矿石品位在线检测技术：近红外光谱的创新突破与工业实践

一、引言

矿石品位在线检测技术是矿山智能化转型的核心驱动力，其中近红外光谱技术（NIR）凭借其非破坏性、快速响应和环境友好特性，成为复杂矿石成分实时分析的选择方案。本文聚焦近红外光谱技术的最新进展，结合西派特矿石在线分析系统的工业实践，探讨其在皮带输送环节的规模化应用价值及未来发展方向。

二、近红外光谱技术的核心优势

1. 复杂矿石的高效解析能力
近红外光谱通过捕捉矿物分子键振动的特征吸收峰，结合化学计量学模型，可快速识别铁矿中赤铁矿、磁铁矿的赋存状态，或磷矿中胶磷矿与脉石矿物的成分差异。相较于传统X射线荧光（XRF）技术，其对矿物结晶水、吸附水等特征更为敏感，在低品位铁矿与复杂磷矿的快速分选中优势显著。

2. 绿色生产与资源节约
NIR技术无需化学试剂、无辐射风险，直接对皮带输送的原矿进行实时检测，减少样品制备环节的能耗与污染。通过动态调控分选阈值，可精准剔除低品位矿石，降低无效加工能耗。

3. 全流程数据赋能
矿石在线分析系统与工厂DCS系统深度集成，实现“检测-分选-调控”闭环管理。例如，根据实时检测结果自动调节破碎机速率或分选设备参数，提升资源回收效率。

三、技术挑战与工程化适配

1. 动态校准优化

通过自适应算法优化模型参数，降低矿石表面湿度与粒度对检测结果的影响，确保工业场景下的稳定性。

2. 工业场景的深度适配
针对工厂皮带输送环节的连续作业需求，西派特采用高帧率光谱扫描技术，结合防尘抗震设计，直接输出矿石品位数据并联动分选设备，实现自动化操作。

四、工业实践：西派特矿石在线分析系统

西派特研发的矿石在线分析系统，将NIR技术深度嵌入矿石生产加工流程，其核心创新包括：

1. 在线实时监测：
系统直接安装于矿石输送皮带上方，通过光谱探头对运动中的矿石流进行连续扫描，实时输出铁、磷等目标指标的品位数据，为后续分选工序提供关键参数支持。

2. 本地化智能控制：
基于边缘计算架构，系统在设备端完成光谱数据处理与品位分析，结合预设工艺参数库，动态优化检测阈值，确保数据输出的稳定性和可靠性。

3. 经济效益验证：
国内某大型铁矿的应用实践表明，该系统可显著提升矿石检测效率，降低人工采样与实验室分析频率，为生产流程的连续化与标准化提供技术支撑。

五、未来发展方向

面向矿石加工企业的工厂场景，推动近红外光谱技术与工业物联网（IIoT）的深度集成。通过开发边缘计算节点，在皮带输送端实现光谱数据本地化处理与实时反馈，降低数据延迟；构建覆盖破碎、分选、研磨等全流程的NIR检测网络，实现矿石品位数据的全链路贯通与工艺参数动态优化。