La détection automatisée du degré de blancheur du carbonate de calcium dans les mines à ciel ouvert constitue une tâche cruciale, ayant un impact significatif sur l’exploitation efficace et le traitement raffiné des ressources minérales. Les méthodes traditionnelles de détection reposent fortement sur des opérations manuelles, ce qui entraîne une faible efficacité et une forte sensibilité aux biais subjectifs. L’adoption de technologies avancées de détection est donc essentielle pour améliorer la précision et l’efficacité de la classification par degré de blancheur des minerais. Cet article présente l’application de caméras hyperspectrales haute vitesse dans la détection du degré de blancheur des minerais au sein des mines à ciel ouvert.
Les clients exigent une détection étendue du degré de blancheur du carbonate de calcium dans les mines. Toutefois, l’efficacité de la détection réalisée manuellement ou à l’aide de colorimètres portatifs demeure faible, ce qui rend nécessaire le recours à une méthode de détection plus performante.
Pour cette détection par classification, une caméra hyperspectrale haute vitesse fonctionnant dans la plage spectrale 400–1000 nm a été utilisée. L’étude s’est appuyée sur le produit FS13 de SpectralTech (Zhejiang) Co., Ltd. Cette caméra couvre la plage spectrale 400–1000 nm avec une résolution en longueur d’onde supérieure à 2,5 nm et jusqu’à 1200 canaux spectraux. La vitesse d’acquisition du spectre complet peut atteindre 128 images par seconde (FPS), pouvant monter jusqu’à 3300 Hz après sélection de bandes (avec prise en charge de la sélection multi-régions).
Essais en laboratoire
La première phase consistait à placer quatre échantillons de minerai sur un convoyeur et à procéder à leur détection à l’aide du FS-13, afin d’obtenir les données de réflectance correspondant aux différents niveaux de blancheur du carbonate de calcium dans la plage spectrale 400–1000 nm.
La figure 4 montre clairement que les premier et deuxième niveaux de blancheur présentent des similarités. Sur la base de l’allure générale des courbes, il semble pertinent de regrouper ces deux premiers niveaux en une seule catégorie ; en revanche, la distinction entre les troisième et quatrième niveaux est nettement marquée. Le quatrième niveau se caractérise par une pente abrupte, contrairement à la pente plus modérée observée au troisième niveau. Par ailleurs, la différence globale entre ces deux derniers niveaux et les deux premiers est très significative, facilitant ainsi une discrimination aisée.
Détection sur site
L’équipe technique a sélectionné un échantillon de carbonate de calcium présentant un degré de blancheur de niveau deux, tel qu’illustré à la figure 6, et a capturé des images à une distance d’environ 50 mètres. Après modélisation et étalonnage de la courbe dans cette plage spectrale, une inversion a été effectuée sur le minerai représenté sur l’image. Les zones rouges figurant sur l’image de droite correspondent aux régions contenant du carbonate de calcium présentant le même degré de blancheur de niveau deux.
L’utilisation combinée de la caméra hyperspectrale FS-13 (plage 400–1000 nm) et d’un support dédié pour la détection du degré de blancheur du carbonate de calcium est tout à fait réalisable. Toutefois, il a été constaté que la différence de réflectance entre les niveaux un et deux de blancheur est extrêmement faible, avec seulement deux légères distinctions identifiées, comme illustré sur la figure ci-dessous :
Détection hyperspectrale embarquée sur drone
Pour la détection future à grande échelle et efficace du degré de blancheur du carbonate de calcium, l'utilisation de systèmes de mesure hyperspectraux embarqués sur drones peut être envisagée. Ces systèmes présentent des caractéristiques d'efficacité élevée et de faible consommation d'énergie, permettant l'acquisition d'images spectralement stables avec une grande stabilité.
L'application des caméras hyperspectrales dans la détection par classement de la blancheur des minerais au sein des mines à ciel ouvert a remporté un succès remarquable. Grâce à l'acquisition et à l'analyse des données spectrales à l'aide de la caméra hyperspectrale, une détection précise de la blancheur des minerais a été réalisée. Cette avancée a nettement amélioré la précision et l'efficacité de la détection tout en réduisant les erreurs liées aux opérations manuelles. On estime que, à l'avenir, grâce à des progrès technologiques supplémentaires, les caméras hyperspectrales joueront un rôle encore plus important dans le domaine de la détection par classement de la blancheur des minerais au sein des mines à ciel ouvert. Cette avancée fournira un soutien technique renforcé à l'exploitation efficace et au traitement raffiné des ressources minérales.
