我國長石資源很豐富,主要是以鉀長石為主,但是能夠滿足工業要求的優質長石礦較少,絕大部分都含有石英、云母、金紅石、磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等雜質,為了提高長石的工業價值,滿足工業對優質長石礦的需求,必須對長石進行選礦提純。
1、礦石揀選的重要性
原礦在選礦作業前進行預選富集拋廢(揀選)處理十分重要,在礦石進入中細碎和磨礦之前,將圍巖或廢石及早揀選出來,可提高精礦品位和選礦回收率,大大降低消耗,提高企業經濟效益和競爭力。
常用的預選方法有手選、輻射揀選等。手選存在人力勞動強度大,成本高,處理量小,效率低等缺點;輻射揀選存在元器件易損壞、維修管理費高等缺點。
光電色選技術是根據礦石組分不同所反映的易被檢測的物理特性(光性、放射性、磁性及電性等)的差異,通過各種檢測方法進行鑒別,并依靠一定外力將礦石或廢石分離出來的一種物理分選方法。
2、鉀長石色選的原理
鉀長石色選機是通過高清工業相機抓取被揀選礦石在特定光源照射下的彩色圖像,將圖像經數字化處理后傳送至圖像處理單元,依據長石顆粒的圖像信息,進行顏色等特征判別,進而依據判別結果控制現場設備實施分選操作。
鉀長石色選同人工手選一樣利用機器視覺替代傳統的人眼視覺觀察礦石、判斷礦石從而實施分選的過程。
(1)圖像預處理
通過對所采集的鉀長石石英原礦圖像進行圖像預處理,通過色差數據濾波濾除對后續圖像計算存在影響的背景數據。根據粒道寬度把圖像分割成單獨礦粒圖像,并經過歸一化處理使圖像大小統一為30mm×30mm的尺寸。利用二值化處理提取出圖像中礦粒圖像形狀特征。
(2)礦粒圖像K均值聚類
對于提取出的礦粒圖像,將每個礦粒圖像數據中的紅、綠、藍三個分量看作是三維空間中的一點進行綜合考慮,通過K均值換算計算均值中心。
通過采集計算高品位礦粒圖像顏色特征數據和低品位礦粒圖像顏色特征數據的均值中心分別為:
mean_H=[171.6202,94.8763,46.5880];
mean_L=[156.4035,120.0066,84.9336];
(3)判定處理
對于待測圖像,計算每個礦粒區域圖像像素點空間坐標與高品位礦粒顏色特征數據和低品位礦粒顏色特征數據的均值中心之間的歐氏距離,并把該像素點標記到距離近的類別,統計高品位像素數據的個數與礦粒圖像像素點個數的比例,若比例大于閡值(實驗驗證取值為0.48>)則該圖像所對應礦粒標定位高品位礦粒,否則為低品位礦粒。
如下圖所示礦粒,其像素點比例值為:ratio=0.6676,則判定結果:高品位礦粒。
如下圖所示礦粒,其像素點比例值為:ratio=0.2568,則判定結果:低品位礦粒。
3、鉀長石和石英色選應用實例
以鉀長石和石英的混合原礦作為選別對象,利用鉀長石具有肉紅色、石英具有透明或乳自色的明顯差異特點,采用色選機進行分選。
以鉀長石作為分選目標,礦粒粒徑控制在3-10mm,并設定某一分選閥值,進行分選處理。通過對分選前原礦和分選后富集鉀長石鉀品位的測定,得到了鉀的富集比為1.3,拋掉了35%的廢石,具有良好的分選效果。
4、結語
?。?)采用色選機對鉀長石進行揀選作業,能夠達到直接將塊狀礦物中的廢石、夾石剔除,或者將低品位礦石與高品位礦石分離的效果。
(2)對于選礦企業來說,對原材料進行控制,預選富集提高入選品位,減少入磨廢石,提高磨礦效率,增加后續選礦處理能力;既可以降低運輸成本和浮選成本,又可提高選礦處理能力、入選品位和回收率。
?。?)選出的廢石可就地作充填材料,大幅降低廢石運輸及加工成本,有效避免固體環境污染;同時能夠提高礦山的開采率,延長礦山的開采年限,在資源有限的情況下獲得最大的資源量,提高企業的整體技術水平,降低企業的排尾負擔。
?。?)色選機在鉀長石揀選中的應用成功對減輕勞動者負擔,甚至對選礦工藝的技術完善,節約礦山現有的選礦成本有著十分重要的工程意義。
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