稀土，被譽為“工業(yè)維生素”，是新材料、新能源、國防科技等領域的關鍵資源。然而，稀土資源的提取并不容易，尤其是在開采和分選環(huán)節(jié)，長期以來存在成本高、效率低、污染重等難題。

在這些挑戰(zhàn)背后，一項新興的光譜分析技術——激光誘導擊穿光譜（LIBS），正在悄然改變稀土礦物的分選方式。它不再依賴傳統(tǒng)“化學浸泡+人工分析”的方式，而是通過一束激光，“一掃即知”礦石中的元素組成，大大提升了分選效率和資源利用率。

那么，LIBS 到底是什么?它是如何幫助我們更智能、更高效地分選稀土礦的?今天就來聊聊這個“用光看礦”的前沿技術。

一、傳統(tǒng)稀土分選為何難？

稀土并不稀，但“提純難”。在自然界中，稀土元素往往共生于多種礦物中，比如氟碳鈰礦、獨居石、風化殼離子型稀土等，彼此成分相似，難以直接分離。傳統(tǒng)工藝包括：

浮選法：靠藥劑調控礦物表面性質分離;

重選/磁選法：根據(jù)密度或磁性差異分選;

人工分選：靠經(jīng)驗判斷顏色、密度等。

這些方法都存在一個共性問題：分選精度依賴人工或物理差異，效率低、誤差大，且不能實時判斷稀土含量。

二、LIBS技術是怎么“看”礦的？

LIBS（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy）激光誘導擊穿光譜，是一種利用高能激光脈沖轟擊樣品表面，激發(fā)其產(chǎn)生等離子體，然后通過分析等離子體發(fā)射的光譜來識別樣品元素組成的技術。

通俗點說，就是：

拿激光“燒”礦石 → 礦石冒出高能“火花” → 火花的顏色和光譜告訴我們這是什么礦、含多少稀土。

LIBS 的優(yōu)勢在于：

速度快：分析過程為毫秒級，適合在線檢測;

無需預處理：不需研磨、溶解，直接“一掃”;

多元素同時檢測：稀土元素(如La、Ce、Nd、Y等)可一并識別;

可實現(xiàn)智能化、自動化控制：與機械臂、皮帶傳輸線聯(lián)動，實現(xiàn)礦石在線自動分選。

三、LIBS如何提升稀土分選效率？

在實際礦山或選礦廠應用中，LIBS 通常結合圖像識別、自動機械分揀系統(tǒng)工作，實現(xiàn)“邊掃邊分”的閉環(huán)流程。其效率提升體現(xiàn)在以下幾個方面：

1. 實時檢測、快速響應

相比傳統(tǒng)實驗室分析動輒幾小時，LIBS只需幾毫秒就能識別一個礦石點位的成分，這意味著礦石在皮帶上“路過”時，就能完成分析與分類，大大節(jié)省人力與時間。

2. 精準識別，提高資源回收率

傳統(tǒng)分選往往出現(xiàn)“摻貧帶富”，即優(yōu)質礦石被誤扔或低品礦混入高品位中，造成浪費。而 LIBS 能做到定量識別稀土含量，按含量精準分級，提升資源利用率。

3. 降低分選成本與污染

傳統(tǒng)濕法選礦或化學法常需大量水和試劑，產(chǎn)生廢液和放射性殘渣。而LIBS 屬于“綠色檢測”，無化學品、無污染，特別適合環(huán)保要求日益嚴格的稀土開采領域。

四、應用案例：某離子型稀土礦山的轉型實踐

以南方某典型風化殼離子型稀土礦為例，過去分選依賴大量人工經(jīng)驗判斷，效率低且誤差大。引入LIBS 系統(tǒng)后，通過皮帶在線檢測 + 自動機械臂剔除，實現(xiàn)了：

稀土精礦品位提升15%;

礦石浪費率下降30%;

分選速度提升近10 倍;

減少用工超60%，基本實現(xiàn)“無人工廠”模式。

未來，LIBS 將更多與人工智能、機器人系統(tǒng)融合，向多模態(tài)感知+自主學習+精準控制方向發(fā)展，成為稀土綠色智能開采的重要支撐技術。

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審核編輯 黃宇