（1）成果簡(jiǎn)介
選礦過程常面臨多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合難、設(shè)備參數(shù)不透明、過程控制復(fù)雜多變等共性難題，阻礙生產(chǎn)效率與質(zhì)量提升。本成果創(chuàng)新構(gòu)建基于多維度實(shí)時(shí)仿真的數(shù)字孿生體系，依托于自研的在線品位、粒度、pH滴定分析、礦石塊度圖像及泡沫圖像分析儀等儀器產(chǎn)品，開發(fā)了涵蓋破碎、磨礦、浮選、濃密等主要選礦工藝的全流程專家控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用超實(shí)時(shí)仿真數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制策略迭代優(yōu)化，首次達(dá)成“孿生體-專家系統(tǒng)”深度耦合，并開發(fā)自適應(yīng)補(bǔ)償算法，有效應(yīng)對(duì)來料波動(dòng)引發(fā)的系統(tǒng)失穩(wěn)問題，同時(shí)構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量、能耗與生產(chǎn)穩(wěn)定性的協(xié)同優(yōu)化。該系統(tǒng)在提升金屬產(chǎn)品質(zhì)量、降低人力成本、減少噸礦水、電、藥耗等方面成效顯著，為企業(yè)帶來可觀收益。不僅減少了選礦操作人員，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，還助力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)自主可控，為打造智能選廠提供了有力支撐。成果已在十余個(gè)大中型礦山的多個(gè)場(chǎng)景開展工業(yè)應(yīng)用，成功突破選礦復(fù)雜場(chǎng)景無人值守的技術(shù)瓶頸，達(dá)成關(guān)鍵控制智能調(diào)節(jié)、長(zhǎng)周期少人化生產(chǎn)管控，使重要生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定性顯著提升。
（2）主要性能指標(biāo)及適用條件范圍
本成果適用于1000～100000t/d的選礦廠工藝流程，具體特性如下。BPM-C破碎專家系統(tǒng)：圓錐破碎機(jī)、高壓輥磨機(jī)等重要設(shè)備智能控制、粉礦倉(cāng)布料小車布料控制、破碎循環(huán)負(fù)荷及碎磨產(chǎn)量聯(lián)動(dòng)等。實(shí)現(xiàn)破碎工段無人值守，智能診斷。BPM-G磨礦專家系統(tǒng)：適用于SAB/SABC流程，單一/多球磨分級(jí)流程等。系統(tǒng)總投用率≥90%，磨礦產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)率降低10%以上，磨礦單耗降低2%～3%，臺(tái)效提升2%以上。BPM-F浮選專家系統(tǒng)：適用于所有具有品位在線分析的浮選工藝流程，包括并不限于銅、鉛、鋅、鎳、鐵、鈦、膠磷礦等單/多（非）金屬浮選過程，特別是可用于黃金浮選過程。系統(tǒng)總投用率≥90%，浮選精礦產(chǎn)品品位波動(dòng)率降低10%以上，藥劑消耗依工藝條件降低，平均回收率提高0.3%以上。BPM-T濃密專家系統(tǒng)：適用于周邊/中心傳動(dòng)的各類濃密機(jī)優(yōu)化控制，包括并不限于銅鉛鋅鐵磷等各類精礦?？刂菩Ч麨闈饷軝C(jī)底流濃度平均提高5%～8%，電耗降低5%，降低濃密機(jī)壓耙風(fēng)險(xiǎn)，關(guān)鍵崗位實(shí)現(xiàn)無人值守。
（3）成果應(yīng)用情況
典型應(yīng)用案例1：安徽銅冠（廬江）礦業(yè)有限公司在選礦智能化建設(shè)中成果斐然，成功實(shí)現(xiàn)選礦過程控制自動(dòng)化、數(shù)據(jù)可視化及全流程操作智能化。選礦處理量增至10500t/d，銅浮選回收率穩(wěn)定在90%以上，藥劑用量節(jié)省超10%。智能化升級(jí)改變了傳統(tǒng)依賴人工經(jīng)驗(yàn)的生產(chǎn)模式，大幅提升選礦效率與質(zhì)量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和人力成本，現(xiàn)廠內(nèi)僅88人，現(xiàn)代化管理水平顯著提升。浮選專家系統(tǒng)投用后，泵池液位、精礦品位波動(dòng)降低超10%，綜合投用率近100%，浮選回收率提高0.986%，石灰節(jié)省47.42%，綜合捕收劑節(jié)省19.89%。典型應(yīng)用案例2：德興銅礦大山選礦廠實(shí)施7#球磨礦專家控制及160 m3流程浮選優(yōu)化。系統(tǒng)連續(xù)投用3個(gè)月，關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)變化顯著，生產(chǎn)效率提高，臺(tái)時(shí)處理量提升，磨礦-分級(jí)流程穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)磨礦產(chǎn)品濃度和粒度在線檢測(cè)及閉環(huán)控制。系統(tǒng)投用率超99%，磨機(jī)功率波動(dòng)減少22.36%，泵池液位波動(dòng)減少54.47%，溢流濃度波動(dòng)減少32.18%，旋流器溢流-200目和+80目波動(dòng)分別減少32.48%和31.54%，處理量提高5.35t/h，旋流器跑粗次數(shù)大幅減少。浮選優(yōu)化控制方面，除關(guān)鍵設(shè)備異常外，投用率≥95%，精礦產(chǎn)品波動(dòng)率降低約18%，回收率提升0.299%。
（4）成果展示
圖1 BPM在安徽銅冠廬江礦業(yè)的應(yīng)用
圖2 球磨機(jī)數(shù)字孿生系統(tǒng)與三維展示
圖3 SAB流程的數(shù)據(jù)可視化展示
圖4 浮選流程的數(shù)據(jù)可視化示意圖
圖5 BPM的關(guān)鍵支撐檢測(cè)技術(shù)