大大提高，因为它消除了与不同驾驶者相关的不一致之处。

正是这些低效率导致了运输量的变化、计划外的停机时间、轮胎磨损和燃料浪费，这可能使有效的矿山规划面临极大的挑战。除了消除不一致性之外，自动化还使机器能够以一致且更高的输出功率7天24小时不间断运行，这正是当今矿业企业所追求的。

由于在某些情况下可以在远程运营中心进行工作，因此可以潜在地减少矿山工作人员到矿场的交通和住宿成本。通过使矿山工作人员远离工作面及实施自主技术，将拯救无数生命和防止伤害。

总体而言，在一个场地上实施自动化有利于生产、维护、安全、部件寿命和人员管理，从而使业务实现整体盈利。

随着大多数矿场混合品牌车队的运营，重要的是实现它们的自动化和共同运行。

互操作性——一体化系统

在矿场运行所有最新技术是一回事，但是这些投资的回报价值的关键是使它们全部协同工作，这就是互操作性如此重要的原因。

互操作性是系统与另一个系统一起使用或使用另一个系统的设备部件的能力。这样就可以确保矿场中运行的所有系统的无缝数据获取、分析和报告。这包括移动设备、固定资产、人员和环境。这与原始设备制造商、供应商和矿业企业之间的合作同样重要。

完全一体化的矿业企业使其可以通过有效的计划和运营来最大程度地发挥价值。

当企业选择接受数字化时，它们能够有效地协调资源，并根据商业和技术的需要不断确保安全的生产和财务状况。

结论

数字化转型可以促使企业改变其战略和商业模式。像大多数行业一样，矿业行业也在不断发展。尽管在过去10年里，我们看到数字化（尤其是实时信息设备）和自动化机器的使用显著增加，但这实际上仅仅是开始，不久的将来还会有更多的技术进步使矿业行业受益。

矿业科技发展

Sensemetrics发布Thread X3新一代工业物联网传感器连接设备，以促进矿山数字化发展

Sensemetrics公司发布了新一代宽带工业物联网（IIoT）传感器连接设备Thread X3。该公司表示，该设备使客户在分布式环境中部署安全的、由云管理的IIoT网络变得简单且具有成本效益，从而加快了矿业行业的数字化转型。

Thread X3扩大了Sensemetrics在宽带IIoT领域的领先地位，将智能连接与易于部署的即插即用设计相结合。Sensemetrics的“使命”是建立可用于全球最具挑战性的环境的全面传感器产品体系，例如变频驱动、机器人全站仪、变形传感阵列、成像设备和多参数气象站。

Thread X3为工程师和安全管理人员提供了一个简单而安全的连接解决方案，可以实现任何制造商的传感器的自动化，并在一个综合性态势感知控制面板中访问数据。

Thread X3提供了完全自主的传感器连接性，具有多种通信模式，包括以太网、蜂窝网络和低功耗广域（LPWA）无线网络，具有智能通信上行链路优先级和自动故障转移功能。

作为无线网关，Thread X3可实现智能传感器在高效无连接传输模式下的无线通信和管理。此外，基于MQTT-SN标准构建的Sensemetrics行业定义接口，提供了一种可扩展且安全的方式，可以将远程站点和现场活动与企业数据管理系统和流程连接起来。

对于智能无线网络，Thread X3提供了网关、中继器和端点的自动网络角色检测，并支持自形成远程无线网状网络。它还可以在190个国家的600多个蜂窝网络上运行，而无需配置或运营商管理。

Thread X3支持无限的监视可能性，允许密集传感器安装，并使客户能够经济高效地管理嵌套传感器。可以连接多路复用器（MUX）设备，每个设备最多支持128个传感器。此外，使用获得专利的Sensemetrics传感器集成构建器（SIB），可以轻松构建可安全部署的定制或专有驱动程序，以连接和控制任何可能需要自动化的传感器。

此外，用户可以从Sensemetrics云托管库中发布的数千个传感器驱动程序中进行选择。移动和浏览器应用程序驱动的工作流支持即插即用连接、控制和自动化功能，适用于行业各种从简单到复杂用途的传感器。

Thread X3的主要特点包括：①云管理，安全的非现场管理工具，用于持续的系统访问和管理；②行业领先的安全性，使用传输层安全1.2协议，从传感器到云的端到端数据加密；③硬件终身免费更新，以无线固件升级（FOTA）的方式高效交付；④功能强大且智能，内置环境、状态和诊断传感器，可进行高级故障排除并延长设备正常运行时间；⑤边缘计算环境，安全的虚拟化容器环境，用于专有边缘分析应用程序的运行。

矿山开采运营

山特维克的数字化解决方案正在支持矿业行业的高质量运营

山特维克采矿与岩石解决方案公司（Sandvik）自动化和数字化业务经理Niel McCoy表示，数字工具的应用是不断提高地下矿山效率的关键。数字工具的选择需要基于每个运营部门的关键绩效指标（KPI）。这是因为实施的解决方案将集中于监视和管理那些KPI。因此，他建议采用分阶段的方法将数字工具引入到运营中。

Sandvik在设计和实施数字工具方面具有丰富的经验，包括设备运行状况监控和过程管理。其AutoMine^®自动化产品已在全球59个矿场运行，而其OptiMine^®数字解决方案套件已在66个矿场运行。“My Sandvik”客户门户网站是一个基于Web的数字中枢，为214个矿场提供服务，其用于物联网无线连接的Newtrax技术在115个矿场运行。

McCoy表示，“通过“My Sandvik”数字服务解决方案监视设备运行状况，使用户可以实时从其设备提取遥测数据。数据将自动编译成所需的报告格式，以便快速分析和响应。”

他还表示，“要解决的下一个方面是所监控过程的实际管理，可以使用山特维克的Task Management and Scheduler（其Optimine数字解决方案套件的一部分）。这允许将平板电脑安装在设备上，以便地下操作人员可以接受任务并提供有关这些任务的实时进度报告。设备越先进，就越可以在无需操作人员干预的情况下自动获取和传输更多的数据。”

该解决方案可以以数据的方式记录设备的关键操作，例如装载机铲斗中的物料重量。设备上的遥测技术可用于深入掌握设备的可用性和性能，从而使管理人员做出响应。

McCoy表示，“开始数字化之旅时，重点必须放在改善当前运营上。如果在还未正确理解数字化转型目的之前就试图通过数字工具提高生产能力，则大多数数字化措施将面临挑战。”

山特维克推出适用于薄矿脉采掘的DD212凿岩台车

山特维克集团（Sandvik）采矿和岩石解决方案公司推出了一种新的紧凑型智能单臂电动液压凿岩台车DD212，用于薄矿脉巷道的掘进和开采。DD212是DD210凿岩台车的升级版，专为薄矿脉作业而设计，在提升生产能力的同时保持了低廉的价格。

根据工厂和现场测试，DD212单个工作面臂架定位时间减少20%，钻速提高约15%。与同类设备相比，提高了3%的起钻比（pull out ratio），每个工作面可提高10 cm。该机器在矿场试验期间达到了93%的机械可用性，在两个半月的运行中累计冲击钻进300个小时。凿岩台车的净钻速、钻头质量和凿岩工具都得到了改善，在测试期间没有出现卡钻的情况。DD212新增了钻孔控制系统THC562，可提供扭矩控制及扩孔选择，从而提高钻进性能及减少设备磨损。

DD212配备了SB20i智能臂架，可通过准确的钻孔定位实现钻头和凿岩工具的精确快速导航，此外还装备有测量钻孔角度的自动并行性探测仪器。借助长达1 m的延伸吊杆和两个薄矿脉型旋转制动器，钻头覆盖面可达6~25 m²。

DD212配备了加长的TF进给杆（3.7 m），可缩短推进/回次时间，而其RDX5凿岩机提供了快速的钻进周期时间和较低的运营成本。同时，特殊的紧凑型和多用途CFX伸缩式进给装置，可以收缩1.8~3.6 m，增强了在小型巷道（2.5 m×2.5 m至3.5 m×3.5 m）的多用途操作。

DD212能够提供精确的工作面凿岩、交叉切割和锚杆支护，使矿井能够打开较小的巷道段，从而减少超挖、贫化和凿岩成本。

DD212为解决不同应用场景带来了操作安全性和通用性，精确的电子定位、符合人体工程学的操作界面和数据监测实现了出众的起钻比和更低的刀具消耗，从而使DD212非常适合于薄矿脉开采。

卡特彼勒在2021年国际消费电子展上展示其前沿技术装备发展

卡特彼勒（Caterpillar）以其为全球采矿作业提供的巨大土方搬运机械设备的强大能力而闻名，在2021年1月11日至1月14日举行的2021年消费电子展（CES）上展示了其前沿技术装备发展。

Caterpillar资源产业板块的总裁Denise Johnson表示，“人们可能会问，为什么像Caterpillar这样的制造企业决定参加CES。真正的问题是'为什么不呢？'我们因为制造世界上最大、生产能力最强的机器而闻名，我们为此感到自豪。但是，与这些机械设备一起使用的技术也是卡特彼勒开发的。”

尽管2021年是Caterpillar首次在CES上展示其技术优势，但是这家重型设备制造企业已经投资了三十多年来开发一流的采矿技术解决方案。这项幕后工作最终体现在Cat MineStar技术解决方案上，这是一套先进的采矿技术，可使采矿作业更安全、更高产、更获益。

这套解决方案包括可跟踪Caterpillar设备运行状况的软件和硬件，可改进和预防可能导致成本高昂的停机和维修的故障。Caterpillar的技术解决方案还通过接近和碰撞警报监视器以及疲劳检测技术来保护机械设备内部和周围人员的安全，该技术可帮助设备操作人员在长期而单调的任务中不因困倦而犯错。

Cat MineStar解决方案的核心是自主技术，该技术使人类无需再开车到A点装载岩石，然后再开车到B点卸载岩石，每班工作8~12个小时。

Caterpillar认识到无人驾驶运输可以显著提高矿山的安全性和生产能力，于20世纪80年代首次开始涉足无人驾驶运输卡车领域。该公司的第一台无人驾驶卡车原型于20世纪90年代在采石场开始测试，Caterpillar的第一台MineStar Command正式运输卡车于2013年开始运营。

如今，Caterpillar在三大洲全天候运营着350多辆运输卡车。其中的典型是Cat 797F，是一款无人驾驶运输卡车，大小相当于一个3000平方英尺的两层楼房屋，满载时的整车重量可高达令人吃惊的600余吨。

Caterpillar交付给全球客户的无人驾驶卡车已经行驶了超过9000万千米，相当于在地球上行驶约2250圈，并运送了22亿吨以上的物料，足以绕地球建造一条6英尺厚的四车道高速公路。

但是，执行重复任务的巨大运输卡车的自动化仅是Caterpillar显而易见的第一步，Caterpillar已将该技术扩展到其他设备。该公司在全虚拟的CES 2021活动上的视频演示中表示，“我们提供的解决方案可以使推土机、钻机、地下装载机甚至火车实现自动化，而且该清单一直在增加。”

卡特彼勒发布具有更高性能和燃油效率的777E矿用卡车

卡特彼勒（Caterpillar）发布了2021款777E矿用卡车，777E最大有效载荷为98.2吨，配备了最新的CAT C32发动机，增强了动力，扭矩提高了7%，牵引性能大大提高。优化后的发动机燃油匹配和自适应经济模式，可即时做出最有效的操作，从而提高卡车燃油经济性。此外，运营商可选择在“节能模式”下运行，该模式下发动机减速0.5%~15%，新的发动机自动怠速停机功能可减少油耗和发动机部件的磨损，从而进一步降低油耗。该车型的“高级生产能力电子控制策略”可以改善变速器和发动机的协调性，从而更有效地输出功率，因此可向驱动轮多传送7%的扭矩，大大提升了牵引性能。新的控制系统还提高了操作的舒适性，车体运行更平稳。升级后的777E可提高多达5%的生产能力。

当场地条件和坡度允许时，777E可二挡启动，起速更快，缩短运输周期，并最大限度地减少变速箱换挡次数。为了节省燃料，777E上采用了一种新型的自动空挡怠速工具，可以在卡车怠速行驶时将变速器切换到类似空挡的状态。变速器的速度限制功能使机器可以在选定速度下以最佳档位运行。

当在寒冷条件下工作时，新的自动失速功能有助于迅速使变速箱处于工作温度。这种方法可减少非生产时间，并减少用于预热所消耗的燃料。777E还具有带集成式提升和驻车制动控制装置的新型变速杆，从而简化了操作。自动提升功能可控制卡车底盘下降，以防止车身猛烈撞击并延长零部件寿命。

777E驾驶室强化了操作界面，安装了新的触摸屏，提供了机器控制系统下的导航功能，驾驶员可通过屏幕选项调节系统参数，如跟踪有效载荷，以及后续将配置的预定维修服务间隔功能。

在提高生产能力方面，新的卡车生产管理系统（TPMS）集成了支柱压力传感器和车载计算功能，并向装载机操作人员显示卡车的有效载荷。此外，777E上的重要信息管理系统（VIMS）使操作人员可以主动管理机器的运行和生产状况。驾驶室内的监视器可实时显示机器性能、运行数据和故障诊断结果，以方便查看和排除故障。集成预测功能可通过累积的运营数据得出趋势，以帮助提高卡车循环效率。

新的“Tonne-Kilometer”功能可监测有效载荷、速度和环境温度，以计算工况，当工况超过轮胎极限时，驾驶员会收到声音警报。777E还配备了Product Link^TM系统，带有蜂窝网络或卫星网络报告选项，可以满足矿山的需求。Product Link^TM可以捕获关键的机器运行数据，如位置、作业时间、燃料等，并通过VisionLink^®将其报告给总部，从而有助于提高生产能力、卡车使用率、安全性和维护效率。

在增强安全性方面，777E通过集成的TPMS系统、过载限速器以及改进的卡车有效载荷系统的协同工作，在卡车超载时自动降低行驶速度。制动器全部改为液压式，可实现快速响应和平稳制动。新的可调整后视镜套件可改善驾驶员的后方视野。可选的摄像头系统可通过驾驶室内的监视器使驾驶员更直观地看到机器的前面、后面和侧面。发动机曲柄和机器锁定功能使发动机启动器/辅助转向失效，从而提高维修安全性。闭锁装置可方便地置于地上，并且指示灯显示屏可确保闭锁装置有效地啮合。新的可选自动润滑系统为机器上的所有润滑点提供润滑油，从而无需人工干预。油箱加油点位于地面，以提高加注的简便性并增强安全性。

诺基亚与Symboticware联手开发适用于地下通信的工业物联网解决方案

Symboticware公司是全球采矿作业实时数据管理解决方案的行业领导者，已宣布与诺基亚在专用无线和工业物联网（IIoT）方面进行合作，以改变连接性并改善通信和定位服务。该合作伙伴关系为地下采矿业提供了实时连接的完整数字解决方案。

该解决方案使用Symboticware的全面遥测技术，将诺基亚的工业级无线连接与机器运行状况和生产能力数据结合在一起，以进行实时分析。这项合作将实现人工智能（AI）和机器学习的有效应用，这都是未来地下采矿的关键推动力。”

两家企业表示，从历史上看，地下采矿的连接性依赖于Wi-Fi解决方案，该解决方案缺乏支持下一代IIoT应用所需的低延迟和可靠性。借助诺基亚提供的工业级专用无线技术，地下运营将可以使用经改善的通信系统，准确跟踪设备和人员位置，最终简化运营流程以提高生产能力和安全性。

Symboticware创始人兼董事会主席Kirk Petroski表示，“这是地下运营领域的坚实基础。作为这两个领域的先驱，诺基亚和Symboticware的合作将有助于推动人工智能和机器学习的发展，将在该行业的未来发展中发挥重要作用。”

诺基亚加拿大事业与公共部门副总裁Shawn Sparling表示，“拥有存储转发专利技术的Symboticware对解决地下挑战并不陌生。他们的专业经验再加上我们在专用无线技术部署方面的领导地位，将把最好的数据用于实时采矿运营。即使在最具挑战性的地下环境中，它也将使我们的客户从即时访问全面信息中受益。”

NORCAT地下中心目前正在全面实施Symboticware和诺基亚的LTE技术，并将于2021年推向市场。

RCT的EarthTrack工具助力Silver Lake的Mount Monger金矿提产增效

最近，RCT公司为Silver Lake公司位于西澳的Mount Monger金矿的混合车队安装了EarthTrack有效载荷管理系统，该车队由5辆CAT 777F矿用卡车、1台Hitachi 1200-6挖掘机和1台Hitachi 1900-6挖掘机组成。

该解决方案可为Silver Lake的作业人员实时提供有关有效载荷分布和最佳载荷重量的信息。即系统将载荷数据从正在装载的卡车传输到装载工具（如挖掘机），使挖掘机作业人员能够将卡车车斗装满至最佳载荷。

该系统的主要功能之一是可以实时监测有效载荷分布，并警告作业人员有关不均匀分布的情况，从而使他们能够采取行动避免支柱损坏。同时，系统的外部LED有效负载显示屏将负载重量传递给显示屏可视范围内的任何人员。据此，现场管理人员可以密切监控机器和作业人员的生产过程，防止超载造成的卡车支柱损坏，减少轮胎磨损，优化油耗，从而确保各类机械设备协同运行，并显著降低总体运行成本。

Enaex和Indimin将数字平台应用于Centinela的炸药运送

资源优化和采矿作业效率的提高是矿业行业创新所要面临的巨大挑战。为了应对这一挑战，Indimin作为拥有领先的矿业数字辅助技术的智利初创企业，为智利爆破服务领先企业也是第三大全球硝酸铵生产商的Enaex提供了数字平台服务，以促进对安安托法加斯塔矿业公司（Antofagasta Minerals）的Centinela铜矿Mobile Manufacturing Unit（MMU）炸药车的管理。

Enaex Bright^®是一个数字平台，包括两个车队和生产管理模块，将有利于炸药装载的监控以及用于爆破效果优化的数字信息的管理。此外，还可以即时处理有助于对在线运行MMU炸药车及时做出安排的准确且详细的信息。

Enaex的数字化转型经理Renato Ramirez强调，“我们的数字化转型战略继续稳步发展。对于Enaex而言，与Centinela和Indimin的第一阶段合作标志着迈出了重要一步，使我们在为客户提供更高效率方面与众不同。”

为了提高钻孔过程的生产能力和安全性并实现高效爆破，Bright可显示在线运行MMU炸药车的状态，监控关键指标，按矿坑总结最重要的变量，提供数据的透明度和准确性，关注资源的形式化和分配的确定性。Enaex指出，“利用Enaex Bright将使我们首次能够全面了解我们的运营情况，并有可能一键式实时访问相关指标，例如卡车的可用性、有效利用率和运营损失。”

Indimin联合创始人兼首席执行官Alvaro Diaz解释说，“通过友好的界面，登录用户可以访问有关矿山、整个车队及车队主要性能指标的信息。”

Enaex Bright的生产和车队管理模块与Indimin开发的用于钻爆的Smart Mining Coach平台完全集成在一起，有利于互操作性。通过这种方式，充分发挥Indimin在平台和人工智能方面的经验以及Enaex在炸药市场的百年经验，围绕矿业4.0时代的数字创新将得到进一步发展并在Centinela矿得到应用。

Hovermap无人机测绘技术帮助Petra节省成本

由澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）孵化出的自主无人机企业Emesent帮助非洲矿业企业Petra Diamonds位于南非北开普省的Finsch矿节省了45万美元。

Finsch地下钻石矿通过放矿溜井和地下筒仓在各中段之间运送矿石，并将矿石间接运至地面。然而，Petra发现，很难进入竖井和空洞进行扫描和填图，以获得完整的放矿溜井信息并设计修复方案。

为了快速有效地获得这些地下空白区的精确可视化信息，Petra采用了Emesent的Hovermap技术。Hovermap是一款智能移动扫描设备，结合了先进的避碰和自主飞行技术，可以对危险和无法使用GPS的环境进行测绘和填图。

Petra委托Dwyka Mining Services公司试用Hovermap的多种数据采集方法，对室内库存、放矿溜井、竖井以及一系列的进入隧道和坡道进行多次扫描。Dwyka公司在Finsch矿进行了为期1天的Hovermap无人机扫描，无人机放在车辆内的保护笼中运输，将Hovermap下到放矿溜井中，让无人机飞到采矿点，甚至通过将扫描仪固定在矿井车辆上来扫描竖井和坡道。24小时的无人机扫描取得了超出预期的效果，获取了可供分析的高精度点云数据集，建立了放矿溜井的可视化图像，矿山工程师首次观察到该溜井的情况。据此，Petra很快决定放弃修复受损竖井，这为Petra节省了约5个月的时间和45万美元的成本。

Hovermap能够在不同应用程序之间为其有效载荷提供动力并进行切换，这意味着他们能够在一次轮班中扫描相当多的矿井。Hovermap扫描的点云可视化模型可通过代表不同反射强度的颜色显示溜井中明显的破坏痕迹，这可能是应力引起的损坏或磨损的结果。

Reynolds土壤技术公司瞄准尾矿业务

澳大利亚细颗粒物管理企业Reynolds土壤技术公司（RST）为寻求降低尾矿风险的短期和长期解决方案的矿业企业推出了一系列液压播种、液态地膜覆盖和结皮解决方案。RST表示，这些服务有助于抑制粉尘，以治理和修复尾矿坝，澳大利亚及其他地区的采矿项目正日益寻求这些服务。

RST运营和技术总监David Handel表示，“除了植被重建以外，目前没有无成本的解决方案来替代结皮抑制粉尘。但是这些尾矿储存设施必须达到这一点。要进行水的回收和蒸发，然后进行压实，而留下的干尾矿必须进行专门的粉尘控制。当一家公司准备修复尾矿时，可以在施加表土重建植被之前，先铺设一个封盖衬垫以将其密封。我们可以处理一个完整的尾矿坝，并通过在整个表面上覆盖粘土来密封细颗粒物。”

该公司的解决方案包括一种抗风粘合和结皮产品Total Ground Control，以及聚合物添加剂Guardian Dust Binder，它们通过改善开放源排放地面密封的水特性来最大程度地促进水的渗透。Hydromulch Tackifier用于将种子和覆盖物粘合到土壤基质上。

选冶综合利用

美卓奥图泰推出新型破碎机

美卓奥图泰（Metso Outotec）通过推出适用于软质矿石的新型破碎机，扩展了其移动式、模块化破碎系统的适用范围。

Metso Outotec表示，Lokotrack产品系列的新产品采用了小松（Komatsu）的分级技术，共有五种型号，处理能力从500 t/小时到4500 t/小时。新推出的模块化FIT破碎站也可提供分级配置。首个采用该产品的选厂在东南亚上线运行。

Metso Outotec中型和移动式破碎机业务副总裁JuliusMäkelä表示，“新的选矿技术和严格的环境规范使以前无法经济加工的此类矿床和堆料在经济上变得具有盈利性。但是与破碎硬质矿石相比，软质矿石的特性（如低磨蚀性和高含水量）需要不同的设备配置。”

Metso Outotec选择利用Komatsu的分级技术将其在移动和半移动式破碎方面的专业知识整合在一起来解决这一问题。移动和模块化解决方案都是与Komatsu共同设计的。Lokotrack移动式破碎机的设计实现了作业安全和易于使用，并且可与Lokolink和输送系统配套安装，提供从矿场到选厂的无卡车解决方案。

Hatch将致力于实现澳大利亚的化资源开采合作研究中心开发的Grade Engineering系统的商业化服务

澳大利亚的化资源开采合作研究中心（CRC ORE）与Hatch公司签署了一项协议，通过多学科管理、工程和开发咨询实现前者Grade Engineering^®咨询服务的商业化。

位于澳大利亚布里斯班的CRC ORE开发的Grade Engineering系统，能够使矿业企业在减少能源和水的消耗以及废物的产生的同时，提高企业的生产能力和运营利润。

Grade Engineering系统是一种配套有一系列分离技术以利用特定矿石特性的粗粒预选抛废方法。可以更有效地处理较低品位的矿石和废石来提取有价值的矿物，从而显著延长矿山的使用寿命并减少其环境足迹。Grade Engineering系统的部署将能够提高投资回报率和降低资本密集度。

必和必拓（BHP）最近在其南澳大利亚州的Olympic Dam矿使用了CRC ORE的Grade Engineering解决方案，该矿山正在积极研究块矿的感测和分选技术。随着Hatch采用Grade Engineering，并将其业务范围扩展到矿业行业，这种成果对于全球范围内的运营、客户和社区的价值将增加。

CRC ORE的首席执行官Ben Adair博士表示，“Hatch公司是CRC ORE的长期合作者，积极倡导Grade Engineering及其对行业的利益。作为CRC ORE的一项创新，我们很高兴这样一支能力强且敬业的团队继续提供Grade Engineering服务。CRC ORE的目标是开发我们的解决方案，使其达到最高标准，然后确保由最有能力的从业人员进行管理，以将其推向行业。Hatch是确保Grade Engineering长期未来发展的完美合作伙伴。”

根据商业化安排的条款，Hatch将使用Grade Engineering Intellectual Property提供咨询服务。Hatch分管澳大利亚和亚洲事务的总经理Jan Kwak表示，“很荣幸能够提供Grade Engineering咨询服务。对于Hatch和矿业行业而言，能够提供Grade Engineering服务是令人兴奋且积极的一步。Grade Engineering技术能够使矿业企业在减少能源和水的消耗以及废物的产生的同时，提高企业的生产能力和运营利润。这也使我们离过程强化的愿景更近了一步。”

自2019年以来一直与CRC ORE紧密合作的Sevda Dehkhoda博士将领导Hatch的Grade Engineering团队。他表示，“我们希望通过使矿业行业提高作业性能，并通过减少废石精炼来最大程度地降低流程的环境足迹，来延续CRC ORE的传统。将Grade Engineering纳入Hatch端到端的价值链优化服务产品中，从而增强Hatch的市场地位。”

为了促进过渡，CRC ORE的Grade Engineering团队将搬迁到Hatch位于布里斯班的办事处，为Hatch当前和潜在的Grade Engineering用户提供支持。

通过反向浮选处理富含碳酸盐的复杂铜钴混合矿石的新方法

当前全球钴的主要来源为刚果（金）的铜钴矿床。随着表生氧化成矿带的逐渐枯竭，许多作业正逐步开始开采深部硫化矿。氧化物与硫化物之间过渡带的矿石通常同时具有氧化物和硫化物矿化特征，而这很难通过常规浮选进行加工。这些混合矿石很难单独通过浮选进行加工，因为碳酸盐矿物（例如白云石和菱镁矿）可能占了脉石的很大一部分。因此，混合矿石通常通过硫化物的浮选来处理，然后使用可控电位硫化法（CPS）进行氧化物浮选，并通过酸浸进行进一步处理。与富含碳酸盐的混合矿石相关的主要挑战是钴的回收率低，这主要归因于氧化物矿物中存在的钴、碳酸盐脉石矿物的可浮选性（可占精矿的50%）以及CPS工业应用的技术困难。这项研究调查了经典两步式CPS浮选路线的替代方案，包括在中性或酸性pH值下对碳酸盐脉石进行直接逆浮选，以及两步组合式硫化物逆浮选路线。后者包括中性pH值的硫化物浮选阶段，然后是pH值为4.5~5的酸性反向浮选阶段，增加了铜和钴的总体回收率。使用Na-Oleate及磷酸和硫酸的混合物（比例为4:1）进行反向浮选可获得最佳性能。铜和钴的总回收率分别达到93.5%和85.1%。推测磷酸通过表面钝化充当铜和钴氧化物矿物的抑制剂，同时使菱镁矿和白云石选择性浮选。需要进一步研究磷酸对这些矿物浮选的影响。总体而言，结果表明，在浮选硫化物之后，酸性逆浮选阶段可提高铜和钴总体回收率，同时生产出适合于通过浮选或酸浸进一步处理的精矿。因此，建议的组合方法可能成为铜-钴氧化物-硫化物混合矿石的浮选厂中，特别是混合矿石包含大量碳酸盐脉石矿物的作业中替代上述CPS阶段的可行方案。

Los Andes Copper宣布其Vizcachitas项目的矿石浮选粗粒回收率得到提高

Los Andes Copper公司宣布，作为智利Vizcachitas项目正在进行的预可行性研究（PFS）的一部分，由于进一步的冶金测试工作，该公司的浮选粗粒回收率得到改善。通过优化粗粒浮选条件，该公司将能够提高铜和钼的回收率。

在2019年期间，作为PFS初始测试工作的一部分，来自先前测试工作的代表矿体上部区域的样品被送至SGS矿物设施进行粗粒浮选评估。评估结果表明，与2019年的初步经济评估（PEA）相比，铜和钼的粗粒回收率分别提高了3%和6%。通过改进浮选配方可实现此改进，即降低pH值，降低泥浆的固体含量并添加更强的起泡剂。

正在进行的2020年PFS冶金测试工作证实了这些改进。使用PEA和PFS浮选配方测试了采矿计划前12年的新复合样品。与PEA配方相比，PFS配方的铜粗粒回收率提高了2.8%，而钼提高了7.8%。

Los Andes执行主席Fernando Porcile表示，“我很高兴目前的PFS测试工作改进后的配方进一步增强了本来就稳健的项目的经济性。正在进行的Vizcachitas项目的预可行性研究已经确认了HPGR技术的适用性，并验证了干式尾矿技术的适用性。这些技术使Vizcachitas项目处于为未来全球可持续采矿所要采用的对环境负责的做法的最前沿。”

Defence Metals积极推进其Wicheeda项目的稀土元素分选研究

总部位于加拿大的Defence Metals公司于2020年8月证实了其位于萨斯喀彻温省的第一座稀土元素加工设施，已联合萨斯喀彻温省研究委员会（SRC）进行了针对不列颠哥伦比亚省Wicheeda项目稀土元素的X射线透射（XRT）分选能力研究。

这两家机构获得了加拿大国家研究委员会工业研究援助计划的资助，使他们获得了测试工作所需资金的70%。

Defense Metals表示，“SRC适应性研究的目的是研究XRT分选，目的是在进行下游加工之前升级Wicheeda项目稀土元素的矿化程度。基于传感器的分选技术应用于稀土元素采矿项目具有多种优势，因为选矿过程不需要加水且需要很少的研磨处理。该研究首先将评估可以从原矿中去除多少脉石。然后将对XRT分选机中要处理的不同分选尺寸进行迭代研究，以评估提纯精矿的等级和废石的等级，从而确定最佳运行参数。”

该公司表示，通过使用XRT分选技术，可以以相对较低的成本使Wicheeda项目受益，以减少未矿化的废石和减少加工前端的处理量，并通过减少用水量及加热和试剂消耗成本为下游浮选和湿法冶金工艺带来巨大的积极收益。

Wicheeda稀土元素项目的矿产资源量为489万吨，平均LREO（轻稀土元素）品位为3.02%，推断矿产资源量为1210万吨，平均LREO品位为2.90%。

浮选中试厂处理的26 t来自Wicheeda项目的稀土块矿样品产生的精矿平均含7.4%的镨钕氧化物（关键的磁性金属）。

Geomega准备扩大其稀土回收技术的规模

在成功完成其稀土回收中试工厂的四轮测试之后，Geomega Resources公司准备开始该技术的规模化。

Geomega总裁兼首席执行官Kiril Mugerman表示，“拥有一个能够全面运行的中试工厂，为Geomega提供了进行下一步工程以及完成与供应商的讨论并启动采购所需的验证。”

尽管Geomega在加拿大魁北克省拥有一个稀土矿，但近年来，该公司将注意力集中在研发清洁技术以开发、精炼和循环利用稀土元素上。特别是，该公司的目标是回收用于高新技术的永磁体中的稀土，这些永磁体用于电动汽车和风力发电机等。

Mugerman表示，“我们相信，可再生能源和电动汽车行业需求的加速增长，加上各行业和政府为实现零废物排放和温室气体排放所做出的努力，将导致从磁铁和其他来源回收稀土的需求更大。”

为了满足这一需求，Geomega在加拿大国家研究委员会位于魁北克省Boucherville的稀土中试工厂中进行了技术测试和优化。

北美目前不具有稀土磁体的生产能力，这使得美国和加拿大的制造商不得不依靠进口（主要来自中国）来获取高新技术和其他设备所需的磁体。

截至目前，Geomega已经完成了涵盖整个回收过程的四轮测试，这些测试已经证实了该公司的ISR技术生产稀土的效果。Geomega表示，该中试工厂示范了以纯度为99.5%的稀土氧化物的形式回收了90%以上的所含稀土，同时还回收了分离和回收过程中所用试剂的约90%。

此外，已成功测试了硼和氢气的回收率，并将其纳入回收过程，这将提高作业效率和经济性。尽管钕铁硼磁体中仅使用少量硼，但该元素起着至关重要的作用，对其的回收预计将对项目的能源效率和预期收益产生积极影响。氢气是全球新兴的清洁能源燃料，对其的回收具有重要意义，因为其可能用于减少该项目的总能耗。

Geomega表示，中试工厂的测试还验证并促进了设备的选型，以便在魁北克省的Saint-Bruno建设更大规模的示范工厂。同时，该公司希望继续根据需要运行中试设备，以定期测试其收到的各种进料，并生产各种终端用户所需的其他材料。

Belaruskali安装了Lyncis基于LIBS技术的MAYA分析仪，以保持其KCl产品的质量

2020年8月，全球钾盐主要开采企业JSC Belaruskali公司在白俄罗斯Soligorsk的选厂SOF-4 RU的氯化钾（98%KCl）生产自动质量控制系统投入商业运行。该系统基于MAYA 4L激光元素成分分析仪，该元素分析仪由立陶宛的Lyncis UAB公司制造。

该新型设备采用了激光诱导击穿光谱技术（LIBS）。Lyncis表示，该设备已广泛应用于多种行业，例如矿产勘查和开采、黑色和有色冶金、磷和钾肥、耐火材料、煤炭和水泥的生产。

该设备安装在输送机上方，该输送机将细粒氯化钾的饼料送入干燥设备。该设备可以实时测量制成品中所有主要元素（KCl、NaCl、Ca和Mg化合物）的质量分数。持续监测可以防止加工过程中有用成分（K）的过度使用，同时还可以去除杂质（Na、Ca和Mg）以防污染（超过规定限值），从而使KCl含量尽可能地接近指定值。

借助特殊的光学系统，频率高达每秒5次的激光束会自动聚焦在沿着传送带通过的浓缩饼上，从而在此位置形成等离子体。仅1 mm³的等离子体就足以使光谱仪通过透镜系统对产品进行光谱分析。此外，采用一个特殊的程序处理获得的数据并确定产品主要元素的质量分数。为了测量滤饼的含水量，该设备分析了氢光谱。

矿物创新应用

科学家使用微波炉将煤转化为石墨

一个国际研究团队证实粉碎的煤粉仅需15分钟即可转化为高价值的纳米石墨。在发表于《Nano-Structures & Nano-Objects》期刊上的一项研究中，科学家们解释了他们如何在微波炉中创造一个环境，以成功地将原煤粉转化为纳米石墨，用作润滑剂以及用于灭火器到锂离子电池的制造。

他们认为，这种“基于金属辅助微波处理的一步式方法”是一项简单且相对低廉的煤转化技术，以充分利用怀俄明州Powder River盆地的煤炭资源。

怀俄明大学的TeYu Chien领导的研究团队表示，虽然先前的研究表明微波可用于降低煤的含水量并去除硫和其他矿物，但大多数此类方法都需要对煤进行特殊的化学预处理。然而，在他们的实验中，唯一执行的处理是将Powder River盆地的原始煤炭磨成粉。然后将这种粉末放在铜箔上，并用氩气和氢气的混合气体密封在玻璃容器中，随后放入微波炉中。

该论文的主要作者Chris Masi在媒体声明中表示，“通过将铜箔切成叉形，微波辐射会产生火花，在几秒钟内产生超过1800华氏度的极高温度。”

此后，高温将煤粉转变为多晶石墨，而铜箔和氢气也有助于该过程。该团队认为，这种新的煤炭转化方法可以进一步改进并大规模实施，以生产更高质量和更多数量的纳米石墨材料。

拉伸金刚石可能成为下一代微电子技术的关键

一个国际研究团队进行的一项研究表明，变形金刚石有可能成为微电子、光子和量子信息技术中高级功能器件的主要候选材料。由香港城市大学科学家领导的团队首次通过纳米力学方法展示了精密加工的金刚石阵列大且均匀的拉伸弹性应变。

该研究的合作者之一Lu Yang表示，由于金刚石具有超高的导热性、出色的电荷载流子迁移率、高击穿强度和超宽带隙，因此被认为是高性能的电子和光子材料。带隙是半导体的关键特性，宽带隙允许大功率或高频设备的运行。但是，金刚石的大带隙和紧密的晶体结构使其难以“掺杂”，这是在生产过程中调节半导体电子特性的常用方法。这阻碍了金刚石在电子和光电设备中的工业应用。一种潜在的替代方法是通过“应变工程”，即施加非常大的晶格应变来改变电子能带结构和相关的功能特性，Lu及其合作者发现了与纳米级金刚石有关的某种可能性。这一发现使科学家们得以继续研究如何开发功能性金刚石装置。

该团队首先从固态金刚石单晶中精密制造了单晶金刚石样品。样品呈桥状，约1 μm长，300 nm宽，两端更宽便于抓紧。然后在电子显微镜内以良好控制的方式将金刚石单轴拉伸。在定量拉伸试验的连续且可控的加载和卸载循环下，金刚石在整个试样截面上表现出高度均匀且较大的弹性变形（约7.5%应变），而不是在弯曲的局部区域变形。此外，在卸载后，它们可恢复至原始形状。

此后，研究团队进行了密度泛函理论计算，以估算0%至12%的弹性应变对金刚石电子性能的影响。模拟结果表明，金刚石的带隙通常随着拉伸应变的增加而减小，最大带隙减小率在约9%的应变下从约5 eV下降到3 eV，并且具有特定的晶体取向。

他们的计算结果还表明，带隙可以从间接改变为直接，而沿另一种晶体取向的拉伸应变大于9%时，带隙可以改变。半导体中的直接带隙意味着电子可以直接发射光子，从而使许多光电应用具有更高的效率。

矿业科技动态

2021年第03期

（2021年2月12日出版，印数1600册）

由中国地质调查“战略性矿产资源勘查开发科技跟踪”二级项目支持

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矿业科技动态2021年第03期

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