JP6613629B2 - テーブル比重選鉱システム - Google Patents

Description

本発明は、脈石鉱物や硫化鉱物を含有する金鉱石から直接精製可能な高濃度の金精鉱を得るテーブル比重選鉱機と画像処理技術とを組み合わせ、仕切り板の調整を自動化するようにしたテーブル比重選鉱システムに関する。

従来から金鉱石の選鉱方法としては、金鉱石を破砕した後、適当な粒度に微粉砕し、得られた鉱粒をシアン化物水溶液中に懸濁させて金を浸出するいわゆる青化法によって金を脈石鉱物や硫化鉱物から分離・濃縮する方法や、比重選鉱および浮遊選鉱によって金鉱物を脈石鉱物や硫化鉱物から分離・濃縮した後に、さらに青化法により金を分離・濃縮する方法が採られている。

これらの方法で用いられる青化法では、粗大な金鉱石が存在する場合や金鉱石の量が多い場合は、そのすべてを青化法により溶解させるには時間が掛かり、溶解装置の処理能力の低下や金の回収が不充分となる問題がある。

そこで、高品位の金精鉱を回収する方法として、テーブル比重選鉱（揺動薄流選鉱ともいう）が提案されており、テーブル比重選鉱により、粗大な金鉱石、或いは金鉱石の大半を分離することで低品位金鉱石の青化法による金の分離・濃縮工程を効率化することができる。

テーブル比重選鉱には、ウィルフレー・テーブルやジェームス・テーブル等の揺動テーブルが用いられる。揺動テーブルは、揺動方向に沿って形成されたリッフルを有する盤と、盤に揺動運動を与えるための揺動機構を備える。盤上には、盤の揺動方向とは異なる方向に流れる水流と共に、金鉱石の鉱粒が給鉱される。これにより、比重の大きい金粒子は、リッフルに沿って揺動方向に前進し、精鉱として回収され、比重の小さい脈石鉱物や硫化鉱物の粒子は、水流方向にリッフルを乗り越えて運搬され、尾鉱として排出される。精鉱と尾鉱とは、たとえば揺動テーブルに沿って移動可能な仕切り板によって分離され、それぞれの貯槽に回収される。

このように、比重が異なる鉱粒を揺動テーブルに給鉱することにより、精鉱と脈石鉱物や硫化鉱物とが分離して回収されることになる。

テーブル比重選鉱を採用することにより、分離した粗大な金鉱石、或いは高品位金鉱石は物量が少なくなるため、直接熔錬を行ったり小規模な高濃度の青化法により金の分離・濃縮を行ったりすることができる。

しかしながら、単に揺動テーブルを用いただけでは、精鉱と尾鉱が明確に分離される訳ではない。また、給鉱される鉱石の種類、特に金鉱石のうちでも産地や状況（あらかじめ他の選鉱がなされているか否か等）に応じて、精鉱と尾鉱の分離状況が異なってくる。さらに、テーブル比重選鉱を繰り返し行うことがあるが、それぞれのバッチごとに、同様に精鉱と尾鉱との境界位置が異なってくることとなる。

このため、操業ごとに、精鉱と尾鉱の区分けは作業者の目視によって決定され、かつ、手動により仕切り板の位置を調整する必要があるため、適確な選鉱については作業者の経験に頼らざるを得ないのが実情であった。

そこで、本件出願人は、テーブル比重選鉱と画像処理技術とを組み合わせ、仕切り板の調整を自動化することにより、作業者の経験に頼ることなく、金鉱石から直接精製可能な高品位の金精鉱を回収できるようにしたテーブル比重選鉱機及び比重選鉱方法を先に提案している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１３９６７５号公報

上述の如く、テーブル比重選鉱では、テーブル上に鉱粒のスラリーを供給し、テーブルを揺動させつつテーブル上に水を供給して、スラリー中の固形分（鉱粒）の比重と粒径によるテーブル上の「流れ方」の違いによって、金品位の高い鉱粒の流れを形成させ、仕切り板によってこの流れだけを回収することにより分離している。金品位の高い流れの部分を「金線」という。

しかしながら、テーブル比重選鉱機に鉱石を安定に供給することが容易ではないため金線の位置が変動する。金線の位置変動を画像処理により捉え、仕切り板の位置を金線位置に合わせて制御する場合、精度良く制御するためには、揺動テーブル上の金線領域の鮮明な画像を安定に且つ確実に取得し、取得した画像から金線位置を正確に推定できるようにする必要がある。

本件出願人は、脈石鉱物や硫化鉱物を含有する金鉱石から直接精製可能な高濃度の金精
鉱を得るテーブル比重選鉱機と画像処理技術とを組み合わせ、仕切り板の調整を自動化す
るようにしたテーブル比重選鉱システムを特願２０１５−６９７２１号として先に提案して
いる。

本件出願人が先に提案しているテーブル比重選鉱システムにおいて、揺動テーブル上の金線領域を撮像して得られる画像から、上記金線領域を確実に認識するためには、揺動テーブル上の金線領域を均一に照明する必要がある。

本発明の目的は、このような従来の事情に鑑み、揺動テーブル上の金線領域を均一に照明して、揺動テーブル上の金線領域を撮像して得られる画像から金線位置を正確に推定して、仕切り板の位置を金線位置に合わせて精度良く自動制御することができるようにしたテーブル比重選鉱システムを提供することにある。

本発明の他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。

本発明は、複数のリッフルが設けられ、該リッフルの伸長方向に揺動運動可能に傾斜して設置された盤を備え、水流と共に給鉱された鉱粒を比重により分散させる揺動テーブルと、上記揺動テーブルの盤の端縁に沿って配置され、上記分散された鉱粒を異なる貯槽に分離して排出するための仕切り板と、上記仕切り板の配置位置を移動させるための仕切り板駆動装置を備えるテーブル比重選鉱機の上記盤上の金線領域を撮像して得られる画像から、画像処理により上記金線領域を認識して、上記仕切り板の位置を制御するようにしたテーブル比重選鉱システムであって、上記揺動テーブル上の金線領域に沿って該金線領域の両側に配置され、斜め上方より該金線領域を照明する少なくとも２つの照明部と、上記少なくとも２つの照明部による照明の明るさを制御する制御部とを備え、上記少なくとも２つの照明部は、それぞれ、少なくとも横方向に分割された複数の発光領域に配置された複数の発光素子からなり、発光領域単位で照明の明るさが制御可能な面光源であり、上記制御部は、上記少なくとも横方向に分割された複数の発光領域単位で照明の明るさを制御して、上記揺動テーブル上の金線領域を上記少なくとも２つの照明部により均一に照明する照明装置を用いたことを特徴とする。

本発明に係るテーブル比重選鉱システムにおいて、少なくとも２つの照明部は、縦横方向に分割された複数の発光領域を有し、制御部は、上記少なくとも２つの照明部による照明の明るさを、上記縦横方向に分割された発光領域単位で照明の明るさを制御するものとすることができる。

また、本発明に係るテーブル比重選鉱システムにおいて、少なくとも２つの照明部の設置角度を調整可能な照明部保持機構を備えるものとすることができる。

また、本発明に係るテーブル比重選鉱システムにおいて、揺動テーブル上の金線領域に沿って該金線領域の両側に配置される少なくとも２つの照明部は、照明部保持機構により、上記金線領域の上流側ほど設置間隔が狭い状態に保持されるものとすることができる。

さらに、本発明に係るテーブル比重選鉱システムにおいて、発光素子は、発光ダイオードであり、制御部は、発光領域単位で発光ダイオードに流す電流の大きさを制御することにより、少なくとも２つの照明部による照明の明るさを制御するものとすることができる。

本発明では、テーブル比重選鉱システムにおいて、揺動テーブル上の金線領域に沿って該金線領域の両側に配置される少なくとも２つの照明部は、それぞれ、少なくとも横方向に分割された複数の発光領域に配置された複数の発光素子からなり、上記発光領域単位で照明の明るさが制御可能な面光源であり、該金線領域を斜め上方より照明し、制御部は、上記少なくとも横方向に分割された複数の発光領域単位で照明の明るさを制御する。

これにより、複数のリッフルが設けられ、該リッフルの伸長方向に揺動運動可能に傾斜して設置された盤を備え、水流と共に給鉱された鉱粒を比重により分散させる揺動テーブルと、上記揺動テーブルの盤の端縁に沿って配置され、上記分散された鉱粒を異なる貯槽に分離して排出するための仕切り板と、上記仕切り板の配置位置を移動させるための仕切り板駆動装置を備えるテーブル比重選鉱機の上記盤上の金線領域を撮像して得られる画像から、画像処理により上記金線領域を認識して、上記仕切り板の位置を制御するようにしたテーブル比重選鉱システムにおいて、上記揺動テーブル上の金線領域を上記少なくとも２つの照明部により均一に照明することができる。

したがって、本件出願人が先に提案しているテーブル比重選鉱システム等において、揺動テーブル上の金線領域を均一に照明することができ、揺動テーブル上の金線領域を撮像して得られる画像から、上記金線領域を確実に認識することができる。

本発明を適用したテーブル比重選鉱システムの構成を概略的に示す概念図である。 上記テーブル比重選鉱システムにおける照明装置の設置状態を概略的に示す外観斜視図である。 上記照明装置における２つの照明部の設置状態を概略的に示す要部正面図である。 上記照明装置における２つの照明部の設置状態を概略的に示す要部平面図である。 上記照明部における分割された発光領域の例を示す平面図である。 テーブル比重選鉱機の揺動テーブルの揺動タイミングを検出する検出器の構成例を示す模式図である。 テーブル比重選鉱機に備えられる制御装置による撮像装置及び発光装置の制御動作を示すタイミングチャートである。 テーブル比重選鉱機において揺動テーブルの盤に給鉱された鉱粒が比重や大きさによって分離された精鉱ゾーンと尾鉱ゾーンを示す模式図である。 上記精鉱ゾーンを示す２値化処理データ化したイメージ図である。 テーブル比重選鉱機に備えられた撮像装置、検出器、制御装置、画像解析装置による上記テーブル比重選鉱機の自動運転の手順を示すフローチャートである。 このテーブル比重選鉱システムにおける上記画像解析装置により、金線領域の画像から最小二乗法により決定される金線の中心線を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明は、例えば、図１に概念図を示すような構成のテーブル比重選鉱システム３００に適用される。

このテーブル比重選鉱システム３００は、複数のリッフル１が設けられた盤２上に給鉱される鉱粒を比重により分散させる揺動テーブル３を備えるテーブル比重選鉱機１００と、上記揺動テーブル３の盤２の分散された鉱粒を異なる貯槽に分離して排出するための仕切り板４の配置位置を移動させるための仕切り板駆動装置１０の駆動を制御する制御装置１４０を備える。

このテーブル比重選鉱システム３００におけるテーブル比重選鉱機１００の基本的な構造は、従来から知られているテーブル比重選鉱機と同様であり、複数のリッフル１が設けられ、該リッフル１の伸長方向に揺動運動可能に傾斜して設置された盤２の上面２ａに水流と共に給鉱される鉱粒を比重により分散させる揺動テーブル３と、上記揺動テーブル３の盤２の端縁に沿って配置され、分散された鉱粒を異なる貯槽に分離して排出するための仕切り板４と、上記仕切り板４の配置位置を移動させるための仕切り板駆動装置１０を備える。

上記揺動テーブル３としては、ウィルフレー・テーブルおよびジェームス・テーブルとして知られているタイプの揺動テーブルをいずれも適用することができる。揺動テーブル３は、いずれのタイプでも、複数のリッフル１が設けられた盤２を備える。この盤２は、通常、支持台の上にレール等の手段を介して載置され、揺動機構２０による揺動運動が可能となっている。

このテーブル比重選鉱機１００では、例えば電動モータを用いた回転駆動装置２１とクランク・カム機構２２を用いた揺動機構２０により、毎分数１００回ぐらいの頻度で揺動テーブル３を往路はゆっくりで復路は素早く往復運動させて揺動させるようになっている。

また、揺動テーブル３の盤２は、基本的に、給鉱側から尾鉱排出側に傾斜するように、０°〜１０°程度の傾きで配置される。このテーブル比重選鉱機１００では、上記盤２の傾斜角が０．５°〜９°の角度範囲で調整されるように構成されており、また、揺動テーブル３の給鉱側で盤２の下方に、この盤２の傾斜角を調整するための図示しない盤駆動装置が備えられている。この盤駆動装置としては、揺動テーブル３の盤２の給鉱側を所定範囲で昇降させることができる、アクチュエータ等の既存の駆動機構を用いることができる。

このテーブル比重選鉱機１００において、上記仕切り板４は、精鉱回収貯槽５に配置立設されており、仕切り板駆動装置１０により、上記精鉱回収貯槽５とともに水平移動されるようになっている。また、上記仕切り板４は、ポリ塩化ビニル製、若しくはアルミニウムやステンレス等の金属製、若しくは、板状に薄く並べた刷毛で、揺動テーブル３の盤２と接触する部分の形状が三角柱状となっている。このような材質および形状を用いることによって、精鉱と尾鉱の分離時に、仕切り板４を揺動テーブル３上でスムーズに移動させることができる。

また、このテーブル比重選鉱機１００において、仕切り板４を駆動する仕切り板駆動装置１０は、上記仕切り板４を上記精鉱回収貯槽５とともに上記盤２の精鉱側端縁に沿って所定範囲の水平移動可能とするものであって、例えば、ステッピングモータ１１とボールねじ１２からなる既存の駆動機構を用いることができる。この仕切り板駆動装置１０には、上記盤２の精鉱側端縁に沿って水平移動される上記仕切り板４の移動範囲の原点位置においてオンとなる例えばリミットスイッチからなる原点センサ１０Ａが設けられている。

このテーブル比重選鉱機１００では、複数のリッフル１が設けられた盤２を備える揺動テーブル３を揺動駆動機構２０によってリッフル１の伸長方向に揺動させつつ、揺動テーブル３に、給鉱樋６によって、揺動テーブル３の幅方向から鉱石を粉砕した鉱粒に水を加えて製造した鉱石スラリーを供給し、給水樋７によって、矢印Ａに示すように、揺動テーブル３の幅方向から添加水を供給する。

すると、揺動テーブル３に供給された鉱石スラリーのうち、脈石鉱物や硫化鉱物等の比重の小さな低比重鉱粒は、揺動テーブル３の揺動運動とは無関係に、給水樋７からの添加水によってリッフル１を乗り越えて、矢印Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に示すように、揺動テーブル３の前側面３Ａ側に流れ落ちて、尾鉱として第１の尾鉱回収貯槽８に回収される。

その一方で、比重の大きな高比重鉱粒は、揺動テーブル３の揺動運動に伴って、リッフル１に沿って該リッフル１の伸長方向に沿って移動し、リッフル１の配置された領域からリッフル１が配置されていない平坦部４０に流れ出る。鉱粒は、同じ比重であっても、粒径の大きなものは粒径の小さなものよりも給水樋７からの添加水等によって添加水の水流方向すなわち揺動テーブル３の幅方向に移動する傾向が強い。したがって、平坦部４０には、高比重で粒径の小さな金品位の高い鉱粒の流れ４１と、低比重で粒径の大きな鉱粒の流れ４２とが形成される。そして、仕切り板４によって、高比重で粒径の小さな金品位の高い鉱粒の流れ４１と低比重で粒径の大きな鉱粒の流れ４２とが分離され、高比重で粒径の小さな金品位の高い鉱粒は、精鉱として精鉱回収貯槽５に回収され、低比重で粒径の大きな鉱粒は、尾鉱として第２の尾鉱回収貯槽９に回収される。

すなわち、揺動機構２０により、揺動テーブル３を往路はゆっくりで復路は素早く往復運動させて揺動させることにより、慣性により徐々に比重の小さいものはリッフル１を乗り越えて移動し、大きいものはリッフル１を乗り越えることなくリッフル１に沿って移動する。

なお、金品位の高い鉱粒の流れの部分を金線という。

そして、このテーブル比重選鉱システム３００では、図２に示すように、上記テーブル比重選鉱機１００の揺動テーブル３に備えられた盤２の上方に、該盤２上の金線領域を撮像するための例えばカラーエリアカメラからなる撮像装置１１０と、該盤２上の金線領域を照明するためのＬＥＤ発光装置からなる照明装置１２０が設置されている。

すなわち、このテーブル比重選鉱システム３００において、上記撮像装置１１０は、上記テーブル比重選鉱機１００の揺動テーブル３に備えられた盤２の上方に位置する取り付けベース４００の下面に取り付けられ、上記盤２上の金線領域を上方から撮像するようになっている。

そして、このテーブル比重選鉱システム３００における照明装置１２０は、上記取り付けベース４００の下面に設置された照明部保持機構４１０により保持され、上記揺動テーブル３の盤２上の金線領域を斜め上方より金線領域を照明する少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂからなる。

上記照明部保持機構４１０は、リンク機構により設置角度が調整自在な二本の保持アーム４１０Ａ、４１０Ｂを備える。

上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂは、上記二本の保持アーム４１０Ａ、４１０Ｂの先端部に取り付けられており、上記照明部保持機構４１０により、上記リンク機構により設置角度が調整自在に保持され、上記揺動テーブル３上における姿勢を自在に設定できるようになっている。

そして、上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂは、上記揺動テーブル３上の高比重で粒径の小さな金品位の高い鉱粒の流れ４１の部分すなわち金粒を多く含む金線領域に沿って該金線領域の両側に配置されており、図３に示すように、上記揺動テーブル３の盤２に対して傾斜し、かつ、図４に示すように、上記金線領域の上流側ほど設置間隔が狭い状態で、上記揺動テーブル３上の金線領域を斜め上方より照明するようになっている。

また、この照明装置１２０において、上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂは、図５に示すように、それぞれ、縦横方向にそれぞれ４分割された１６個の複数の発光領域AＲ_１１〜AＲ_４４に配置された複数の発光ダイオードからなり、発光領域単位で照明の明るさが制御可能な面光源が用いられている。

なお、この照明装置１２０において、１つの発光領域は、砲弾型ＬＥＤが横方向に２０個配列されている。

ここで、上記砲弾型ＬＥＤは、配光角度が１０°〜２０°という狭い照射角を有するものを用いることが望ましい。面の明るさは光源からの距離の二乗に比例して変化するので、広い照射角のＬＥＤよりも、狭い照射角のＬＥＤを用いる方が細かな照度調整ができるという利点がある。

上記砲弾型ＬＥＤは、照射角度が狭いので、この照明装置１２０では、ＬＥＤが搭載された基板から個々のＬＥＤを個別に配光調整が可能にしておくことが望ましい。

そして、上記照明装置１２０は、上記制御装置１４０の照明制御部により、上記発光領域単位で発光ダイオードに流す電流の大きさが制御されることによって、上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂによる照明の明るさが制御されるようになっている。

すなわち、このテーブル比重選鉱システム３００における照明装置１２０では、上記照明部保持機構４１０により保持されて、上記揺動テーブル３上の金線領域に沿って該金線領域の両側に配置され、上記揺動テーブルの盤２に対して傾斜し、かつ、上記金線領域の上流側ほど設置間隔が狭い状態に設置された上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂにより、上記揺動テーブル３上の金線領域を含む上記撮像装置１１０による撮像領域を斜め上方より照明して、オペレータが、上記撮像装置１１０による撮像状態を確認しながら、上記照明部保持機構４１０による保持状態を調整することにより、上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂの設置角度を調整することができる。そして、オペレータが上記制御装置１４０を操作することにより、発光領域単位で発光ダイオードに流す電流の大きさを制御して、上記縦横方向にそれぞれ４分割された１６個の複数の発光領域AＲ_１１〜AＲ_４４に配置された複数の発光ダイオードから面光源を構成している上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂによる照明の明るさを、発光領域単位で個別に変えることによって、上記撮像装置１１０による撮像領域内の金線領域全体が均一な明るさとなるように調整することができる。

さらに、このテーブル比重選鉱システム３００は、上記揺動テーブル３の揺動タイミングを検出する検出器１３０を備え、上記検出器１３０による検出出力に基づいて、上記制御装置１４０により撮像装置１１０及び照明装置１２０の動作を制御するようになっている。

上記制御装置１４０は、上記検出器１３０による検出出力に基づいて、上記回転駆動装置２１とクランク・カム機構２２を用いた揺動機構２０により、往路はゆっくりで復路は素早く往復運動させて揺動される揺動テーブル３の揺動の速度が最も遅くなる停止位置近傍のタイミングで上記揺動テーブル３の盤２上の金線領域を撮像するように、上記撮像装置１１０及び照明装置１２０の動作を制御する。

ここで、上記検出器１３０は、例えば、図６に示すように、上記揺動テーブル３の揺動させるクランク・カム機構２２に設けられた光反射板１３１と、上記光反射板１３１に光を照射して、上記光反射板１３１による反射光を検出する光検出器１３２からなり、 上記クランク・カム機構２２により揺動される上記揺動テーブル３の揺動の速度が最も遅くなる停止位置近傍のタイミングよりも前の所定のタイミングを上記光検出器１３２により検出するようになっている。

そして、上記制御装置１４０は、例えばマイクロコンピュータからなり、図７のタイミングチャートに示すように、上記光検出器１３２による検出出力の立ち上がりのタイミングでタイマ１を起動し（図７（Ａ）、図７（Ｂ））、このタイマ１に設定された所定時間（Ｔ１）経過後に、上記撮像装置１１０を所定時間（Ｔ４）（例えば１００ｍｓ）だけ動作させるとともに（図７（Ｃ））、照明装置１２０を動作させるためのタイマ２を起動して（図７（Ｄ））、このタイマ２に設定された所定時間（Ｔ２）経過後に、上記撮像装置１１０の撮像動作期間中に上記照明装置１２０を短時間発光させる（図７（Ｅ））制御を行う。上記照明装置１２０は、所謂ストロボ発光装置として機能している。図７（Ｃ）に示す撮像動作指示信号が出てから撮像装置１１０による実際の撮像が開始されるまで若干の時間遅れが生じるので、上記照明装置１２０は撮像動作指示信号から所定時間（Ｔ２）遅れで点灯し始める。撮像画像の明るさが適切になるように露光光量を調整するために上記照明装置１２０の発光時間（Ｔ３）を調整する。

ここで、上記タイマ１には、上記光検出器１３２による検出出力の立ち上がりのタイミングから、揺動テーブル３の揺動の速度が最も遅くなる停止位置近傍のタイミングまでの時間（Ｔ１）が予め設定される。すなわち、上記タイマ２に設定される時間（Ｔ２）により決まる上記撮像装置１１０の露光期間と上記照明装置１２０の明るさや発光時間（Ｔ３）を考慮して、上記揺動テーブル３上の金線領域の鮮明な画像を安定に且つ確実に取得することのできる移動速度以下の範囲内となる上記停止位置近傍のタイミングまでの時間（Ｔ１）が上記タイマ１に予め設定される。

このように、上記揺動テーブル３の揺動タイミングを検出する上記検出器１３０の検出出力に基づいて、上記制御装置１４０により、上記揺動テーブル３に備えられた上記盤２の上方に設置された撮像装置１１０の動作を制御して、上記揺動テーブル３の揺動の速度が最も遅くなる停止位置近傍のタイミングで上記揺動テーブル３の上記盤２上の金線領域を撮像することにより、ブレの少ない鮮明な画像を取得することができる。さらに、上記撮像装置１１０の撮像動作期間中に上記照明装置１２０を短時間発光させることにより、上記金線領域の鮮明な画像を安定に且つ確実に取得することができる。

すなわち、このテーブル比重選鉱システム３００において、上記テーブル比重選鉱機１００に設けられた、上記撮像装置１１０、検出器１３０、制御装置１４０は、上記揺動テーブル３の揺動タイミングを検出器１３０により検出し、上記検出器１３０による検出出力に基づいて、上記揺動テーブル３に備えられた上記盤２の上方に設置された上記撮像装置１１０の動作を上記制御装置１４０により制御して、上記揺動テーブル３の揺動の速度が最も遅くなる停止位置近傍のタイミングで上記揺動テーブル３の上記盤２上の金線領域を上記撮像装置１１０で撮像するようになっている。

さらに、このテーブル比重選鉱システム３００において、上記テーブル比重選鉱機１００には、上記撮像装置１１０により得られる上記金線領域の画像を解析して金線位置を推定する画像解析装置１５０が設けられている。

そして、上記制御装置１４０は、この画像解析装置１５０による上記金線位置の推定結果に応じて、上記仕切り板駆動装置１０の駆動を制御するようになっている。

上記画像解析装置１５０としては、既存のサーバ、パーソナルコンピュータ等のハードウェアと、２値化画像処理用のソフトウェア等の組合せのほか、専用の２値化画像処理装置等を用いることができる。かかる画像解析装置１５０は、入力した撮像データを２値化処理して、盤上の状況に基づいて白黒（０または１）の２値画像データを得る。この２値画像データを当該画像解析装置１５０のモニタ部１５０Ａもしくは外部モニタを通じて表示させることもできる。

ここで、上記カラーエリアカメラからなる撮像装置１１０により得られる金線領域のカラー画像は、通常、上記揺動テーブル３の揺動運動に伴って盤２の平坦部４０に形成される高比重で粒径の小さな金品位の高い鉱粒の流れ４１の部分すなわち金粒を多く含む金線領域は、金色（有彩色）であるのに対し、低比重で粒径の大きな鉱粒の流れ４２の部分すなわち尾鉱として回収される領域やそれ以外の盤２の上面２ａが露出している領域は、灰色（無彩色）となる傾向が強い。すなわち、上記カラーエリアカメラからなる撮像装置１１０により得られる上記金線領域のカラー画像における１画素の赤色成分の光強度Ｒ、緑色成分の光強度Ｇ、青色成分の光強度Ｂは、金線の画素では、赤色成分の光強度Ｒ及び緑色成分の光強度Ｇよりも青色成分の光強度Ｂが低いが、金線以外の灰色の画素では、赤色成分の光強度Ｒ、緑色成分の光強度Ｇ、青色成分の光強度Ｂが互いにほぼ等しい状態になっている。

テーブル比重選鉱において、金の隣に位置する物は比重が金に近いものである。多くの場合、それは硫砒鉄鉱であり硫砒鉄鉱の色は灰色である。黄鉄鉱は金色であり産出量が多い場合があるが、比重は硫砒鉄鉱よりも小さいので金の隣に黄鉄鉱は位置しない。従って、金色の金線の隣は灰色の硫砒鉄鉱の線ができる。

そこで、このテーブル比重選鉱システム３００において、上記画像解析装置１５０は、上記カラーエリアカメラからなる撮像装置１１０により得られる上記金線領域のカラー画像について、色差（Ｒ−Ｂ）、（Ｇ−Ｂ）に基づいて、金線の画素と金線以外の灰色の画素を判別して、上記処理対象のカラー画像を２値化して金線を抽出し、金線位置を推定するようにしている。

このテーブル比重選鉱システム３００において、上記画像解析装置１５０は、上記カラーエリアカメラからなる撮像装置１１０により得られる上記金線領域のカラー画像に対し、処理対象のカラー画像の１画素の赤色成分の光強度Ｒ、緑色成分の光強度Ｇ、青色成分の光強度Ｂに基づき、検出対象の金線に隣接する鉱物の色において、赤色成分の光強度Ｒに対する係数をｘ、青色成分の光強度Ｂに対する係数をｙ、金線の画素を判定するための閾値をｚとして設定し、

（ｘ・Ｒ＋（２−ｘ）・Ｇ）／２−ｙ・Ｂ＞ｚ （ｚ＞０）
となる画素を金線の画素と判定し、上記処理対象のカラー画像を２値化して金線を抽出し、金線位置を推定する。

例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々の最低輝度値を０、最高輝度値を２５５としたとき、ｘ＝１、ｙ＝１、ｚ＝４０を設定して、

（Ｒ＋Ｇ）／２−Ｂ＞４０
となる画素を金線の画素と判定することにより、検出対象の金線の画素と、この隣接する鉱物（硫砒鉄鉱）の線の画素とを確実に識別することができる。なお、撮像画像の明るさに応じてｚ値を調整する必要がある。

２値化の際における閾値は、選鉱される鉱石の種類、精鉱における高比重鉱粒の含有率（精鉱の回収率）等に応じてあらかじめ適切に設定ないしは選択される。通常は、既存の選鉱において、精鉱とされる範囲と片刃とされる範囲の境界に、この閾値が設定されるように調整することが好ましい。また、操業開始前にテストを行い、操業ごとに画像解析装置１５０により適宜閾値を調整できるようにしておくことが好ましい。

ここで、このテーブル比重選鉱機１００において、例えば、図８に示すように、揺動テーブル３の盤２に給鉱されると、鉱粒がその比重や大きさによって分離し、揺動テーブル３の盤２の上では、精鉱のみが存在する、ないしは精鉱が主として存在する精鉱ゾーンと、尾鉱のみが存在する、ないしは尾鉱が主として存在する尾鉱ゾーンと、両者が混在する片刃ゾーンに概ね分離される。通常、選鉱においては、精鉱ゾーンと片刃ゾーンとの境界線が、盤２の精鉱側端縁と尾鉱側端縁の交点となる盤２の角に向けて伸長するように、すなわち、精鉱が精鉱側端縁から脱落し、尾鉱（片刃を含む）が尾鉱側端縁から脱落するように、比重選鉱機１００の運転条件があらかじめ設定されることになる。図８において、●は高比重粒、○は低比重粒、丸の大きさは粒の大きさを表している。

したがって、上記の閾値を精鉱ゾーンと片刃ゾーンの輝度の間に設定すると、精鉱ゾーンのみが数値１として処理され、それ以外の部分は数値０として処理され、例えば、これを白黒で表現すると、図９のようなデータが得られることになる。画像解析装置１５０は、この精鉱ゾーンと片刃ゾーンの間に境界があると認定し、２値化処理データとしての位置情報データを出力する。

ここで、このテーブル比重選鉱機１００では、上記仕切り板７の例えば頂部にマーカ４Ａが設けられており、上記撮像装置１１０により、上記揺動テーブル３の盤２上の金線領域とともに上記マーカ４Ａを撮像する。

そして、上記制御装置１４０は、上記仕切り板駆動装置１０と電気的に接続されており、上記画像解析装置１５０から出力された位置情報データに基づいて、上記仕切り板駆動装置１０の駆動を制御して、上記撮像装置１１０による画像を上記画像解析装置１５０により解析して得られる金線領域の位置と上記マーカ４Ａの位置が一致するように、上記盤２の精鉱側端縁に沿って、所定範囲内で仕切り板４を自動的に水平移動させる。金線領域とマーカ４Ａの相対位置で制御を行なうので、揺動テーブル３に対する撮像装置１１０のＡを認識する制御と相対位置を計算する制御は不要になる。

すなわち、このテーブル比重選鉱システム３００において、上記テーブル比重選鉱機１００に設けられた上記撮像装置１１０、検出器１３０、制御装置１４０は、上記揺動テーブル３の揺動タイミングを検出器１３０により検出し、上記検出器１３０による検出出力に基づいて、上記揺動テーブル３に備えられた上記盤２の上方に設置された上記撮像装置１１０の動作を上記制御装置１４０により制御して、上記揺動テーブル３の揺動の速度が最も遅くなる停止位置近傍のタイミングで上記揺動テーブル３の上記盤２上の金線領域を上記撮像装置１１０により撮像し、上記撮像装置１１０により得られる上記金線領域の画像を上記画像解析装置１５０により解析して金線位置を推定し、上記画像解析装置１５０による上記金線位置の推定結果に応じて、上記仕切り板駆動装置１０の駆動を上記制御装置１４０により制御する。

このテーブル比重選鉱システム３００において、上記制御装置１４０は、ハブ(HUB)を介して上記照明装置１２０及び画像解析装置１５０にＬＡＮ（Local Area Network）で接続されている。

また、上記画像解析装置１５０は、Ｗｅｂサーバ１６０に接続されており、Ｗｅｂサーバ１６０にデータベースから設定されるデータとして、解析処理に必要なパラメータ等の各種情報を設定することができるようになっている。

ここで、このテーブル比重選鉱システム３００において、上記撮像装置１１０、検出器１３０、制御装置１４０、画像解析装置１５０は、後述するように、図１０のフローチャートに示す手順にしたがって、このテーブル比重選鉱機１００の自動運転を行う。

このテーブル比重選鉱システム３００のオペレータは、テーブル比重選鉱機１００の自動運転に先だって、上記照明装置１２０による照明を次のように調整する。

すなわち、このテーブル比重選鉱システム３００において、上記照明部保持機構４１０により保持されて、上記揺動テーブル３上の金線領域に沿って該金線領域の両側に配置され、上記揺動テーブル３の盤２に対して傾斜し、かつ、上記金線領域の上流側ほど設置間隔が狭い状態に設置された上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂにより、上記揺動テーブル３上の金線領域を含む上記撮像装置１１０による撮像領域を斜め上方より照明して、オペレータが、上記撮像装置１１０による撮像状態を確認しながら、上記照明部保持機構４１０による保持状態を調整することにより、上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂの設置角度を調整する。

オペレータは、図３に示すように、上記揺動テーブル３上の金線領域に沿って該金線領域の両側に上記揺動テーブル３の盤２に対して傾斜して配置され、上記揺動テーブル３上の金線領域を斜め上方より照明する上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂの設置角度θ _Ａ１ 、θ _Ｂ１ を調整することにより、上記撮像装置１１０による撮像領域に含まれる金線領域の幅方向における明るさのむらを少なくすることができる。

さらに、オペレータは、図４に示すように、上記金線領域の上流側ほど設置間隔が狭い状態で、上記揺動テーブル３上の金線領域を斜め上方より照明する上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂの設置角度θ _Ａ２ 、θ _Ｂ２ を調整することによって、上記撮像装置１１０による撮像領域内の金線領域の上流から下流に亘る全体の明るさにむらが少なくなるようにすることができる。

このように、オペレータは、上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂにより上記撮像装置１１０による撮像領域を照明して、上記金線領域を含む撮像領域内の全体の明るさにむらが少なくなるように、上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂの設置角度を調整する。

次に、オペレータが上記制御装置１４０を操作することにより、発光領域単位で発光ダイオードに流す電流の大きさを制御して、図５に示すように、上記縦横方向にそれぞれ４分割された１６個の発光領域AＲ_１１〜AＲ_４４に配置された複数の発光ダイオードから面光源を構成している上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂによる照明の明るさを、発光領域単位で個別に変えることによって、 上記撮像装置１１０による撮像領域内に残存する照明の明るさのむら、すなわち、上記少なくとも２つの照明部１２０Ａ、１２０Ｂの設置角度の調整だけではなくすことができずに残存する明るさのむらをなくし、上記撮像装置１１０による撮像領域全体が均一な明るさとなるように調整する。

このテーブル比重選鉱システム３００のオペレータは、上記撮像装置１１０による撮像領域全体が均一な明るさとなるように、上記照明装置１２０による照明の調整を行ってから、このテーブル比重選鉱機１００の自動運転を開始させる。

このテーブル比重選鉱機１００の自動運転は、図１０のフローチャートに示す手順にしたがって実行される。

すなわち、自動運転を開始すると、上記制御装置１４０は、先ず、原点復帰処理を行う（ステップＳ１）。すなわち、上記制御装置１４０は、上記仕切り板駆動装置１０により上記盤２の精鉱側端縁に沿って上記仕切り板４を水平移動させ、上記仕切り板４の移動範囲の原点位置においてオンとなるように設置された原点センサ１０Ａからオン信号が得られる位置において上記仕切り板４を停止させることにより、原点復帰処理を行う。

そして、上記制御装置１４０は、上記検出器１３０による検出出力が得られたか否かを判定する判定処理（ステップＳ２）を行っており、その判定結果が「Ｙｅｓ」すなわち上記検出器１３０による検出出力が得られると撮像指令を上記撮像装置１１０及び照明装置１２０に送り（ステップＳ３）、上記照明装置１２０を点灯するとともに（ステップＳ４）、上記撮像装置１１０を動作させる。

次に、上記撮像装置１１０は、上記制御装置１４０からの撮像指令に応じて照明装置１２０により照明された金線領域を撮像し（ステップＳ５）、得られた金線領域の画像を上記画像解析装置１５０に転送する（ステップＳ６）。

次に、上記画像解析装置１５０は、上記撮像装置１１０から送られてくる金線領域の画像を受信し（ステップＳ７）、受信した金線領域の画像を解析する処理を行う（ステップＳ８、Ｓ９）。

すなわち、上記画像解析装置１５０は、上記撮像装置１１０による画像を解析して金線領域の位置と上記仕切り板７のマーカ４Ａの位置が得られたかを判定する判定処理（ステップＳ８）を行っており、その判定結果が「Ｎｏ」である場合には、上記検出器１３０による検出出力が得られたか否かを判定する上記ステップＳ３の判定処理に戻り、また、その判定結果が「Ｙｅｓ」すなわち金線領域の位置と上記仕切り板７のマーカ４Ａの位置が得られた場合には、上記金線領域の位置と上記仕切り板７のマーカ４Ａの位置の相対距離を計測して（ステップＳ９）、仕切り板位置修正情報を生成して上記制御装置１４０に送信する（ステップＳ１０）。

上記制御装置１４０は、上記画像解析装置１５０から送られてくる仕切り板位置修正情報を受信し（ステップＳ１１）、受信した仕切り板位置修正情報に応じて仕切り板位置移動指令を送って上記仕切り板駆動装置１０による駆動を制御して（ステップＳ１２）、上記検出器１３０による検出出力が得られたか否かを判定する上記ステップＳ３の判定処理に戻る。

このテーブル比重選鉱システム３００では、上記揺動テーブル３の揺動タイミングを検出器１３０により検出し、上記検出器１３０による検出出力に基づいて、上記揺動テーブル３に備えられた上記盤２の上方に設置された上記撮像装置１１０の動作を上記制御装置１４０により制御して、上記揺動テーブル３の揺動の速度が最も遅くなる停止位置近傍のタイミングで上記揺動テーブル３の上記盤２上の金線領域を上記撮像装置１１０により撮像し、上記撮像装置１１０により上記金線領域の鮮明な画像として安定に且つ確実に取得される上記金線領域の画像を上記画像解析装置１５０により解析して金線位置を推定し、上記画像解析装置１５０による上記金線位置の推定結果に応じて、上記仕切り板駆動装置１０の駆動を上記制御装置１４０により制御して、上記テーブル比重選鉱機１００の自動運転を行うことができる。

すなわち、このテーブル比重選鉱システム３００において、撮像装置１１０、制御装置１４０、画像解析装置１５０は、上記テーブル比重選鉱機１００の揺動テーブル３に備えられた上記盤２の上方に設置された撮像装置１１０により上記盤２上の金線領域を撮像し、上記撮像装置１１０により得られる上記金線領域の画像に対し、画像解析装置１５０により、最小二乗法により金線の中心ベクトルを求め、標準偏差から金線の幅を推定することにより、金線位置の推定結果を得て、上記画像解析装置１５０による上記金線位置の推定結果に応じて、制御装置１４０により、上記仕切り板駆動装置１０の駆動を制御して、上記画像解析装置１５０により推定された上記金線位置に上記仕切り板４を位置させる仕切り板の位置制御装置２００を構成している。

このテーブル比重選鉱システム３００において、上記画像解析装置１５０では、上記撮像装置１１０により得られる上記金線領域の画像に対し、図１１に示すように、上記金線領域の画像に含まれる金粒子の画素の分布から、最小二乗法により金線の中心ベクトルを求め中心線Ｌを１次近似により決定するとともに標準偏差σから金線の幅Ｈを推定する。

すなわち、上記金線領域の画像に対する処理対象の画像範囲ＡＲ内に分布する金粒子の画素数をｎ、画素位置を（ｘ_ｉ、ｙ_ｉ）として、中心線Ｌ（ｙ＝ａｘ_ｉ＋ｂ）とｙ_ｉとの差の二乗和を最小とするような係数ａ、ｂは、
ａ＝（ｎΣｘ_ｉｙ_ｉ−Σｘ_ｉΣｙ_ｉ）／（ｎΣｘ_ｉ ^２−（Σｘ_ｉ）^２）
ｂ＝（Σｘ_ｉ ^２Σｙ_ｉ−Σｘ_ｉｙ_ｉΣｘ_ｉ）／（ｎΣｘ_ｉ ^２−（Σｘ_ｉ）^２）
で求められ、また、図１１に示すように、中心線Ｌと直交する方向の金線幅を±３σとし、中心線Ｌと平行な直線Ｓ１、Ｓ２と仕切り板移動線１３との交点の幅を金線の幅Ｈとしている。

なお、上記揺動テーブル３の盤２の上面２ａが全体的に均一な平面であれば上記１次近似により高精度に中心線Ｌを求めることができるのであるが、ゴムシート等で覆われた上記盤２の上面２ａの上記平坦部４０に生じる局所的な凹凸の影響を受けて、上記平坦部４０上の高比重で粒径の小さな金品位の高い鉱粒の流れ４１や高比重で粒径の大きな鉱粒の流れ４２にうねりが生じてしまうと、大きな誤差を持った中心線Ｌが上記１次近似により決定されてしまうことになる。

そこで、このテーブル比重選鉱システム３００では、上記撮像装置１１０により得られる上記金線領域の画像を上記画像解析装置１５０のモニタ部１５０Ａに表示させ、その画面上でオペレータが上記平坦部４０に生じた局所的な凹凸の影響を受けない上記金線領域の画像に対する処理対象の画像範囲ＡＲをキーボードやマウスの操作により指定する範囲指定部１５０Ｂが上記画像解析装置１５０に設けられている。

上記画像解析装置１５０は、上記範囲指定部１５０Ｂにより指定される処理対象の画像範囲ＡＲ内で、上記最小二乗法により金線の中心ベクトルを求め中心線Ｌを１次近似により高精度に決定するとともに標準偏差σから金線の幅Ｈを推定することができる。

そして、上記画像解析装置１５０による上記金線位置の推定結果に応じて、上記制御装置１４０により、上記仕切り板駆動装置１０の駆動を制御し、上記画像解析装置１５０による上記金線位置の推定結果として得られる金線幅Ｈの位置に仕切り板４を位置させる。所望により、金線の幅Ｈにさらに予め定めたオフセットを加えても良い。

このテーブル比重選鉱システム３００では、揺動テーブル３上の金線領域を均一に照明することができ、揺動テーブル３上の金線領域を撮像して得られる画像から、上記金線領域を確実に認識することができ、金線位置を正確に推定して、仕切り板４の位置を金線位置に合わせて精度良く自動制御することができる。

１ リッフル、２ 盤、３ 揺動テーブル、４ 仕切り板、４Ａ マーカ、５ 精鉱回収貯槽、６ 給鉱樋、７ 給水樋、８ 第１の尾鉱回収貯槽、９ 第２の尾鉱回収貯槽、１０ 仕切り板駆動装置、１１ ステッピングモータ、１２ ボールねじ、１３ 仕切り板移動線、２０ 揺動機構、２１ 回転駆動装置、２２ クランク・カム機構、４０ 平坦部、１００ テーブル比重選鉱機、１１０ 撮像装置、１２０ 照明装置、１２０Ａ、１２０B 照明部、１３０ 検出器、１３１ 光反射板、１３２ 光検出器、１４０ 制御装置、１５０ 画像解析装置、１５０Ａ モニタ部、１５０Ｂ 範囲指定部、２００ 仕切り板の位置制御装置、３００ テーブル比重選鉱システム、４００ 取り付けベ−ス、４１０ 照明部保持機構、４１０Ａ、４１０Ｂ 保持アーム

Claims (5)

1. 複数のリッフルが設けられ、該リッフルの伸長方向に揺動運動可能に傾斜して設置された盤を備え、水流と共に給鉱された鉱粒を比重により分散させる揺動テーブルと、上記揺動テーブルの盤の端縁に沿って配置され、上記分散された鉱粒を異なる貯槽に分離して排出するための仕切り板と、上記仕切り板の配置位置を移動させるための仕切り板駆動装置を備えるテーブル比重選鉱機の上記盤上の金線領域を撮像して得られる画像から、画像処理により上記金線領域を認識して、上記仕切り板の位置を制御するようにしたテーブル比重選鉱システムであって、
   上記揺動テーブル上の金線領域に沿って該金線領域の両側に配置され、斜め上方より該金線領域を照明する少なくとも２つの照明部と、上記少なくとも２つの照明部による照明の明るさを制御する制御部とを備え、上記少なくとも２つの照明部は、それぞれ、少なくとも横方向に分割された複数の発光領域に配置された複数の発光素子からなり、発光領域単位で照明の明るさが制御可能な面光源であり、上記制御部は、上記少なくとも横方向に分割された複数の発光領域単位で照明の明るさを制御して、上記揺動テーブル上の金線領域を上記少なくとも２つの照明部により均一に照明する照明装置を用いたことを特徴とするテーブル比重選鉱システム。
2. 上記少なくとも２つの照明部は、縦横方向に分割された複数の発光領域を有し、
   上記制御部は、上記少なくとも２つの照明部による照明の明るさを、上記縦横方向に分割された発光領域単位で照明の明るさを制御することを特徴とする請求項１に記載のテーブル比重選鉱システム。
3. 上記少なくとも２つの照明部の設置角度を調整可能な照明部保持機構を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のテーブル比重選鉱システム。
4. 上記揺動テーブル上の金線領域に沿って該金線領域の両側に配置される上記少なくとも２つの照明部は、上記照明部保持機構により、上記金線領域の上流側ほど設置間隔が狭い状態に保持されることを特徴とする請求項３に記載のテーブル比重選鉱システム。
5. 上記発光素子は、発光ダイオードであり、
   上記制御部は、上記発光領域単位で発光ダイオードに流す電流の大きさを制御することにより、上記少なくとも２つの照明部による照明の明るさを制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のテーブル比重選鉱システム。