Than và gangue là hai chất khác nhau được tạo ra trong quá trình khai thác và chế biến than. Than là nhiên liệu hóa thạch chủ yếu bao gồm các nguyên tố như carbon, hydro, oxy, nitơ, lưu huỳnh và phốt pho, đồng thời có mật độ năng lượng và giá trị nhiệt lượng cao khi đốt cháy. Than thường có màu đen, kết cấu tương đối đặc và chứa ít tạp chất hơn. Ngược lại, gangue là chất thải rắn được tạo ra trong quá trình khai thác và tuyển chọn than, chứa hàm lượng carbon thấp hơn và hàm lượng tro cao hơn. Nó thường có màu xám hoặc xám đen và chứa nhiều tạp chất hơn. Mật độ của gangue thấp hơn than nên nặng hơn trong cùng một thể tích. Ngoài ra, độ cứng của gangue cũng cao hơn than và không dễ bị phá vỡ bằng tay.

Mặt khác, Gangue trước đây thường được coi là nơi xử lý chất thải do giá trị năng lượng thấp hơn và khả năng gây ô nhiễm môi trường cao hơn. Tuy nhiên, với việc nâng cao nhận thức về sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường toàn diện, công nghệ sử dụng toàn diện gangue đã được phát triển và ứng dụng của nó trong sản xuất vật liệu xây dựng, lấp đầy các bãi cỏ, cải tạo đất và sản xuất các sản phẩm hóa học đã dần tăng lên.

Lấy lĩnh vực vật liệu xây dựng làm ví dụ, gangue than có những ứng dụng chính sau:

Sản xuất xi măng: gangue than có thể được sử dụng làm nguyên liệu thô để sản xuất xi măng silicat thông thường, xi măng đặc biệt và xi măng không chứa clinker, và có thể thay thế một phần hoặc hoàn toàn đất sét để chuẩn bị nguyên liệu xi măng.

Sản xuất gạch nung: gạch nung than gangue có chất lượng tốt, màu sắc đồng đều, là loại vật liệu xây dựng được sử dụng phổ biến.

Sản xuất cốt liệu nhẹ: Cốt liệu nhẹ là cốt liệu xốp dùng để giảm mật độ tương đối của bê tông. Gangue than có thể được sử dụng để sản xuất các vật liệu như vậy.

Sản xuất amiăng gangue than: Amiang gangue than được làm từ than gangue và vôi làm nguyên liệu và nung chảy ở nhiệt độ cao là vật liệu xây dựng.

Sản xuất khối: than gangue cũng có thể được sử dụng để sản xuất vật liệu xây dựng như khối.

Sản xuất vật liệu xây dựng khác: Theo thành phần khoáng chất của than gangue, nó có thể được sử dụng làm nguyên liệu thô silic hoặc nguyên liệu nhôm và được sử dụng trong sản xuất nhiều loại vật liệu xây dựng bằng gốm (sứ) thiêu kết.

Sản xuất các sản phẩm hóa học: Gangue có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm hóa học như nhôm clorua tinh thể, thủy tinh và amoni sunfat.

Lấp lấp và cải tạo: Gangue có thể được sử dụng để lấp đầy các khu vực sụt lún khai thác than và các mỏ lộ thiên để cải tạo đất.

Ngoài ra, gangue còn có những ứng dụng tiện lợi sau:

Chuyển đổi gangue thành phân hữu cơ: Thông qua xử lý công nghệ sinh học cụ thể, gangue có thể được chuyển đổi thành phân hữu cơ sinh học để nâng cao năng suất của hệ sinh thái đất. Công nghệ này không chỉ hiện thực hóa việc sử dụng tài nguyên gangue mà còn giúp cải thiện chất lượng đất và thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững.

Sử dụng gangue có giá trị cao: Sau khi nghiền, nghiền, phân loại và xử lý quy trình khác, gangue có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng cao như chất xúc tác, bột màu và chất độn. Những sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như nhựa, cao su và chất phủ, hiện thực hóa việc sử dụng tài nguyên và tái chế gangue.

Công nghệ đổ vữa cách ly lớp phủ bề mặt Gangue: Đây là công nghệ bơm vật liệu lấp đầy gangue vào vùng phân cách lớp phủ lớp phủ thông qua việc khoan đất, giúp ngăn ngừa và làm chậm quá trình sụt lún mặt đất một cách hiệu quả. Công nghệ này giải quyết cơ bản vấn đề xử lý gangue trong các mỏ than, tiết kiệm chi phí xử lý và cung cấp giải pháp mới cho việc xử lý gangue.

Để nâng cao hiệu quả lợi nhuận toàn diện của than và gangue, việc tách than và gangue đặc biệt quan trọng như một bước quan trọng trong quá trình chế biến than.

Sau đây là một số phương pháp hiện nay để tách than và gangue:

1. Hệ thống phân tách gangue màn hình rung: Bằng cách thiết lập hệ thống phân tách gangue màn hình rung trên vành đai tập trung dưới lòng đất, sẽ đạt được sự phân tách than và gangue hiệu quả. Hệ thống này có thể thực hiện việc tải và nâng trực tiếp gangue, giảm việc nâng trục chính và rửa gangue trong nhà máy rửa than, giảm hàm lượng tro của than đã rửa và cải thiện tốc độ thu hồi than thô.

Nguyên lý làm việc của hệ thống này dựa trên cơ học rung động và nguyên lý sàng lọc. Trong quá trình này, màn hình rung được điều khiển bởi một động cơ làm cho thân màn hình rung ở tần số cao và vật liệu nhảy lên bề mặt màn hình. Do tính chất vật lý của than và gangue khác nhau nên trạng thái chuyển động của chúng trên bề mặt màn rung cũng khác nhau, dẫn đến việc phân tách hai loại này một cách hiệu quả.

Cụ thể, khi bề mặt màn hình rung rung, các hạt vật chất lớn sẽ bị văng lên trên bề mặt màn hình do quán tính, còn các hạt vật chất nhỏ sẽ rơi xuống phía dưới qua màn hình. Bằng cách này, các vật liệu có kích thước hạt khác nhau được tách ra. Thiết kế của sàng rung thường tính đến sự khác biệt về đặc tính của than và gangue, bao gồm mật độ, độ ẩm và hình dạng của chúng để đảm bảo phân loại hiệu quả.

Hệ thống phân loại gangue màn hình rung chủ yếu bao gồm hộp màn hình, màn hình, máy rung, lò xo giảm rung và các bộ phận khác. Có nhiều lớp màn hình bên trong hộp màn hình và mỗi lớp màn hình tương ứng với các yêu cầu kích thước hạt khác nhau. Máy rung tạo ra lực rung, làm cho hộp sàng và sàng rung ở tần số cao, từ đó đạt được sự phân tách vật liệu. Lò xo giảm rung được sử dụng để hấp thụ rung động do màn hình rung tạo ra trong quá trình vận hành và giảm sự truyền rung động xuống mặt đất hoặc các thiết bị khác.

Quá trình vận hành thường bao gồm ba bước: cấp liệu, sàng lọc và xả thải. Đầu tiên, hỗn hợp than thô và gangue được đưa vào cổng cấp liệu của sàng rung. Sau đó, sàng rung bắt đầu hoạt động và vật liệu được sàng trên bề mặt sàng rung. Cuối cùng, than và gangue đã sàng lọc lần lượt được thải ra từ hai phía của sàng để hoàn tất quá trình phân loại.

Trong các ứng dụng thực tế, màn hình rung hệ thống phân loại gangue có thể được tối ưu hóa và cải tiến theo điều kiện cụ thể của các mỏ than khác nhau để nâng cao hiệu quả phân loại và giảm tiêu thụ năng lượng. Ví dụ, tần số rung và biên độ của màn hình rung có thể được điều chỉnh để thích ứng với các đặc tính vật liệu khác nhau hoặc có thể cải thiện độ chính xác của sàng lọc bằng cách cải tiến thiết kế của màn hình. Ngoài ra, việc giới thiệu các hệ thống điều khiển thông minh có thể cải thiện hơn nữa tính tự động hóa và tính ổn định của hệ thống.

2. Hệ thống phân loại than và gangue dựa trên tia X và thị giác máy: Sử dụng công nghệ tia X và thị giác máy để xác định than và gangue, tính toán giá trị độ dày của than và gangue thông qua thuật toán xử lý hình ảnh, đồng thời nung chảy độ dày của than và gangue đã xác định bằng hình ảnh trực quan với hình ảnh suy giảm tia X để thu được thông tin quyết định nhận dạng.

Việc ứng dụng công nghệ tia X và thị giác máy trong phân loại than chủ yếu bao gồm các bước sau:

Sử dụng hệ thống chụp ảnh: Sử dụng hệ thống chụp ảnh tia X để quét than và gangue để thu được thông tin về cấu trúc bên trong và thành phần của vật liệu. Thông tin này thường được biểu hiện khi các vật liệu khác nhau hấp thụ tia X ở các mức độ khác nhau, do đó tạo thành độ tương phản trong hình ảnh.

Nhận dạng và phân tích hình ảnh: Thông qua công nghệ thị giác máy, hình ảnh thu được từ hệ thống chụp ảnh X-quang sẽ được xử lý và phân tích. Các thuật toán deep learning được sử dụng để huấn luyện các mô hình tự động xác định các đặc tính của than và gangue như màu sắc, mật độ, hình dạng, kết cấu, v.v.

Phân loại tự động: Sau khi xác định than và gangue, hệ thống điều khiển sẽ hướng dẫn cơ cấu chấp hành như gió áp suất cao hoặc cánh tay robot để tách gangue ra khỏi than. Quá trình này có thể đạt được hiệu quả phân loại cao và độ chính xác cao, giảm chi phí lao động và cải thiện chất lượng phân loại.

Hệ thống thông minh: Hệ thống phân loại gangue hiện đại không chỉ dựa vào thiết bị phần cứng mà còn tích hợp các thuật toán phân tích dữ liệu và trí tuệ nhân tạo để hệ thống có khả năng tự học, có thể điều chỉnh chiến lược phân loại theo các đặc tính chất lượng than và điều kiện môi trường khác nhau, và thực hiện hoạt động không cần giám sát.

Sự kết hợp của các công nghệ này thể hiện trình độ tiên tiến trong lĩnh vực tuyển than, giúp nâng cao khả năng thu hồi tài nguyên và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

3. Hệ thống phân loại quang điện: Công nghệ phân loại quang điện Gangue là phương pháp phân loại than, gangue hiện đại sử dụng cảm biến quang điện và công nghệ xử lý hình ảnh. Công nghệ này có thể nhận dạng than và gangue nhanh chóng và chính xác, từ đó cải thiện chất lượng than và tỷ lệ sử dụng tài nguyên toàn diện. Hệ thống phân loại quang điện thường bao gồm các thành phần như nguồn sáng, máy dò, bộ xử lý hình ảnh và hệ thống điều khiển. Bằng cách quét các vật liệu trên băng chuyền, hệ thống có thể phát hiện sự khác biệt về đặc tính quang phổ của các chất khác nhau và phân loại chúng cho phù hợp.

Các nghiên cứu và ứng dụng mới nhất cho thấy công nghệ phân loại quang điện gangue đang phát triển theo hướng thông minh và hiệu quả cao. Ví dụ, một nghiên cứu đã đề xuất một hệ thống phân loại gangue thông minh dựa trên học tăng cường sâu, có thể đạt được độ chính xác nhận dạng gangue hơn 95% và hiệu suất sắp xếp hơn 90%. Ngoài ra, còn có các nghiên cứu về các công nghệ phổ biến chủ yếu của robot phân loại thông minh gangue nhiều cánh tay, đã đạt được khả năng nắm bắt ổn định các gangue động được truyền ở tốc độ cao bởi người thao tác, nâng cao hiệu quả phân loại và khả năng làm việc cộng tác của hệ thống.

Ưu điểm của công nghệ phân loại quang điện tử Ưu điểm của gangue là nó có thể thực hiện phân loại không tiếp xúc, giảm hư hỏng vật liệu và giảm ô nhiễm bụi và tiếng ồn. Ngoài ra, hệ thống phân loại thông minh có thể tự học và tối ưu hóa chiến lược sắp xếp để nâng cao độ chính xác và hiệu quả của việc sắp xếp. Việc áp dụng các công nghệ này giúp đạt được hiệu quả sử dụng tài nguyên than và bảo vệ môi trường, phù hợp với xu hướng phát triển xây dựng mỏ xanh.

Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ phân loại quang điện tử còn có thể giảm tỷ lệ hỏng hóc thiết bị, giảm chi phí quản lý, tối ưu hóa quy trình và cải thiện tỷ lệ thu hồi than sạch, thể hiện trực tiếp qua việc nâng cao hiệu quả sản xuất. Sự kết hợp giữa nền tảng quản lý định vị nhân sự và chiếu sáng thông minh giúp nâng cao hơn nữa mức độ thông minh của các nhà máy luyện than và cải thiện các tiêu chuẩn sản xuất an toàn.

Các Máy phân loại thông minh AI được đưa ra bởi Công ty TNHH Công nghệ Quang Điện tử An Huy Mingde. sử dụng công nghệ deep learning và thị giác máy để tự động xác định và phân loại than. Công nghệ này có thể cải thiện đáng kể hiệu quả phân loại, giảm chi phí lao động và giảm ô nhiễm môi trường.