矿业科技动态2021年第04期

2021年第04期    2021年2月26日

深度关注——利用5G技术实现智能采矿转型

未来智能矿山将建立在万物互联的基础上，具有高速连接、低延迟和强劲性能的5G专用蜂窝网络将在保障智能矿山高度可靠的连接性方面发挥关键作用。爱立信与全球知名原始设备制造商小松和安百拓合作研究了5G技术赋能下智能矿山建设的5个方面的潜在效益，即无人驾驶车辆、实时状态监测、遥控凿岩、无人机巡检和智能通风控制。

本期要目

澳大利亚采矿设备、技术和服务行业协会2021年展望

英国研究人员认为通过先进的卫星雷达成像技术可以提前预测巴西发生的尾矿坝重大溃坝事故

IMDEX的aiSIRIS系统基于近红外技术解决矿业项目中的矿物学解释问题

美国能源部投入5000万美元用于关键矿物提取和加工研究

美国能源部将投入2835万美元用于稀土元素和关键矿物先进加工工艺的研发

科学家开发出用于存储可再生能源的无阳极锌电池

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

深度关注

利用5G技术实现智能采矿转型 1

矿业科技发展

澳大利亚采矿设备、技术和服务行业协会2021年展望 12

英国研究人员认为通过先进的卫星雷达成像技术可以提前预测巴西发生的尾矿坝重大溃坝事故 14

矿产资源勘查

IMDEX的aiSIRIS系统基于近红外技术解决矿业项目中的矿物学解释问题 15

矿山开采运营

新的RIEGL激光扫描仪应用程序可加快采矿决策过程 16

首款使用indurad雷达技术的无人驾驶矿用卡车投入运营 17

RPMGlobal针对地下钾盐开采专门开发的综合矿山规划和调度解决方案实现首次销售 19

小松的P&H 4100XPC AC型电铲在智利Sierra Gorda铜矿的日生产能力达到了创纪录的约23万吨 20

Bell Equipment推出最新一代低矮型铰接式自卸卡车 21

选冶综合利用

美国能源部投入5000万美元用于关键矿物提取和加工技术研究 22

美国能源部将投入2835万美元用于稀土元素和关键矿物先进加工工艺的研发 22

美国国家能源技术实验室支持下的北达科他大学稀土元素提取项目远超预期 23

Lynas将在美国建造稀土分离厂 24

Pensana积极推动英国首座稀土加工厂建设 25

Nano One在智利示范其锂技术 25

Lithium Australia的先进矿物加工工艺获得欧洲专利授权 26

矿物创新应用

科学家开发出用于存储可再生能源的无阳极锌电池 26

深度关注

利用5G技术实现智能采矿转型

智能矿山建设将提升矿业行业高质量发展

从历史上来看，矿业行业在采用新方法和新技术方面相当保守。这既是由于缺乏为可提高运营效率的新技术提供资金的经济激励机制，又是由于缺乏管控矿业企业运营的强有力监管框架。

然而，矿业行业的高质量发展离不开资源和设备的大量投入。矿业企业在监测人员和设备状态方面表现出了极大的积极性，已开始与原始设备制造商（OEM）合作实施基于连接性采矿理念的示范应用。

但是，解决新的挑战需要新的方法。具体而言，矿业企业需要监测重型固定设备并实现这些设备的自动化作业，需要将分散的、多样化的且地处偏远的生产运营连接起来，从而提高作业人员的生产效率并确保其安全。

目前，矿业行业正在加速推进采矿自动化。据市场研究机构Mordor Intelligence预测，到2025年，智能采矿市场的规模预计将增长三倍，届时预计25%的矿山将采用自主运营。

矿业行业高质量发展面临的四大挑战

（1）创建更加安全的作业环境

采矿作业往往将工作人员置于潜在危险的环境中。美国劳工统计局将采矿列为最危险的十大职业之一。根据美国劳工部的统计，在过去40年里，更严格的安全法规以及行业安全措施令人欣慰地将美国煤矿行业的年死亡率降低了90%。

在提高安全性的同时，生产能力并没有受到影响。相反，生产能力也得到了提高，从而使矿山更安全且更具盈利能力。

尽管采矿作业仍然面临危险，但是智能采矿有可能拯救生命。根据埃森哲与世界经济论坛发布的一份白皮书，在未来10年里，矿山数字化、智能化发展可以避免多达1000人死亡和44000人受伤。这意味着死亡人数将减少10%，受伤人数将减少20%。

（2）通过连接性实现可持续发展

矿业企业的首席执行官们面临的另一项重大挑战是保留其经营许可证。这取决于他们控制和减少采矿对环境和社会重大影响的能力。

尽管如此，在上个世纪，由于越来越多技术的采用，该行业的安全和环境记录有所改善。如果实现矿山工作人员、环境模拟和自动化作业之间的互连，矿山经营者就可以监测矿山生产并及早发现潜在的危险情况，以便在任何人受到伤害之前排除隐患。实现自动化作业将使矿业企业通过减少燃料消耗和降低二氧化碳排放来提高其可持续发展能力。

（3）防止网络攻击

数字化转型仍然是矿业行业的首要目标之一。这涉及大数据的获取与分析，这是因为数据驱动的运营将更好地优化其资产配置，提高利润率并促进更长期的管理。

但是，随着矿业行业运营的进一步数字化，他们意识到必须加强网络安全，因为网络攻击变得越来越普遍。例如，根据安永发布的《2018~2019年全球信息安全调查》报告，在2017年，54%的矿业企业报告过一次重大网络安全事件。这些频繁的攻击凸显需要具备更好的网络安全，以保护矿业企业的敏感数据。

（4）客户成为新的竞争对手

矿业企业面临的另一项挑战是，他们必须面对其来自技术行业的客户的竞争。这些大型科技企业已经非常擅长利用数据和智能技术实现他们的目标。为了寻找新的方式满足其对原材料需求，一些技术公司已经开展了属于自己的矿业领域经营。

例如，为了降低采购成本，特斯拉计划进军矿业行业，开采属于自己的锂资源以用于汽车电池的生产。根据Melissa Garside发布的《2018~2025年全球锂需求预测》报告，到2025年，仅作为电池关键原材料的锂的需求就将增长三倍。

矿业行业正进入新的数字时代

矿业行业只有在创新矿物开采、运输和加工方式时，才能适应新的数字时代。例如，实现卡车、铲运机和钻机的自主和远程作业不仅能提高效率，也能让工作人员远离危险。

矿山管理团队可以通过获取和分析有关车辆、设备和人员的精确位置和作业表现的跟踪数据来进一步优化运营。此外，矿山管理团队还可以获取有关矿产资源赋存位置和品位的数据，以评估价值链内的矿石量和废石量。

目前，智能采矿技术的应用仍处于早期阶段，但市场上已经出现大量可供使用的系统和产品，可大幅度降低成本、提高效率和改善安全性，为投资者、员工和其他利益相关者带来实实在在的利益。

虽然智能采矿刚刚起步，但是有一点我们非常确定，那就是未来的智能矿山将建立在万物互联的基础上。专用蜂窝网络可提供互联能力，从而帮助建设未来智能矿山。

无论部署何种新技术，智能采矿都依赖于提供基于无线连接的强大基础网络。该基础网络便是蜂窝网络。矿业企业部署的任何网络基础设施必须能够处理车辆、设备和工作人员产生的大量数据。例如，远程凿岩系统和无人驾驶飞行器（UAV）产生的实时视频流必须传输至一个远程运营系统。为了正常运行，这需要足够的带宽和高度可靠的网络连接。为了避免人员伤亡和尽量减少经济损失，语音和数据通信服务对采矿作业至关重要，在紧急情况下尤其如此。5G专用蜂窝网络完全能够满足上述所有要求。

正如下面案例将要证明的，5G专用蜂窝网络可以提供智能采矿需要的功能最强大的连接能力。虽然许多专用蜂窝网络是具有5G功能的4G LTE网络，但是在高设备密度环境中，5G专用蜂窝网络的高速连接、低延迟和强劲性能在实现智能采矿方面将发挥关键作用。

5G专用蜂窝网络将减少95%的往返延迟，为智能矿山运营提供所需的高上行速度。将利用极其高效的图像编码算法处理8K超高分辨率图像。

5G专用蜂窝网络还针对物联网进行高度优化，提供了低能耗、高安全性和高设备密度网络环境。与传统网络相比，5G专用蜂窝网络为许可和未许可的频谱提供了一个完整的解决方案以及无缝的蜂窝车联网（c-v2x）连接能力。

这种高数据量与低延迟相结合的方式可以形成在竞争中领先所需的商业优势。

智能矿山建设案例

下面将介绍的5个案例是爱立信（Ericsson）与小松（Komatsu）和安百拓（Epiroc）合作开展的研究，确定了智能采矿技术能在短期内创造的最大效益。具体包括：无人驾驶车辆；实时状态监测；遥控凿岩；无人机巡检；智能通风控制。

（1）研究方法

自2017年以来，通过与理特管理顾问公司（Arthur D.Little）合作，爱立信发布了一系列关于蜂窝网络连接和5G技术如何为各个工业领域创造价值的研究报告。

在这项研究中，爱立信扩大了合作范围，包括小松和安百拓，目的是深入研究蜂窝网络和5G技术在智能采矿方面的应用。

2020年完成的这项合作研究全面、深入地分析了这些技术在矿业行业能创造高附加价值并解决行业最急迫痛点的5个案例。

为了评估这些案例能够创造的经济、社会和环境效益，根据实际矿山提供的具体并经确认的关键绩效指标，选择了两座基准矿山，包括一座露天矿和一座地下矿，然后，对于部署的每个由蜂窝网络连接赋能的案例，全面分析了其从部署至进入稳定运行状态为矿山创造的附加价值。这些分析结果经过了小松、安百拓和其他专家的仔细确认。

将每个案例创造的附加价值进行累加，计算得出所有案例创造的总效益。两座基准矿山的基本信息如下：

露天矿：位于阿根廷的一座金矿，开采规模为2500万吨/年，收入5.3亿美元，毛利润1.7亿美元。

地下矿：位于巴西的一座金矿，开采规模为200万吨/年，收入1.95亿美元，毛利润8500万美元。

这两座基准矿山具有足够大的规模，允许详细模拟所有的关键采矿参数和计算各案例创造的实际效益。

（2）无人驾驶车辆

虽然工业化矿山内已采用了成本高昂的安全防范措施，但是将矿石从矿山运输至附近堆矿场然后再转运至选厂仍然对工作人员构成严重风险。

用于矿石运输的车辆通常很大，使驾驶人员的视野常常受到限制。据美国劳工部矿山安全与健康管理局统计，在矿山的所有事故死亡人数中，运输事故的占比高达25%。

据Robin Burgess-Limerick在人体工程学开放期刊中发表的论文称，对于地下矿，装运卸（LHD）作业发生的事故在所有伤亡事故中的占比高达8%，车辆驾驶人员最常受到伤害。

运输成本在矿山成本中的占比也非常高。据Boliden于2008年发布的《矿山成本因素》报告称，在一座典型的露天矿，运输成本约占采矿成本的约30%。

目前，无人驾驶运输系统实现了高度的自动化，所有核心功能实现了自主控制。这类卡车安装有车载传感器和回传系统以及用于进行边缘计算和车辆最终控制的本地计算设备。

无人驾驶车辆可以显著提高矿山效率和安全性。因此，实施无人驾驶运输不仅能提高安全性，还能显著降低成本。

截至2020年，只有相对较少的露天矿采用了无人驾驶矿用卡车。因此，在矿业行业推广无人驾驶运输系统仍有很多机会。

对于矿业行业，无人驾驶运输是一项提高生产能力的开创性技术。作为全球最大的金属和采矿企业之一的力拓集团就是例证。据Sam Francis在《Robotics & Automation》期刊发表的论文称，在采用小松的FrontRunner无人驾驶运输系统之后，该公司的生产能力提高了34%。卡车的控制得到了明显改善，单位运行时间的维修成本平均减少了13%。此外，燃油消耗也有所下降。

自2008年首次应用以来，无人驾驶运输已经取得长足的进步。最初，运输车辆仅实现辅助性和部分自动化，即其中一些操作决策实现了自动化，并向驾驶人员提供反馈信息，使其提高任务执行的效率。这些应用利用了车辆管理系统和全球导航卫星系统（例如GPS）。后来，运输系统实现了有条件的自动化以及核心功能的自动化。这种自动化使得操作人员只有在必要时或者操作复杂功能时才进行干预。

稳健的通信网络是无人驾驶运输系统的一项关键赋能技术。5G专用蜂窝网络提供了一个具有高灵活性、高可用性和低延迟的通信网络，以提供所需的覆盖范围、容量和响应能力。

此外，这些网络可以与许可和未许可的频谱相结合，也就是说，卡车只需要一个回传网络就可以满足所有的通信需求。由于5G网络需要的节点数更少，因此在大多数情况下，矿山需要维护的现场设备也更少。

无人驾驶运输本身不需要很多的带宽，但是确实需要稳定的网络连接。然而，在地下应用中需要传输视频流，因此自动化装运卸作业对带宽的需求要高得多。在地下应用中，净链路传输能力应允许至少16兆字节/秒。

随着技术的成熟，实现完全自动化的道路是明确的。完全自动化将使所有功能实现自动控制，包括整个矿山计划的自动执行。

无人驾驶车辆从矿山工作人员安全性、环境和整体经济性三个方面为矿山创造明确的底线效益。

这里将基准露天矿的经济效益达到总收入的约1.6%作为年度稳态净值。因此，到第十年时，投资回报率为72%。投资回收期少于7年。

（3）实时状态监测

矿山环境非常恶劣。在这样的环境中，设备的使用对部件的寿命和操作人员的安全都有很大的影响。根据对1995~2005年美国采矿作业中与设备相关的致命事故的分析，多达90%的致命采矿事故与设备相关，维修成本占矿山设备成本的41%。

然而，Stephan Romeder在《预测性维护如何影响未来工厂》论文中指出，通过获取和分析设备数据，可以防止70%与设备相关的故障。

为了提供具有成本意识且完美的设备维护，必须针对各台设备量身定制维护计划。如果只在需要时才进行维护，矿业企业不仅可以确保其资产始终处于良好状态，而且可以显著降低维护成本。

实时状态监测优化了设备运行时间，提高了矿山安全性。根据Modular Mining的维护管理网络研讨会，如果从被动维护策略过渡至主动维护策略，则计划外维护工作量可减少25%。这降低了总维护成本，使矿山经营者减少备用设备数量，从而减少总资本支出。在这次网络研讨会上，与会者提出，如果专注于排除特定设备的故障，而不是实施“一刀切”的维护计划，则矿山经营者可以将平均故障间隔时间延长150%。

考虑到实时状态监测具有许多优势，矿山经营者可以使被监测设备的维护成本平均降低20%。根据模拟结果，80%的设备适合进行实时状态监测。

采矿设备管理系统已经使用了数十年。现在，对健康和维护过程的实时监测使矿山经营者进行积极主动的维护，从而通过大大减少故障排除和设备维修的时间来优化设备的正常运行时间。这些能力有助于矿山就如何优化维修计划作出知情决策。

矿山运营商首先通过原始设备制造商的系统或第三方的系统从车载采矿设备获取数据。这些数据被收集于一台车载计算机中，然后通过无线网络传送至中央云计算环境，在那里可以对这些数据进行分析，以提供可视化信息和深度认识。这种对设备状态的“大数据”积累使作业人员不仅能够了解设备的历史和当前状态，而且能够预测设备的未来状态。

虽然采矿设备的维护管理可以在有限的带宽环境中进行，但是5G专用蜂窝网络可以扩大数据储量，增加捕获的指标个数，增加可监测的机器和设备的数量。随着带宽的增加，可以捕获更多的指标。这包括与设备维护状态可能间接相关的指标，例如温度的变化。

此外，随着带宽的增加，能够以更高的分辨率捕获指标，以更高的频率捕获和传输数据。在每分钟内仅有一秒钟捕获和传输数据与在每分钟内每一秒钟都捕获和传输数据之间存在很大的差异。连续捕获数据使信息密度增加了60倍。

实时状态监测不仅能使设备处于良好状态，也能显著提高矿山的总体经济效益以及改善工作人员的安全性。

这里将基准露天矿的经济效益达到总收入的约1%作为年度稳态净值。因此，到第五年时，投资回报率为288%。投资回收期少于2年。

（4）遥控凿岩

露天和地下钻掘是露天矿和地下矿不可或缺的工序。在一座典型的露天矿，凿岩成本占采矿成本的5%。但是，凿岩尤其是地下凿岩对工作人员的安全、环境和矿山经济效益构成很大风险。如果实现钻机遥控和自动作业，操作人员可以提高凿岩的精度、准确度和成本效益。

实现凿岩自动化的理由很有说服力。根据安百拓发表的一篇标题为“Aitik矿——大步走向全面自动化”的文章，在Aitik矿实现凿岩遥控和半自动化后，设备利用率提高了75%。在这种情况下，由操作人员启动钻机的凿岩过程，钻机会自动在钻孔之间自动移动进行凿岩。

据牛津大学发布的《Technology at Work》报告称，与手动控制凿岩相比，遥控凿岩的速度更快，生产能力可被大幅提高60%。

Apatit JSC旗下的Kirovsk磷灰石矿是自动凿岩的一个成功案例。该矿是俄罗斯的一座“闭路循环”矿山，从世界最大的磷矿床之一开采磷灰石矿石，并生产磷灰石精矿。2018年，Apatit在Kirovsk矿的3台钻机上安装了安百拓的遥控凿岩系统以及用于钻机遥控和监测的远程信息处理系统。在项目试验期间，在地面建立了一个专门的钻机控制站。试验结果表明，该矿山通过实现地下凿岩自动化显著降低了操作人员的安全风险，也使钻机的生产能力提高了20%，其中一台钻机的利用率提高至95%。

为了发挥遥控和自动凿岩的优势，在遥控凿岩时，必须将同一台钻机上的多个系统同时接入网络，为视频流提供高带宽，以及为高质量的服务建立可靠的网络连接。

由于5G专用峰窝网络能在许可和未许可的频谱中使用，并且具有高上行链路速度和非常低的延迟，因此为遥控凿岩提供了理想的网络连接解决方案。

遥控凿岩从矿山工作人员安全性、环境和整体经济性三个方面为矿山创造明确的底线效益。

这里将基准地下矿的经济效益达到总收入的约0.6%作为年度稳态净值。因此，到第十年时，投资回报率为200%。投资回收期少于4年。

（5）无人机巡检

至少自2016年以来，力拓（Rio Tinto）、必和必拓（BHP）和英美资源集团（Anglo American）等矿业巨头一直在测试无人机的应用。无人机可以监测、巡检和测绘对工作人员具有潜在危险的地下环境。

此外，无人机可以显著提高采空区的巡检速度，生成更精确的采空区模型，允许矿山经营者制定更精确的和成本效益更高的充填计划，从而减少采空区的充填材料需求。

在地下矿进行爆破后，必须为车辆建立新的行驶路线。通常情况下，这项工作基本上每天进行一次，造成车辆等待时间长达约一个小时。根据理特管理顾问公司和安百拓2020年的一次访谈调查中一名专家的估计，如果采用无人机对爆破后尚未确认对工作人员是否安全的区域进行巡检，则可以使上述的设备等待时间缩短7%。

利用无人机进行矿山巡检和测绘需要一个稳健的无线通信网络。在采集实时视频流时，无人机会消耗大量带宽。为了精确操纵飞行中的无人机，无人机接入的网络必须满足传输4K视频对低延迟和高可靠性的要求。

对实现无人机巡检的投资将帮助矿山提高经济效益。这里将基准地下矿的经济效益达到总收入的约0.3%作为年度稳态净值。因此，到第五年时，投资回报率为153%。投资回收期少于3年。

（6）智能通风控制

通风是控制地下矿空气条件的基础，是稀释井下空气中有毒有害物质的主要方法，也是地下矿的一个重要成本构成要素。因此，通风控制非常重要。据Leandro de Vilhena Costa 和José Margarida da Silva在《REM》国际工程类期刊发表的论文称，通风在矿山能源成本中的占比可能高达50%，占矿山总成本的约15%。

一座地下矿的未来效率取决于能否提供有效的地下通风。更清洁的井下空气将显著提高生产效率。

智能通风有可能提高未来的生产效率，自动化将提供许多优势。智能通风将创造更安全的环境，通过使用传感器优化空气质量并降低通风总成本。

一个有效且高效的通风系统可以更快速地驱散炮烟以及缩短爆破后的设备等待时间。根据ABB的《2015年智能通风》报告，按需求自动通风可以使地下矿的通风成本减少30%。

实现通风机、通风窗（百叶窗和活动窗）和通风门的自动控制和监测还可以进一步节省20%的能源成本。实时监测可以提高通风效率，进一步节省10%的成本。综上所述，智能通风可以使地下矿的通风成本最高降低60%。

智能通风需要一个可靠且安全的网络连接，具有足够高的带宽和足够低的延迟，从而实现实时数据传输。5G专用蜂窝网络的低延迟、高可靠性和高安全性使其成为了实现智能通风的一项关键赋能技术，提供了安全的网络功能，可以覆盖任何矿山的深部工作区。

遥控凿岩从矿山工作人员安全性、能源利用率和整体经济性三个方面为矿山创造明确的底线效益。

这里将基准地下矿的经济效益达到总收入的约1.9%作为年度稳态净值。因此，到第五年时，投资回报率为40%，完全基于节省的通风成本计算。投资回收期少于3年。

结论

上面所述的5个智能采矿案例为矿业行业提供了可以采用并具有吸引力的商业案例。这些案例可以增加企业的灵活性，提高企业的运营效率，提升企业的智能化水平。无论在露天矿或地下矿，都将创造显著的安全效益、环境效益和经济效益。

（1）露天矿

在露天矿，无人驾驶车辆、实时状态监测和遥控钻机都将提高效率、生产能力和安全性以及降低环境影响。

如果这三个案例都在基准露天矿部署和应用，总的年度稳态净值效益将达到1500万美元，占矿山收入的2.9%。这意味着，在总投入4000万美元之后，到第十年，这三个案例的总投资回报率为207%。

（2）地下矿

无人驾驶车辆、实时状态监测和遥控钻机也可以为地下矿创造效益。但除此之外，本报告还增加了经济效益非常显著的无人机巡检和智能通风控制两个案例。

虽然与露天矿相比，在地下矿实施这些应用更加复杂，但是创造的效益在收入中的占比要高得多。

如果这五个案例都在基准地下矿部署和应用，总的年度稳态净值效益达到900万美元，占矿山收入的4.4%。这意味着，在总投入2100万美元之后，至第十年，这五个案例的总投资回报率为256%。

矿业科技发展

澳大利亚采矿设备、技术和服务行业协会2021年展望

澳大利亚采矿设备、技术和服务行业协会（Austmine）对2021年可能影响行业的关键领域进行了展望。

从新冠肺炎疫情中逐步恢复

采矿设备、技术和服务行业将开始从应对和缓解新冠肺炎疫情所带来的影响转变为规划行业未来发展。行业企业应当对增长前景感到乐观，但必须注意的是，新冠肺炎疫情下的全球复苏将是逐步的。

尽管澳大利亚受疫情的影响相对较小，但其采矿设备、技术和服务行业仍然遭受了巨大影响。根据Austmine对619家企业的调查，由于新冠肺炎疫情，收入下降的比例为56%，平均下降幅度为33%。

尽管政府的支持机制有助于缓解上述行业冲击，但一些因素仍然严重影响了采矿设备、技术和服务行业的业务发展机会，包括项目被搁置，投资决策被延迟，以及国内和国际边界关闭。

虽然预计2021年将会实施疫苗接种，但该病毒仍将对商业运营造成影响。因此，Austmine鼓励行业企业继续采用当前的灵活应对方法，以适应迅速变化的环境。

不确定性很大，但机会也很大

在新冠肺炎疫情全球大流行期间，金属价格一直保持高位，澳大利亚的采矿业务已经比其他运营严重中断的国家获得了明显的优势。

资本将继续专注于提高运营效率和业绩，而澳大利亚采矿设备、技术和服务行业凭借其领先的采矿专业知识和增值技术，可以充分利用这些机会。

此外，澳大利亚的矿业项目仍处于积极建设中。根据首席经济师办公室的数据，目前有335个大型项目正在开发中，总价值达3340亿澳元。同时，重新强调发展澳大利亚的关键矿产行业将使采矿设备、技术和服务企业参与到新的供应链中，为今后的可持续发展奠定基础。

企业可以利用这些增长机会，但应保持警惕，不仅要防范新冠肺炎疫情，而且要减轻贸易紧张、全球不稳定和其他破坏因素带来的潜在风险。

重返国际竞技场

2021年，国际旅行很可能即将恢复，这对澳大利亚采矿设备、技术和服务行业来说是一项重大利好。

采矿设备、技术和服务行业是澳大利亚最国际化的行业之一，其业务为全球各个角落的矿业企业提供关键产品和服务。Austmine的全国调查显示，有65%的受访者出口产品，在美国、印度尼西亚、智利、南非和巴西等受到重大影响的市场中占有很高的比例。

重返国际舞台意味着可能会在2021年底恢复大型贸易展览和全球活动，为向世界推广澳大利亚采矿设备、技术和服务创新提供了重要机会。

政府对采矿设备、技术和服务行业的支持

多年来，Austmine一直致力于将采矿设备、技术和服务行业置于政府议题的前列，而令人欣喜的是，人们越来越认识到采矿设备、技术和服务行业是澳大利亚的关键产业。

联邦和州政府已经表示出了大力支持澳大利亚企业从新冠肺炎疫情中复苏的意向，尤其是采矿以及采矿设备、技术和服务等战略性行业的企业。

2020年10月，联邦政府启动了耗资15亿美元的“现代制造业战略”，该战略致力于对大型转型项目、供应链适应力以及制造技术和工艺的投资。资源技术和关键矿物加工被确定为该战略的国家制造重点，预计在接下来的几个月中将继续为采矿设备、技术和服务行业提供支持。

除了来自“现代制造业战略”的补助金外，采矿设备、技术和服务行业还可以利用其广泛的支持服务和资金实现行业复苏，而企业领导者必须寻求利用这些途径。其他的关键资金和支持服务包括企业家计划、出口援助补助金、出口市场发展补助金、研发税激励措施和METS Ignited合作项目基金。

数字化转型的步伐

新冠肺炎疫情带来的一项积极成果是，矿业行业的数字化转型迅速增长，原位系统的部署可以实现远程工作，监控人员健康和安全，以及以更少的人员来提高运营效率。

矿业企业现在比以往任何时候都更加积极地采用数字解决方案。澳大利亚拥有广泛的先进采矿技术和软件业务生态系统，这些生态系统将从这一趋势中受益，并准备提供产品以推动行业向前发展。

客户与供应商之间的互动也发生了变化，传统的采购实践逐渐过渡到开放式创新方法，该方法扫描市场以寻找新技术并为加强合作打开大门。Austmine正在通过供应商创新计划与必和必拓（BHP）在澳大利亚合作采用这种方法，该计划已经开始了成功的试点项目。Austmine还与印度塔塔钢铁公司（Tata Steel）一起在国际舞台上开展Innoventure计划，并通过其矿业开放创新计划进行扩展。毫无疑问，对矿业行业传统关系的这种重构将进一步加快数字化变革。

英国研究人员认为通过先进的卫星雷达成像技术可以提前预测巴西发生的尾矿坝重大溃坝事故

根据英国诺丁汉大学和达勒姆大学的一项最新研究，采用适当的监测技术是可以预见到2019年1月25日发生在巴西东南部米纳斯吉拉斯州Córrego do Feijão铁矿附近的尾矿坝溃坝事故，这次事故是巴西有史以来最严重的环境灾难之一，造成了200多人丧生。

来自诺丁汉大学地理空间学院的助理教授Stephen Grebby表示，尾矿坝由巴西最大的矿业企业淡水河谷（Vale）拥有，已有40多年的历史。目前，大多数矿业企业都依靠地面传感器来监测尾矿坝的稳定性。但是，这些通常无法对整个大坝提供足够的测量范围，这可能使得对地面运动或其他遇险迹象的监测变得困难。他认为应该采用InSAR（卫星雷达成像）技术来检查尾矿坝内及周围的小规模地面运动。

他们使用了由诺丁汉大学和Terra Motion公司开发的被称为ISBAS的先进InSAR技术，该技术克服了常规InSAR技术所面临的对上覆有植被的地面运动探测的局限性。与地面传感器相比，该技术的另一个优势是可以从上方俯视，并可以以毫米级的精度提供更完整的地面运动图像。

他们的ISBAS InSAR结果显示，大坝的不同区域以不同的速度运动，其中一些在垮塌前的两个月里突然加速。尽管矿业企业使用标准技术对大坝进行了监控，但未发出明显警告，他们对前兆运动的分析表明，垮塌的时间是可以预见的。

他们认为，如果使用ISBAS InSAR技术进行常规监测，则预计的事故发生日期在实际事故发生的一周内。至关重要的是，在溃坝前40天左右就可能做出这种预测，从而有时间提出警告，指出大坝正在变得不稳定。这本可以促使进行更深入的监控或采取其他缓解措施，以避免环境灾难的发生并进而避免生命的损失。

研究人员现在正在寻求将该技术开发为可以提供给矿业行业的软件，后者正在寻找一种可靠的预警系统来预测尾矿坝即将倒塌的风险。Grebby认为，结合地面传感器，先进的InSAR技术是尾矿坝监视工具箱的重要补充，可以及时撤离人员和保护生命。

矿产资源勘查

IMDEX的aiSIRIS系统基于近红外技术解决矿业项目中的矿物学解释问题

在近日举行的IMDEX Xploration技术会议上，IMDEX公司的自动化矿物学全球产品经理Sasha Pontual介绍了人工智能光谱红外解释系统（aiSIRIS）。

aiSIRIS是为便携式光谱仪数据开发的基于云技术的人工智能光谱解释软件，已经处理了来自全球超过1000个矿业项目的200多万份光谱数据，并能够为每一份光谱数据提供与光谱专家水平相当的解释。

Pontual表示，纵观矿产资源勘查历史，勘探企业更多地依赖试验和地球化学数据，并未充分重视矿物学信息。现有的项目中，通常基于低密度采样进行矿物学研究，且根据低密度样品研究得出结论并作出决策，但这不足以充分了解矿床内部的详细情况。这就造成矿山开发过程中会出现各种意外，其中一些可能会导致上百万美元的损失，并对矿床后续的经济开发产生不利影响。

近红外技术能够确定矿物类型、组合、化学性质和结晶程度，从而发现潜在的矿化区或在棕地项目中扩展已知的矿化区，最终用于矿山研究和矿山规划。

手持式近红外设备使用便捷，是当前勘探项目中采集矿物信息最快速、最经济的方法，且产生的数据也能够与地球化学数据集成，从而更全面地了解蚀变系统和矿床。

但仅获取大量光谱数据是无法直接使用的，且获得的矿物学信息需要在企业内部的各项目之间进行标准化。aiSIRIS系统的机器学习算法能够提高光谱数据的精度并不断训练系统，最终以和光谱专家相似的方式解释光谱数据，并输出可视化结果。

aiSIRIS系统适用于不同的地质背景、不同的光谱仪。使用该系统无需为项目建立一个特定的光谱数据库。aiSIRIS系统还能够与IMDEX的ioGAS软件集成，提供进一步的解释和分析，补充IMDEX现有的现场地质分析解决方案。

矿山开采运营

新的RIEGL激光扫描仪应用程序可加快采矿决策过程

RIEGL公司为其VZ-i系列3D地面激光扫描仪增加了用户的可选性，同时开发了三个新的采矿应用程序（斜坡角度应用程序、设计比较应用程序和监控应用程序）供日常使用，特别是在危急情况下。基于可靠的实时数据，这些应用程序允许用户快速做出必要的决定，并对当前的情况有充分的了解。

RIEGL公司的3D地面激光扫描仪可以通过局域网、Wi-Fi和LTE接口集成到任何网络基础设施中，从而实现扫描仪的完全远程操作。通过安装这些用于自动数据采集和数据处理的新定制化应用程序，用户无需任何人工交互就能获得自动的实时结果。

其中，斜坡角度应用程序可以自动利用扫描数据计算斜坡角度。可以高亮显示临界斜坡角度并发送给用户（如装载机操作人员）。实时信息帮助他们将矿堆和倾倒区域的斜坡角度保持在规定的范围内。用户在每个设备上的Web浏览器上接收信息，该设备连接到矿山网络。不需要软件安装或处理数据。所有处理都是在扫描仪上的应用程序中自动完成的。

设计比较应用程序可给出给定设计模型的超挖和欠挖测量值。虽然对矿业企业来说，欠挖是浪费金钱，但超挖可能会带来重大的安全风险。使用该应用程序可以优化挖掘机等重型设备的操作，从而简化采矿过程。

监控应用程序主要用于基于给定基准的变化探测，可在人眼可见之前就检测到例如采矿工作面的移动。通过扫描的时间序列来解释移动情况，从而预测可能的斜坡破坏，进而避免人员伤亡。

首款使用indurad雷达技术的无人驾驶矿用卡车投入运营

indurad在奥钢联集团（voestalpine）运营的Bell Equipment公司的铰接式自卸卡车（ADT）上成功部署了iTruck无人驾驶运输系统。

该系统是indurad与其奥地利的长期合作伙伴voestalpine密切合作开发的，在经过数年的联合研发之后，indusad于2013年向voestalpine交付了第一台3D雷达，并将其安装在高炉中。

Indurad是3D库存控制、机器定位和先进自动化领域的全球领导者，其开发的解决方案采用了独特的高分辨率2D和3D雷达技术以及从矿坑到港口和从港口到工厂的全套自动化软件包。Indurad的重点是消除整个物流链中的瓶颈。物料运输和粉碎是露天矿和采石场的重要瓶颈。

indurad的采矿自动化负责人Christian Riedel博士表示，“iTruck系统沿最优路径提供了真正的自主化，因此能够对不断变化的矿场环境做出动态反应。通过动态更新的环境情况图及系统独特的感知系统，即使碎片较小，该系统也可以避免碰撞。它通过强健的多传感器定位以及车辆运动学（如铰接式机器）的复杂控制，可最大限度地提高安全性和生产能力。”

该自动化系统的感知是基于indurad独特的360°雷达技术扫描，每秒扫描多达50转。Indurad的雷达技术专为苛刻的采矿环境而设计，不会像低成本汽车雷达传感器那样依靠不准确的数字波束形成、贴片天线和集成MMIC芯片组所形成的点云成像。它可以高精度扫描机器周围（亚毫米范围的精度），而不受尘土、雨水、雾气或雪等环境因素的影响。indurad表示，雷达是即使在最恶劣的采矿环境中也能保持高设备综合效率（OEE）的唯一技术。

麦肯锡（McKinsey）在2018年关于未来移动性的评论中认为，对于自主功能，“雷达和摄像头的组合解决方案可能在未来五到八年内占主导地位”，而完全不需要LiDAR。在McKinsey的概念中，摄像机提供了光学车道检测和物体细节，voestalpine认为这在采矿环境中是不必要的。因此，此次系统研发的目标是减少传感器的多样性，这是提高其在困难道路上的可用性的关键，即仅使用世界上最好的雷达加上标准的高精度全球导航卫星系统（GNSS）。

设计时考虑了较小规模的车队，该系统通过允许挖掘机或铲土机操作人员利用触摸屏引导车队来进行运营。因此，不需要进一步的监督并且时间损失被最小化。indurad对过程瓶颈的深刻理解推动了将机铲和破碎机集成到完整的无人驾驶运输系统解决方案中。通过将运输系统与indurad的iCrusher解决方案相结合，无人驾驶运输系统可以优化ROM，从而提高矿山的吞吐能力并因此提高产量。

采矿工程师兼indurad首席执行Reik Winkel指出，iTruck解决方案目前可满足无法通过将混合车队简单集成到现有环境中而使其采矿计划适应无人驾驶运输系统的中小型矿业企业。但是，其灵活的设计和开放的接口也允许集成到大规模运营中。除了采矿，这一概念还可以在室内和室外的工业应用（如冶炼厂等）中实现强健的自动化。

该无人驾驶运输系统包含整体安全概念，并完全符合ISO 17757:2017中关于自动和半自动机器系统安全的要求。为了实现其简单且灵活的目标，该系统已经满足了即将到来的自治系统和车队管理系统互操作性的标准。

此外，作为ARTUS项目的一部分，正在进行针对完全无GNSS环境和混合环境的无人驾驶运输系统开发，例如带有入口坡道的地下矿。ARTUS是一项研发项目，得到了德国联邦教育及研究部（BMBF）的资助。该项目由indurad与行业和学术界的其他合作伙伴共同领导。

RPMGlobal针对地下钾盐开采专门开发的综合矿山规划和调度解决方案实现首次销售

RPMGlobal公司表示已经完成了其针对地下钾盐开发的最新综合矿山规划和调度产品的首次销售。在成功进行一项试验计划后，与一家全球领先的钾盐开采企业达成了第一笔地下钾盐解决方案（UGPS）的销售，该矿业企业购买了UGPS解决方案并从其加拿大业务中获取了更大的价值。这是UGPS解决方案于2020年10月进入市场后的首次销售。

RPMGlobal表示，UGPS解决方案采用了最新技术，例如参数设计和调度，并结合了几种优化算法，以创建专门用于钾盐开采运营的独特产品。该产品的参数化设计技术无需在CAD软件包中手动绘制矿山布局，而是使规划人员能够快速生成和分析多种情况，从而使重复性和耗时的任务自动化，而这些任务通常需要数周的时间才能完成。直观的、流程驱动的界面使该产品易于使用，尽管大多数矿山规划软件均由可定制的编码脚本驱动，但UGPS解决方案是截然不同的，是完全免费的。就培训和新员工入职而言，此功能变得非常重要，使每个客户都能在产品部署后立即受益。

使用UGPS解决方案，用户可以在3D环境下中完成其钾盐矿床的详细建模，同时还可以创建矿山的完整数学模型。而且，用户能够导入现有设计、创建新设计或将两者结合使用。

此外，UGPS解决方案还在调度过程中引入了先进的调度方法，以适应在地下钾盐环境中工作的工程师的实际需要。它还将调度过程的所有方面都整合到了一起，使其适用于所有领域的设计、保留和调度。

小松的P&H 4100XPC AC型电铲在智利Sierra Gorda铜矿的日生产能力达到了创纪录的约23万吨

智利的小松-康明斯合资公司（Komatsu-Cummins，成立于1999年，是小松和康明斯在智利的分销商）宣布大型矿用绳铲的日生产能力创造了纪录。在波兰铜业集团（KGHM）拥有55%股权的Sierra Gorda SCM铜矿，P&H 4100XPC AC型电铲于2015年首次交付，并在24小时内实现了230400 t物料（废石和矿石）的装载。P&H 4100XPC AC-90的额定有效载荷为73 t至82 t，铲斗容量为42 m³至49 m³，是载重量为218 t至327 t的运输卡车的理想搭配。

Sierra Gorda矿位于安塔法加斯塔地区的Atacama沙漠中，距离Calama市西南约60 km。该矿的最终产品是铜精矿和钼精矿。在2020年1月至2020年11月期间，Sierra Gorda矿生产了13.5万吨铜，高于2019年同期的10万吨，这是由于提取矿石中的金属含量更高以及加工的矿石量更大。尽管尚未公布2020年产量情况，但预计全年将超过15万吨铜。

Bell Equipment推出最新一代低矮型铰接式自卸卡车

南非的Bell Equipment公司最近推出了用于地下采矿的最新一代Bell B30L和B35L低矮型铰接式自卸卡车（ADT），认为这类卡车可提供每吨成本最低的解决方案，更实用的样式和一个“为今后自动化预留的”平台，以便通过手持式遥控器或更先进的自主控制中心便捷地进行远程操作。

为了获得更实用的布局，产品设计人员听取了客户的反馈，将驾驶室从中央转移到左侧。车辆高度保持不变，仍为2.6 m，但驾驶室的位置现在低得多，从而增大了头部空间并提高了操作人员舒适度。通过这种配置，Bell Equipment可以提供2.4 m的驾驶室高度供用户选择。

驾驶室的人体工程学设计得到了进一步的调整，配备了Isringhausen悬吊座椅、以Bell Equipment稳健的密封开关模块（SSM）为特色的工作站、以及全新的7英寸彩色显示器。360度摄像头可以鸟瞰车辆，并且默认为右侧盲点以增加安全性。

在发动机方面，用新一代梅赛德斯奔驰OM471LA（320 kW-B30L；360 kW-B35L）发动机取代了梅赛德斯奔驰OM501LA（290 kW）发动机，提供了高效的功率重量比。其他动力传动系统组件是该行业通用的，主要源自Bell B40E和B45E大型露天矿运输卡车，以提供共享的售后支持。

Bell Equipment表示，他们的地下矿运输卡车具有许多与露天矿运输卡车相同的安全标准和生产能力优势。安全功能包括无钥匙启动、坡道辅助、速度控制、自动停车应用（APA）和涡轮旋转保护等。在生产能力方面，Bell B30L和B35L现在已配备车载称重和Bell Equipment专有的车队管理软件Fleetm@tic^®，使这些卡车的使用者可以获取每日产能数据。

选冶综合利用

美国能源部投入5000万美元用于关键矿物提取和加工技术研究

美国能源部（DOE）宣布了5000万美元的项目资助名单，共包括15个项目，侧重于稀土和锂等关键矿物的创新性提取和加工技术。美国能源部表示，这些项目包括针对提取、分离和加工技术的4项试验，以及针对下一代提取、分离和加工技术的11项试验。美国希望通过多样化能源技术所需的矿物来源并建立国内精炼能力来减少对进口关键矿物的依赖。

其中的大型项目包括通用原子公司（General Atomics）的稀土元素分离和加工示范项目（2200万美元），以及BHER Minerals公司的地热卤水电解生产电池级LiOH-H₂O项目（1500万美元）。

其中的小型项目包括怀俄明大学使用微波等离子体从稀土氧化物中生成稀土金属的项目（50万美元），以及弗吉尼亚大学利用其天然氧化物开发工业规模稀土母合金以生产磁体的项目（50万美元）。

美国能源部能源效率和可再生能源助理部长Daniel R Simmons表示，“美国能源部在解决关键材料的供应风险方面处于领先地位。通过这些投资，我们将通过解决国内供应链的关键差距来加强美国的工业基础。”

美国能源部将投入2835万美元用于稀土元素和关键矿物先进加工工艺的研发

美国能源部（DOE）化石能源办公室（FE）宣布将投入2835万美元的联邦资金，以资助工业和制造业所需稀土元素和关键矿物的先进加工工艺的研发。

在美国公布的35种关键矿物中，有31种的进口量超过了其年消费量的一半，有14种在其本土没有生产，完全依靠进口来满足需求。其中，稀土元素（REE）是元素周期表中所示的镧系元素中的15种元素。美国目前进口的稀土元素的80%直接来自中国，其余部分则通过其他国家从中国间接进口。

通过建立可持续的国内关键矿物和稀土元素供应链，美国将减少国内和军事工业所要面临的供应中断风险，同时为新兴的清洁能源技术市场生产所需的材料。当前全球50亿美元的稀土元素市场预计在未来5年内将增长40%，而关键矿物市场预计将出现类似的增长。

此次项目招标拟资助的项目将专注于开发对环境有益的创新性中游加工技术，并尽可能降低资本成本和运营支出，第一阶段的申请主要涵盖以下两个方向：

方向1：研发可从煤基和其他资源中生产稀土金属并联产关键矿物的先进工艺。

方向2：从煤基和其他资源中生产关键矿物（不包括稀土元素）。

美国国家能源技术实验室支持下的北达科他大学稀土元素提取项目远超预期

北达科他大学在美国国家能源技术实验室（NETL）资助下开展的经济提取具有战略意义的稀土元素的项目表明，褐煤是稀土元素这类重要矿物的潜在国内来源，在充分发挥现有采矿基础设施优势的同时还能生产有价值的副产物。

稀土元素因其独特的特性而被美国内政部确定为关键矿物，而稀土元素在各种消费品、能源系统和国防应用中必不可少，而且往往是不可替代的。随着中国在很大程度上控制着全球稀土元素生产和价值链，美国已经开始着手为这些关键资源提供国内供应，NETL的任务是为其在学术界的合作伙伴（例如北达科他大学）提供资金支持。

在北达科他大学的工作中，研究人员将酸浸稀土元素提取过程简化为一步，以实现经济效益。升级后的加工工艺不仅可以提取稀土元素，还可以显著改善褐煤产品的副产品。提质后的褐煤材料可以很容易地用于其他增加附加值的煤炭应用中，包括活性炭生产，热电联产，腐植酸生产，以及作为燃煤公用事业/工业用途的升级燃料。

在浸出工艺之后，设计了湿法冶金工艺来生产各种纯度的稀土元素精矿，包括平均纯度大于50%混合稀土元素氧化物（REO）纯度的粗精矿，提取的稀土元素质量占褐煤原料中所含稀土元素总量的70%以上。稀土元素很容易形成REO，因为稀土元素通常与周围大气中的氧气具有很高的反应性。当含稀土的材料在氧气存在下燃烧时，这些热稳定的氧化物通常是最终产品。

开发的工艺（包括浸出、杂质去除和稀土元素回收）使用了经过工业验证的设备，并且不需要使用新的试剂。该工艺还使用环境温度和中等pH值进行矿物加工，以最大程度地减少潜在的废物流，从而提供了一种低成本且环保的解决方案。

NETL联邦项目经理Charles Miller表示，“由北达科他大学团队开发的加工工艺具有在许多领域应用的潜力。它不仅可以作为新的稀土开采行业的基础，而且还可以在利用现有采矿基础设施的同时提供有价值的副产品，这有望使整个过程更便捷，对潜在投资者更具吸引力。”

Lynas将在美国建造稀土分离厂

美国国防部已与总部位于澳大利亚的矿业企业Lynas稀土公司签订合同，将在拟建重稀土分离厂的得克萨斯州同一座工厂内投资7700万澳元建设轻稀土分离厂。该轻稀土分离厂预计将使用来自Lynas在澳大利亚Kalgoorlie正在建设中的裂解和浸出厂的原料，每年将生产约5000 t稀土产品，包括约1250 t的钕和镨。

Lynas于2020年7月与美国国防部签署了一项关于重稀土设施建设第一阶段工作的合同，计划从Lynas位于西澳大利亚的Mount Weld矿和马来西亚的轻稀土分离设施获得重稀土精矿，成为中国之外分离后重稀土的唯一来源。该耗资4230万澳元的重稀土分离厂位于San Antonio附近，将与专业化学品采购企业Blueline合资建设，旨在遏制中国在稀土市场上的主导地位。

但是，美国政府希望所有原料和企业都是100%来自美国本土，目前已搁置了第一阶段的资助决议。如果该合同最终获得通过，Lynas将在得克萨斯州建造这两个工厂。

Lynas首席执行官兼董事总经理Amanda Lacaze表示，国防部的资金预计不超过3000万美元（3870万澳元），根据协议该公司将匹配相应的资金。作为全球市场上唯一的非中国稀土分离产品生产商，Lynas非常希望在美国建设轻稀土分离设施。

Pensana积极推动英国首座稀土加工厂建设

英国生产商Pensana Rare Earths公司已提交了在约克郡建造稀土加工设施的计划申请。该公司表示，稀土氧化物分离设施将耗资约1.25亿美元，并已于2020年12月确定了该设施的拟建设场地。该场地位于约克郡的Saltend Chemicals Park，将使用该公司安哥拉项目的原料作为进料。此次申请可能需要最多三个月的时间进行审核。

Pensana表示，该公司的目标是成为世界上最大的稀土氧化物生产商之一，瞄准电动汽车和海上风力涡轮机等先进行业。Pensana在2020年12月还报告了其位于安哥拉Longonjo项目以北16 km的占地7500 km²的Coola项目的首次采样发现了高品位稀土。对Coola碳酸盐岩上的土壤样品的化学分析结果表明，1.3 km×1.4 km区域内的稀土氧化物（REO）含量高达4.69%。

Nano One在智利示范其锂技术

加拿大清洁技术企业Nano One公司表示，它将在智利清洁技术研究所（ICTL）示范其“One Pot”工艺，以利用智利碳酸锂制造富镍（低钴）阴极。

Nano One的首席执行官Dan Blonda表示，“我们已经向ICTL提出申请，以示范Nano One的专利技术，直接使用碳酸锂生产富镍阴极材料。该创新避免了对氢氧化锂的需求、建设转化工厂所需的成本以及与水和能源使用相关的消耗。”

该公司表示，其One Pot加工工艺可以生产一种既非碳酸盐也非氢氧化物的全锂混合金属中间粉末，使其能够在炉内经过热处理后形成成品阴极粉末。这与传统的形成混合金属中间粉末的方法形成了鲜明的对比，传统方法形成的粉末必须经过碾磨和热处理。

Lithium Australia的先进矿物加工工艺获得欧洲专利授权

澳大利亚锂业公司（Lithium Australia）的子公司VSPC用于生产复杂金属氧化物纳米粒子的工艺已获得欧洲专利局的专利授权。

纳米结构氧化物是一种先进的材料，已用于多项现有和新兴技术，包括燃料电池、超级电容器、催化剂和电池材料。常规方法难以生产细粒金属氧化物和纳米材料，并且涉及效率低下且耗能大的工艺过程，这使得难以保持化学成分和晶体结构一致。VSPC的工艺则可以精确控制晶体结构内的化学成分及化学元素的分布。

Lithium Australia的董事总经理Adrian Griffin表示，所生产的产品可用于许多领域，包括催化剂、固体氧化物燃料电池、超导体和锂离子电池。

VSPC正在开展一项初步可行性研究，以在中国以外的多个地区生产磷酸铁锂正极材料。

矿物创新应用

科学家开发出用于存储可再生能源的无阳极锌电池

美国斯坦福大学和沙特阿卜杜拉国王科技大学的研究人员已经开发出一种无阳极的锌基电池原型，该电池使用了低成本且资源量丰富的材料。

在《Nano Letters》期刊发表的一项研究中，科学家Yunpei Zhu、Yi Cui和Husam Alshareef表示，他们从先前对“无阳极”锂和钠金属电池的探索中汲取了灵感，并决定制造一种电池，其中富锌阴极是向集电器上镀锌的唯一来源。

他们的主要目标是解决与先前探索的水性锌基电池有关的重大问题。该问题是，尽管与其他电池相比提供了安全性和高能量密度，但仍需要较厚的锌阳极，锌阳极包含大量金属，因此造成成本过高。

但是，在此次开发的锌基电池原型中，该研究团队使用了二氧化锰阴极，该阴极预先嵌入了锌离子、三氟甲磺酸锌电解质溶液和铜箔集电器。在充电过程中，锌金属会覆在铜箔上，而在放电过程中，金属会脱离表面，从而释放出可为电池供电的电子。

为了防止形成枝晶，专家们在铜箔集电器上涂了一层碳纳米圆盘。该涂层促进了均匀的锌表面覆盖，从而防止了枝晶的形成，并且还提高了锌表面覆盖和脱离的效率。

该论文指出，该电池表现出了高效率、高能量密度和高稳定性，在80次充放电循环后仍保持其存储容量的62.8%。因此，他们相信其无阳极电池设计为在储能系统中使用水性锌基电池提供了新的方向。

矿业科技动态

2021年第04期

（2021年2月26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