CN112295714A - 选矿装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于地质材料的选矿装置，该选矿装置包括：用于地质材料的入口区域；第一传感器站，包括用于确定地质材料的性质的至少一个传感器；第一分类站，用于分类地质材料；以及地质材料离开选矿装置的出口区域。选矿系统还包括用于运输地质材料的输送系统，该输送系统在入口区域和出口区域之间延伸，其中，第一传感器站沿着该输送系统布置在入口区域的下游，并且其中，第一分类站还沿着该输送系统布置在第一传感器站的下游，此外其中，第一分类站的运行基于由第一传感器站取回的信息。还公开了相应的方法和用途。
Description
技术领域
本发明涉及例如采矿业中的一种选矿装置。
背景技术
当从地球上开采矿物或其他有价值的材料时，电力和水等资源消耗越来越成为焦点。随着可用的全球沉积物的品位不断下降，并且大多数高品位的沉积物正在迅速消耗，为了获得给定数量的例如金属矿石，必须投入越来越多的能源，因为加工和丢弃毫无价值的材料会导致生产率下降。可得的研究表明，粉碎过程中消耗的能量中有90％以上都以热结束，对释放(liberation)/选矿过程没有贡献，这意味着，如果有可能尽早挑选出毫无价值的材料，则可以节省大量能源。一种方案是应用粗剔除(coarse rejection)技术，以便能够在过程中尽早地去除贫瘠的材料。这将最小化必须运送、粉碎和处理的吨位。多年来，已经提出了针对该困境的不同方法。例如，基于传感器的散装矿石分类用于将大量的脉石与更有价值的矿石量分开。低品位矿体通常包含大量解离的贫瘠脉石，或者换句话说，从粗进料(coarse feed)中剔除无价值的材料将增加进入下一阶段的加工的矿石的品位，并避免将仅引起加工成本的材料馈送到工厂，使得每吨产品必然处理的矿石的吨数更少，从而减少了每吨产品的能源和水消耗。由于脉石中的硅酸盐往往较高，并且通常比要释放的矿物更坚硬，因此在粉碎阶段之前去除这种坚硬且贫瘠的材料也具有显著地降低能源消耗和加工成本的潜力，还可以降低矿石运送要求。这可以通过基于传感器测量确定的品味，从满载的传送带上分离大量的贫瘠脉石来完成。可以使用多种传感器，通常包括光度的、电磁的、辐射的和X射线的。传感器通常应用于装载的载重车箱或满载的传送带，以便可以评估大量矿石。
另一种方法是控制和爆破待开采的地质体，以便实现选矿。US2014/0144342描述了一种爆破方法，该方法实现了待开采的具有较高品位的地质体的那些部分在爆破后具有最小的粒级，而价值较低的部分(例如，脉石)则具有较大的粒级。然后可以借助于筛选装置或其他分离设备将较有价值的、较细的粒级与较低价值的粒级分离。
另一已知方法是基于传感器的流分类。这样的概念从例如废物回收和食品加工中已知，并且那些系统已经被适配和修改为更好地适应采矿业的特定需要。然而，已经证明这些系统的吞吐量实在太小以至于没有实际意义，这些系统的吞吐量通常为每小时约100吨，而采矿应用通常要求每小时几千甚至数千吨。
发明内容
本发明的目的是克服或至少减轻上述问题，特别是与基于传感器的流分类有关的那些问题。
一个特定的目的是提供一种用于地质材料的选矿装置。为了更好地解决这个问题，在本发明的第一方面中，提供了一种用于地质材料的选矿装置，该选矿装置包括用于地质材料入口区域以及第一传感器站，该第一传感器站包括用于确定地质材料的性质的至少一个传感器。它还包括用于分类地质材料的第一分类站以及地质材料离开选矿装置的出口区域。选矿系统还包括用于运送地质材料的输送系统。该输送系统在入口区域和出口区域之间延伸，并且第一传感器站沿着该输送系统布置在入口区域的下游。此外，第一分类站还沿着该输送系统布置在第一传感器站的下游，第一分类站的运行基于由第一传感器站取回(retrieve)的信息。这种装置的优点在于，传感器站可以用于获取有关地质材料(例如金属矿石)的相关参数，然后在传感器站处获得的数据用于控制下游分类站，在该分类站中，地质材料可以例如被分类成一个较有价值的材料流和一个较低价值的材料流，较有价值的材料流可以前进以进行进一步处理，较低价值的材料流可以被运送走以进行废弃处置。
根据选矿装置的实施例，入口区域包括分离装置，用于在地质材料到达输送系统之前将其划分成多个材料流。这样做的优点在于，可以在选矿装置中优化地处理每个部分流。
根据选矿装置的实施例，输送系统包括用于每个材料流的分开的轨道。通过提供单独的轨道，可以并行地输送和分类材料流。
根据选矿装置的实施例，轨道绕过第一传感器站和第一分类站。有时，如果其他先前的预富集装置已经足够成功，则可以将一部分地质材料引导通过传感器站和分类站，直接引导至后续的处理设施，例如下游的粉碎线。选矿的目的是仅处理需要处理的地质材料流的那些部分。通常，在该领域中进行处理的意思是粉碎，但是如果已经确定材料的一部分具有足够的品位，那么让它通过传感器和分类站就没有意义了。这只会消耗选矿能力，而选矿能力可以更好地用于流的其他部分，或者甚至可以争论，这将造成所需的能源增加，而没有任何好处。
根据选矿装置的实施例，借助于筛选装置划分多个材料流，该筛选装置基于粒度来划分材料流。这具有许多优点。通常，爆破后的粒度可用于估算品位。如在US-2014/0144342(其教导和内容通过引用并入本文)中所讨论的，矿石主体的更有价值的部分将具有更细的粒级，而价值较低的贫瘠的材料脉石将分解为更粗的粒级。例如，一种可能性是使最细的颗粒或较细范围内的颗粒绕过传感器站和分类站，并直接继续进行进一步粉碎。
根据选矿装置的实施例，第一传感器站包括多个传感器。通过使用多个传感器，可以提高测量精度。
根据选矿装置的实施例，多个传感器包括不同的传感器类型。通过测量地质材料的不同性质，可以进一步提高测量精度，并且可以向分类站馈送更高质量的信息。
根据选矿装置的实施例，多个传感器包括选自包括但不限于以下的组的传感器类型：激光传感器；相机；颜色传感器；光度传感器；磁共振传感器；辐射传感器；近红外传感器；激光雷达；雷达；X射线；伽玛射线光谱仪；重量传感器。这些都是适用的，并且可以根据要评估的地质材料来选择传感器的类型。不同的传感器在评估过程中具有不同的优势，有些是基于外部参数进行测量(例如，激光扫描仪和相机)，有些是筛选内部参数(例如，X射线传感器)。
根据选矿装置的实施例，至少第一类型的第一传感器和第二类型的第二传感器串联地布置在第一传感器站内。
根据选矿装置的实施例，多个传感器串联地布置在第一传感器站内，特别是2-10个传感器，更特别是2-7个传感器，甚至更特别是3-6个传感器。
根据选矿装置的实施例，第一传感器布置在第二传感器的上游，并且其中，第二传感器根据由第一传感器取回的信息而被激活。这具有几个优点。传感器的应用将始终暗示某些功率要求。通过将传感器布置为第一上游传感器的结果用于确定是否应该应用第二下游传感器的方式，如果要应用，则应在多大程度上使用它。如果第一传感器可以以超过给定阈值的概率确定地质材料的颗粒具有某种性质，例如没有价值，则不需要应用任何下游传感器，从而降低能源需求，并且可用的计算能力可用于更好的目的。
根据选矿装置的实施例，传感器以上游-下游布置顺序布置，并且其中，下游传感器根据上游传感器中的一个或多个取回的信息而被激活。
根据选矿装置的实施例，传感器包括不同类型的传感器。
根据选矿装置的实施例，至少两个传感器彼此平行地布置。在某些情况下，使两个或更多个传感器同时执行其测量可能会是有利的，例如，以提高测量精度。
根据选矿装置的实施例，彼此平行布置的至少两个传感器与至少一个其他传感器串联布置。
根据选矿装置的实施例，传感器的输出数据被布置为在融合过程中被组合。使用的每个传感器都具有某些优点和缺点。传感器融合的目的是利用各个传感器的优势来精确了解环境。
根据选矿装置的实施例，融合过程作为直接融合来进行。
根据选矿装置的实施例，通过使用来自异质和/或同质传感器和/或软传感器的传感器数据和/或传感器数据的历史值来进行直接融合。
根据选矿装置的实施例，融合过程作为间接融合来进行。
根据选矿装置的实施例，使用关于环境和/或人员输入的先前知识来进行间接融合。
根据选矿装置的实施例，融合过程作为直接融合和间接融合的组合来进行。
根据选矿装置的实施例，融合过程以集中的方式进行。在该实施例中，传感器将其输出数据转发到中央计算单元，该中央计算单元负责数据的关联和融合以及基于结果的任何决策。
根据选矿装置的实施例，融合过程以分散的方式进行。在该实施例中，传感器并非简单地将其输出数据转发到中央计算单元。取而代之的是，每个单元或至少某些单元处理关联性和融合自身，并且在如何使用结果以及基于此做出何种决策方面具有一定的自治权。
根据选矿装置的实施例，一些传感器以竞争配置(competitive configuration)来布置。例如，这可用于检测运行不正常的传感器。例如，传感器站可以包括能够确定地质材料颗粒的尺寸的多于一个的传感器，例如激光扫描仪和相机。然后，可以使这两个传感器以竞争配置运行，以查看它们是否递送可比较的结果。如果没有，可以考虑纠错。因此，不必要甚至不需要传感器始终处于竞争配置中。
根据选矿装置的实施例，至少一些传感器以互补配置(complementaryconfiguration)布置。在互补配置中，多个传感器提供有关同一地质材料的不同信息。在连续运行期间，这通常比竞争配置更节能。
根据选矿装置的实施例，以使得较少能量需求的传感器布置在较多能量需求的传感器的上游的方式来布置传感器。
根据选矿装置的实施例，根据较少能量需求的传感器取回的信息来激活较多能量需求的传感器。这种布置使得可观的节能成为可能。某些传感器类型非常耗能，例如X射线，如果将那些传感器应用于整个材料流，整个材料流每小时可能多于3500吨，有时每小时多于6000吨，在某些应用中甚至每小时多于15000吨，这将需要大量能源。因此，即使X射线是提高测量精度的好方法，但是能耗也使其无法连续应用。相反，本发明使得仅在先前的上游的且耗能较少的传感器还不能以足够高的概率建立地质颗粒的特征的情况下才可以应用具有高耗能的传感器。仅当先前传感器的数据不足以确定颗粒是否有价值时，才应使用更高的能量密度的传感器，例如X射线。这可以节省可观的能源，同时保持出色的测量精度。
根据选矿装置的实施例，第一分类站包括至少一个机器人，该机器人被布置为对输送系统运输的地质材料进行分类。
根据选矿装置的实施例，第一分类站包括一组机器人。
根据选矿装置的实施例，第一分类站的机器人包括偏转器。有时，偏转器更适合将颗粒转移到正确的流中。
根据选矿装置的实施例，一组机器人沿着输送系统的轨道布置成上游-下游布置。
根据选矿装置的实施例，输送系统的分开的轨道包括分开的第一分类站。由于不同的轨道将传送具有不同性质的地质材料(例如，不同尺寸的颗粒)，使每条轨道具有单独的机器人分类站是有利的。较小的颗粒可能需要不太强力的机器人，但速度与每小时能够处理更多的颗粒更相关。
根据选矿装置的实施例，布置成对地质材料进行分类的至少一个机器人包括用于拾取和放置地质材料的抓取装置。
根据选矿装置的实施例，布置成对地质材料进行分类的至少一个机器人包括用于拾取和放置地质材料的真空抽吸装置。
根据选矿装置的实施例，布置为对地质材料进行分类的至少一个机器人包括用于在分类地质材料期间移动地质材料的推动装置。
根据选矿装置的实施例，入口区域包括具有预定宽度和/或高度的开口。
根据选矿装置的实施例，开口的宽度和/或高度适合于相应的轨道的粒度，使得颗粒一次只能一个通过开口。传感器的信息将更加可靠，因为传感器可以对各个颗粒进行测量。利用具有预定开口尺寸的开口的方案将防止地质材料的颗粒成组地进入输送系统。相反，颗粒将一个接一个地进入，以便系统可以区分各个颗粒。
根据选矿装置的实施例，输送系统每条轨道包括一个或多个传送带。传送带是运送地质材料(例如，矿石)的便捷方式。
根据选矿装置的实施例，轨道中的至少一个包括多于一个的传送带，并且其中，传送带被布置为以不同的速度运行。
根据选矿装置的实施例，轨道的传送带以超过地质材料的进给速度的速度运行。这将确保相邻的颗粒彼此远离，从而系统将能够单独地评估每个颗粒。如果允许传感器一次测量一个颗粒，则测量精度将大大提高。
根据选矿装置的实施例，输送系统每条轨道包括一个或多个传送带。每条轨道使用两个或更多个传送带可以提供连续的材料分类。例如，第一传送带可以将被认为有价值的颗粒朝向进一步粉碎进行运送。第二传送带可以将已被认为价值很小或没有价值的颗粒朝向脉石料堆放处(gangue dumps)或类似场所运送。
根据选矿装置的实施例，另一传感器站和/或分类站布置在第一分类站和出口区域之间。
根据选矿装置的实施例，另一传感器站和另一分类站布置在第一分类站和出口区域之间。
根据选矿装置的实施例，选矿装置布置成使用至少由另一传感器站取回的信息来进行系统优化。另一传感器站可以用作质量保证并且可以作为末级传感器和分类站连续地运行，或者可以作为控制级以有规律的间隔应用，以确定具有第一传感器站和第一分类站的系统是否按预期运行。
根据选矿装置的实施例，由至少另一传感器站取回的信息被中继回到系统中用于质量检查的目的。
根据选矿装置的实施例，设置了控制单元。控制单元布置成从选矿装置的所有其他部分获得信息，并处理该信息，并基于该信息向选矿装置的各部分发送指令。
根据本发明的第二方面，提供了一种地质材料的选矿方法，包括以下步骤：
-通过入口区域进给地质材料；
-借助于输送系统将地质材料从入口区域输送到包括至少一个传感器的第一传感器站；
-借助于至少一个传感器确定地质材料的性质；
-借助于输送系统将地质材料从第一传感器站输送到第一分类站；
-对地质材料进行分类；以及
-将地质材料从第一分类站运送到地质材料离开该选矿装置的出口区域，
其中，第一分类站的运行基于所述第一传感器站取回的信息。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：在到达输送系统之前，在入口区域处或入口区域附近分离多种材料流中的地质材料。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：使材料流中的至少一个绕过第一传感器站和第一分类站。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：使用筛选装置基于粒度划分材料流。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：在第一传感器站中应用多个传感器。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：应用不同的传感器类型。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：从包括以下的组中选择传感器的类型：激光传感器；相机；颜色传感器；光度传感器；磁共振传感器；辐射传感器；近红外传感器；激光雷达；雷达；X射线；重量传感器。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：在第一传感器站内串联地至少布置第一类型的第一传感器和第二类型的第二传感器。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：在第一传感器站内串联布置多个传感器，特别是2-10个传感器，更特别是2-7个传感器，甚至更特别是3-6个传感器。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：将第一传感器布置在第二传感器的上游，使得第二传感器根据由第一传感器取回的信息而被激活。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：将传感器以上游-下游布置顺序地布置，使得下游传感器根据由上游传感器中的一个或多个取回的信息而被激活。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：应用不同类型的传感器。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：将至少两个传感器彼此平行地布置。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：将彼此平行布置的至少两个传感器与至少一个其他传感器串联地布置。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：在融合过程中组合传感器的输出数据。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：以集中方式执行融合过程。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：以分散方式执行融合过程。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：以竞争配置来布置至少一些传感器。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：以互补配置来布置至少一些传感器。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：以使得较少能量需求的传感器布置在较多能量需求的传感器的上游的方式布置传感器。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：布置传感器，使得较多能量需求的传感器根据较少能量需求的传感器取回的信息而被激活。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：布置至少一个机器人，该机器人被布置为在第一分类站处对输送系统运输的地质材料进行分类。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：在第一分类站处布置一组机器人。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：沿着输送系统的轨道以上游-下游布置来布置该组机器人。
根据该方法的实施例，该方法还包括以下步骤：在输送系统的分开的轨道处布置分开的第一分类站。
根据该方法的实施例，布置成对地质材料进行分类的至少一个机器人包括用于拾取和放置地质材料的抓取装置。
根据该方法的实施例，布置成对地质材料进行分类的至少一个机器人包括用于拾取和放置地质材料的真空抽吸装置。
根据该方法的实施例，布置为对地质材料进行分类的至少一个机器人包括用于在分类地质材料期间移动地质材料的推动装置。
根据该方法的实施例，输送系统包括用于每种材料流的分开的轨道。
根据该方法的实施例，入口区域包括具有预定宽度和/或高度的开口。
根据该方法的一个实施例，开口的宽度和/或高度适合于相应的轨道的粒度，使得颗粒一次只能一个通过开口。
根据该方法的实施例，输送系统每条轨道包括一个或多个传送带。
根据所述方法的一个实施例，轨道中的至少一个包括多于一个的传送带，并且其中，传送带布置为以不同的速度运行。
根据该方法的实施例，轨道的传送带以超过地质材料的进给速度的速度运行。
根据该方法的实施例，在第一分类站和出口区域之间布置另一传感器站和/或分类站。
根据该方法的实施例，在第一分类站和出口区域之间布置另一传感器站和另一分类站。
根据该方法的实施例，选矿装置布置为使用由至少另一传感器站取回的信息来进行系统优化。
根据该方法的实施例，由至少另一传感器站取回的信息被中继回到系统中用于质量检查的目的。
类似地，对应于以上公开的布置，根据该第二方面的该方法的实施例将提供优于现有技术方案的实质优点。
本发明的其他目的、特征和优点将从下面的详细公开、所附的权利要求书以及附图中显现。注意，本发明涉及特征的所有可能的组合。
通常，除非本文另外明确限定，否则权利要求中使用的所有术语将被解释为其在技术领域中通常的含义。所有对“一/一个/该[元件、设备、组件、装置、步骤等]”的引用将被开放性地解释为是指所述元件、设备、组件、装置、步骤等的至少一个实例，除非有清楚说明。
如本文所使用的，术语“包括”和该术语的变型并不旨在排除其他添加、组件、整合或步骤。
附图说明
将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的第一实施例的选矿装置的示意性结构。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，因此不应被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了透彻和完整，并将本发明的范围完全传达给技术人员。全文中，相同的参考字符表示相同的元件。
现在参考图1，可以看出，选矿装置100可以以进给装置开始，例如，以进给输送机10开始，该进给输送机10进给可以从本发明中受益的地质材料，例如矿石或其他地质材料。进给输送机10可以直接从自卸车或以任何其他合适的方式获得来自中间的材料存储的材料。该材料通常是直接来自爆破且尚未进行过先前的压碎或类似操作的原矿。但是，为避免损坏设备，需要进行某种尺寸检查。这可以通过使用所谓的格栅进料器(grizzly feeder)来完成。然后，如果需要，进给输送机10可以将材料运送到初级破碎机20(例如颚式破碎机或回转破碎机)，破碎机在进一步处理之前减小粒度。通常，初级破碎机将粒度减小到<250mm，通常减小到100-200mm之间的尺寸。在初级破碎机20之后，材料到达筛选装置30，该筛选装置30将材料流分成例如三个不同的材料流F1、F2和F3。这些物质流之间的差异是颗粒的尺寸。在一个实施例中，F1可以包括尺寸在150-250mm之间的颗粒；F2可以包括尺寸在100-150mm之间的颗粒；F3可以包括尺寸在75-100mm之间的颗粒。但是，应注意，这些粒度仅是示例性的，并且根据待处理的地质材料、爆破方法和使用的设备，可以出现较大的变化。此外，本发明决不限于三种材料流。在某些情况下，单个流就足够了，而在其他情况下，则需要多于三个的材料流。此外，根据本发明的另一实施例，提供了附加的材料流FG。如前所述，可以结合本发明的选矿装置使用其他预富集(pre-concentrations technologies)技术。一个示例是使用优化的爆破方法，如例如US2014/0144342中描述的，优化的爆破方法将导致矿石体的较高品位的部分破碎成相对细的粒级，而具有较低品位的矿石体的部分通常将破碎成较粗的粒级。可以利用这一点，以便在30处的筛选过程中提取出最细的粒级，并立即将其朝向进一步粉碎进行运送。如果确认预富集成功(例如，通过应用适当的爆破方法)，则对于该材料来说无需进行进一步选矿，可以将其直接进给到粉碎步骤。这节省了能耗和/或使得可以增加每小时的吞吐量。材料流F1、F2、F3进入入口区域40。该入口区域40包括三个入口41、42、43，每个材料流F1、F2、F3一个入口，每个入口由来自筛选装置30的相应输出进给。这些入口41、42、43中的每一个包括具有预定宽度和/或高度的开口。这些开口的宽度和/或高度适合于相应的材料流F1、F2、F3的粒度，使得颗粒一次只能一个通过开口。这是有利的，因为这样可以确保颗粒不会离开彼此叠置或堆积的入口41、42、43。相反，它们将离开入口区域40并且一个接一个地进入输送系统CS的相应的第一传送带。入口41、42、43的开口可以以梳状元件的形式设置，即在大致垂直的平面内延伸的管子或类似物，保持颗粒横向间隔开。在离开入口区域40之后，颗粒将由输送系统CS运送，该输送系统CS包括每个材料流F1、F2、F3的一条轨道。输送系统CS通常包括几条传送带，每条轨道至少一条传送带。优选地，传送带布置成以高于通过相应的入口41、42、43的进给速度的速度运行。这意味着颗粒将通过入口41、42、43的开口而横向分离，并通过传送带的更高速度而纵向分离。这两者一起使得，这些装置确保了颗粒保持分离。在下一步骤中，颗粒进入第一传感器站50、51、52。注意，在此实施例中，存在三个第一传感器站50、51、52。每个材料流F1、F2、F3一个第一传感器站，即，每个粒度范围一个。第一传感器站50、51、52的每个都包括多个不同的传感器，这些传感器布置成确定颗粒的含量，即确定每个颗粒中存在的有价值的材料(例如，铁、金、铜或其他材料)的量。传感器通常布置成上游-下游布置，并且布置成使得下游传感器的应用根据一个或多个上游传感器的结果。可能的情况是某些传感器在确定颗粒含量时非常准确但具有大量的能量需求。一种这样的传感器类型是X射线传感器。X射线可以高度确定含量，并且如果用于每个颗粒，则可以递送非常可靠的输出。但是缺点是它需要大量的电力。其他传感器(例如，激光扫描仪或相机)的耗能较少，但在某些情况下可靠性也较低。根据本发明，首先应用使用较少能量的传感器，并且如果它们能够以预定的确定性水平递送结果，则不需要使用下游的耗能较大的传感器。例如，如果上游传感器(例如，激光扫描仪)可以建立给定的颗粒含有的有价值的材料的量超过预定的界线，并且此信息处于高于给定的阈值的确定的水平，则不需要应用下游传感器，例如X射线传感器。因此，可以节省能量。但是，如果上游传感器无法确定颗粒中有价值的材料的量，则一个接一个地应用下游传感器，直到可以做出决定为止。然而，也可以以更复杂的方式来应用传感器。例如，如果第一传感器确定颗粒似乎具有特定的一组属性，则基于先前测量的结果，可以确定该颗粒由传感器站的特定传感器或特定的一组传感器来进行最佳地评估。例如，布置在最上游位置(即，最接近入口区域40)的传感器确定颗粒似乎具有与先前感测到的颗粒相同或至少相似的性质，最终该性质最好由特定传感器(例如X射线或特定的一组传感器)确定，系统可以立即激活该传感器或那些传感器，并避免使用先前已经证明是不成功的传感器。在这方面还应注意，应用于传感器站的传感器不必全部都是实际的物理传感器。另外，可以应用所谓的软传感器或虚拟感测装置。这些使用可从其他测量和工艺参数获得的信息来计算关注量(quantity ofinterest)的估计值，并可用于为昂贵或不切实际的物理测量仪器提供可行且经济的替代方案。可以在传感器融合过程中布置传感器。根据一个实施例，可以应用直接融合。直接融合是融合来自一组传感器、软传感器的数据和传感器数据的历史值。根据一个实施例，可以应用间接融合，其也使用类似关于环境以及人员输入的先验知识的信息源。
在离开第一传感器站50、51、52之后，输送系统CS的第一传送带进一步将颗粒运送到包括一个或多个分类机器人的第一分类站(sorting station)60、61、62。如果这些传送带具有某个最小长度，则是有利的。这将给予系统足够的时间来处理在第一传感器站50、51、52处获得的数据并决定需要采取什么动作。基于来自传感器的数据，系统将向第一分类站60、61、62发送指令。在这些第一分类站60、61、62处或附近，输送系统CS包括与第一传送带平行运行的附加传送带。第一分类站60、61、62的机器人将接收指令以将给定的颗粒留在第一传送带上或将该颗粒移动到附加的传送带上。第一传送带和附加传送带中的每一个被分配给被认为足够有价值以进行进一步粉碎的颗粒，或者被分配给被认为价值不高、因此将被运送到脉石料堆放处或类似地方的颗粒。不同的第一分类站60、61、62分别包括一个或多个机器人，其能够分类相应的材料流F1、F2、F3的尺寸的颗粒。因此，第一分类站60、61、62的机器人可以布置为比另一个第一分类站60、61、62的机器人处理更大的颗粒。通常，但非必须地，与处理较大尺寸颗粒的第一分类站60、61、62相比，处理较小尺寸颗粒的第一分类站60、61、62必须能够在每个时间单位处理更多数量的颗粒。机器人可以根据拾取和放置的原理通过使用任何抓取装置、真空装置、磁性装置或任何其他合适的装置来提升颗粒来运行，或者它们可以作为偏转器运行，将颗粒引导或敲击到第一传送带或附加传送带上的正确位置。通过沿着输送系统在上游-下游布置中布置多个机器人，可以确定系统的尺寸以处理大量材料。并且由于本发明允许使用也具有相当长的长度的传送带，所以将有足够的空间用于一个接一个地串联布置的大量机器人。显然，机器人也可以布置在传送带的两侧。
在离开第一分类站60、61、62之后，颗粒继续沿着第一或附加传送带朝向第二传感器和分类站70、71、72移动。该第二传感器和分类站70、71、72可以包括具有例如X射线传感器的传感器站和具有分类机器人的分类站。该第二传感器和分类布置可以一直使用，以评估被认为价值较小的颗粒，并且如果系统基于来自第二传感器站的数据指示某个颗粒确实值得进一步粉碎，则第二分类站可能会将颗粒移回传送带，以获取有价值的颗粒。在该第二传感器和分类站70、71、72中获得的数据可以用于第一传感器站50、51、52和第一分类站60、61、62的质量检查，并且结果可以循环回到系统中，使得功能会随着时间而改善。还可以以间歇方式使用该第二传感器和分类站70、71、72，例如用于定期质量检查或当处理地质材料时，其中该系统几乎没有或完全没有先前经验，并且其中需要收集知识以便适当地投入该系统。当在第一传感器站50、51、52中应用需要微调的新型传感器时，也可以应用该方法。当离开第二传感器和分类站70、71、72时，价值较小的颗粒被运送到脉石料堆放处或类似地方，而有价值的颗粒被运送以进一步进行选矿和粉碎。
控制单元100布置成从选矿装置的所有其他部分接收信息，例如传感器数据、机器人分类统计、传送带速度、来自初级破碎机的进给速度、不同的材料流F1、F2、F3之间的流量比等。基于该输入，控制单元决定要采取的动作，即，对分类站的机器人的指令；所需的传送带速度；哪些传感器将被应用以及按什么顺序等等。
技术人员认识到，在不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，本文所述实施例的多种修改是可能的。例如，本领域技术人员意识到，该装置可以不必连接到中央控制单元，该中央控制单元处理所有信息并以集中方式做出所有决定。取而代之的是，装置的各个部分(例如，传感器)本身可以负责处理由此获得的信息，或者甚至负责装置的其他部分，并采取措施将数据关联和融合，并可以以分散的方式做决定而具有一定的自治权。也可以应用集中式系统和分散式系统的组合。
Claims (40)
1.一种用于地质材料的选矿装置，包括：所述地质材料的入口区域；第一传感器站，包括用于确定所述地质材料的性质的至少一个传感器；第一分类站，用于对所述地质材料进行分类；以及所述地质材料离开所述选矿装置的出口区域，其中，所述选矿系统还包括用于运送所述地质材料的输送系统，所述输送系统在所述入口区域和所述出口区域之间延伸，其中，所述第一传感器站沿着所述输送系统布置在所述入口区域的下游，并且其中，所述第一分类站沿着所述输送系统布置在所述第一传感器站的下游，此外其中，所述第一分类站的运行是基于由所述第一传感器站取回的信息。
2.根据权利要求1所述的选矿装置，其中，所述入口区域包括分离装置，所述分离装置用于在所述地质材料到达所述输送系统之前将所述地质材料分成多个材料流。
3.根据权利要求2所述的选矿装置，其中，所述输送系统包括用于每个所述材料流的分离轨道。
4.根据权利要求3所述的选矿装置，其中，一轨道绕过所述第一传感器站和所述第一分类站。
5.根据权利要求2所述的选矿装置，其中，所述多个材料流借助于筛选装置被划分，所述筛选装置基于粒度来划分所述材料流。
6.根据权利要求2所述的选矿装置，其中，所述多个材料流基于所述地质材料的结构被划分。
7.根据权利要求1所述的选矿装置，其中，所述第一传感器站包括多个传感器。
8.根据权利要求7所述的选矿装置，其中，所述多个传感器包括不同的传感器类型。
9.根据权利要求8所述的选矿装置，其中，所述多个传感器包括选自以下的组的传感器类型：激光传感器；相机；颜色传感器；光度传感器；磁共振传感器；辐射传感器；近红外传感器；激光雷达；雷达；X射线；重量传感器。
10.根据权利要求7所述的选矿装置，其中，至少第一类型的第一传感器和第二类型的第二传感器串联布置在所述第一传感器站内。
11.根据权利要求7所述的选矿装置，其中，所述多个传感器串联地布置在所述第一传感器站内，特别是2-10个传感器，更特别是2-7个传感器，甚至更特别是3-6个传感器。
12.根据权利要求7所述的选矿装置，其中，第一传感器布置在第二传感器的上游，并且其中，所述第二传感器根据由所述第一传感器取回的信息而被激活。
13.根据权利要求11所述的选矿装置，其中，所述传感器以上游-下游布置的方式顺序地布置，并且其中，下游传感器根据上游传感器中的一个或多个取回的信息而被激活。
14.根据权利要求11所述的选矿装置，其中，所述传感器包括不同类型的传感器。
15.根据权利要求7所述的选矿装置，其中，所述传感器中的至少两个彼此平行地布置。
16.根据权利要求15所述的选矿装置，其中，彼此平行布置的至少两个传感器与至少一个另外的传感器串联布置。
17.根据权利要求7所述的选矿装置，其中，所述传感器的输出数据被布置为在融合过程中被组合。
18.根据权利要求17所述的选矿装置，其中，所述融合过程以集中的方式进行。
19.根据权利要求17所述的选矿装置，其中，所述融合过程以分散的方式进行。
20.根据权利要求7所述的选矿装置，其中，所述传感器中的一些传感器以竞争配置来布置。
21.根据权利要求7所述的选矿装置，其中，所述传感器中的一些传感器以互补配置来布置。
22.根据权利要求7所述的选矿装置，其中，以使得较少能量需求的传感器布置在较多能量需求的传感器的上游的方式来布置传感器。
23.根据权利要求22所述的选矿装置，其中，较多能量需求的传感器根据较少能量需求的传感器取回的信息而被激活。
24.根据权利要求1所述的选矿装置，其中，所述第一分类站包括至少一个机器人，所述至少一个机器人被布置为对所述输送系统运输的地质材料进行分类。
25.根据权利要求24所述的选矿装置，其中，所述第一分类站包括一组机器人。
26.根据权利要求25所述的选矿装置，其中，所述一组机器人沿着所述输送系统的轨道以上游-下游布置的方式被布置。
27.根据权利要求24所述的选矿装置，其中，所述输送系统的分开的轨道包括分开的第一分类站。
28.根据权利要求24所述的选矿装置，其中，布置成对地质材料进行分类的至少一个机器人包括用于拾取和放置地质材料的抓取装置。
29.根据权利要求24所述的选矿装置，其中，布置成对地质材料进行分类的至少一个机器人包括用于拾取和放置地质材料的真空抽吸装置。
30.根据权利要求24所述的选矿装置，其中，布置为对地质材料进行分类的至少一个机器人包括用于在分类地质材料期间移动地质材料的推动装置。
31.根据权利要求3所述的选矿装置，其中，所述入口区域包括具有预定宽度和/或高度的开口。
32.根据权利要求3所述的选矿装置，其中，所述开口的宽度和/或高度适合于相应的轨道的粒度，使得颗粒一次只能一个通过开口。
33.根据权利要求3所述的选矿装置，其中，所述输送系统的每个轨道包括一个或多个传送带。
34.根据权利要求33所述的选矿装置，其中，所述轨道中的至少一个包括多于一个的传送带，并且其中，所述传送带被布置为以不同的速度运行。
35.根据权利要求1所述的选矿装置，其中，另一传感器站和/或分类站布置在所述第一分类站和所述出口区域之间。
36.根据权利要求1所述的选矿装置，其中，另一传感器站和另一分类站布置在所述第一分类站和所述出口区域之间，并且其中，所述选矿装置布置成使用由至少所述另一传感器站取回的信息来进行系统优化。
37.根据权利要求36所述的选矿装置，其中，由至少所述另一传感器站取回的信息被中继回到所述系统中以用于质量检查的目的。
38.根据权利要求1所述的选矿装置，其中，设置控制单元，用于从至少所述第一传感器站接收信息。
39.一种地质材料的选矿方法，包括以下步骤：
-通过入口区域进给所述地质材料；
-借助于输送系统将所述地质材料从所述入口区域输送到包括至少一个传感器的第一传感器站；
-借助于所述至少一个传感器确定所述地质材料的性质；
-借助于所述输送系统将所述地质材料从所述第一传感器站输送到第一分类站；
-对所述地质材料进行分类；以及
-将所述地质材料从所述第一分类站运输到所述地质材料离开所述选矿装置的出口区域，
其中，所述第一分类站的运行基于所述第一传感器站取回的信息。
40.根据权利要求1至38中任一项所述的选矿装置的用途。
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