À quelle distance sommes-nous du « traitement intelligent des minéraux » ?

Avec la croissance continue de la demande mondiale de ressources minérales et les pressions croissantes sur l'environnement, la sécurité et les coûts, les modèles de production minière traditionnels sont confrontés à des défis sans précédent.La vague de transformation numérique s'étend à tous les secteursLe "traitement intelligent des minéraux", en tant que composante essentielle de l'exploitation minière intelligente, est en train de devenir un consensus et une direction de développement de l'industrie.Il s'agit non seulement d'une innovation technologique, mais aussi de changements profonds dans les méthodes de production.Nous sommes donc à quel point proches de la réalisation d'un "traitement intelligent des minéraux"?

01 Automatisation: la pierre angulaire du traitement des minéraux intelligents01 Automatisation: la pierre angulaire du traitement des minéraux intelligents

L'automatisation est le fondement du traitement des minéraux intelligents. Son noyau est de remplacer le travail manuel dans les opérations répétitives, dangereuses ou critiques de précision par divers systèmes et équipements de contrôle,améliorer ainsi l'efficacité de la production, assurant la sécurité et réduisant l'intensité du travail.

1- Application actuelle de l'automatisation dans les usines de traitement des minéraux

À l'heure actuelle, la grande majorité des usines modernes de traitement des minéraux ont largement adopté la technologie d'automatisation, principalement dans les domaines suivants:

Automatisation du concassage et du broyage:

• Automatisation du concasseur: les capteurs de charge et les compteurs de niveau surveillent l'état du matériau dans la chambre de concassage,réglage automatique de la vitesse d'alimentation et de l'ouverture de décharge pour atteindre l'objectif optimal de "plus de concassage, moins de broyage. "
• Automatisation du broyeur: Utilisation de systèmes de sonar, de capteurs de puissance, de capteurs de température de roulement et d'autres capteurs,en combinaison avec des instruments d'analyse en ligne tels que des conteneurs de concentration de broyage et des conteneurs de pH de lisier, le contrôle en boucle fermée de la vitesse d'alimentation de l'usine, du volume d'eau et de la vitesse est réalisé, assurant une taille de particule stable du produit de broyage et maximisant l'efficacité du broyage.Les systèmes de contrôle d'alimentation intelligents basés sur des signaux acoustiques de broyeur sont largement utilisés.
• Prélèvement automatique et analyse en ligne: des échantillonneurs automatiques sont installés à des points clés des circuits de broyage et de flottation.Combiné avec des analyseurs de fluorescence en ligne à rayons X (comme la série Courier de la finlandaise Outotec) et des concentrateurs à ultrasons, les paramètres clés tels que la qualité de la suspension, la concentration et la taille des particules sont surveillés en temps réel, fournissant une base pour un contrôle ultérieur.

Automatisation de la flotte:

• Contrôle automatique du niveau de la cellule de flottaison: les capteurs de niveau et les vannes électriques ajustent automatiquement le niveau de la cellule de flottaison pour maintenir une couche de mousse stable.
• Contrôle automatique du volume d'air et de la vitesse de l'agitateur: en fonction des propriétés de la suspension et des performances de flottaison, le volume d'air et la vitesse de l'agitateur sont ajustés automatiquement pour optimiser la minéralisation.
• Système de dosage automatique des réactifs: sur la base de la qualité du lisier, du pH et d'autres données provenant d'analyseurs en ligne, une pompe péristaltique ou de mesure ajoute automatiquement et précisément des réactifs de flottaison tels que des collecteurs,Il s'agit d'une méthode qui permet d'éviter les surdosages ou les sous-dosages, d'améliorer l'utilisation des réactifs et de réduire les coûts.Certains concentrateurs ont mis en place un contrôle intelligent des réactifs basé sur les résultats d'analyses de qualité en ligne..

Automatisation de la concentration et de la filtration:

• Automatisation de l'épaississeur: utilisation d'un compteur de concentration de sous-écoulement et d'un détecteur d'interface,la vitesse de la pompe d'écoulement et le dosage du floculant sont réglés automatiquement pour assurer une concentration d'écoulement stable et un débordement clair.
• Automatisation du filtre: des paramètres tels que le niveau de vide et la teneur en humidité du gâteau filtrant sont automatiquement surveillés et ajustés pour assurer l'efficacité de la filtration et la qualité du produit.

Automatisation du transport et du stockage:

• Contrôle à distance et protection contre l'interversement du convoyeur à courroie: permet le démarrage, l'arrêt et le réglage de la vitesse à distance, et comprend des fonctionnalités de protection contre les défauts pour les déviations, les déchirures et les blocages.
• Automatisation de l'empilement et de la récupération: permet des opérations d'empilement et de récupération automatisées et sans pilote dans le parc de stockage.

2Les avantages de l'automatisation

L'application généralisée de la technologie d'automatisation dans les usines de traitement des minéraux a considérablement amélioré l'efficacité, la stabilité, la sécurité et les avantages économiques de la production:

• Amélioration de l'efficacité de la production: un processus de production continu et stable réduit les temps d'arrêt et les fluctuations causées par l'intervention humaine.
• Optimisation de la qualité du produit: un contrôle précis des paramètres clés assure une qualité et un taux de récupération stables du concentré.
• Réduction des coûts de production: Réduction de la consommation de réactifs et d'énergie, des coûts de main-d'œuvre et des coûts de maintenance.
• Amélioration de l'environnement de travail: le remplacement du travail manuel dans des environnements difficiles améliore la sécurité.

Bien que l'automatisation ait fait des progrès importants, son essence est un contrôle "rigide" basé sur des règles prédéfinies et des modèles fixes.Lorsque les conditions de production (telles que les propriétés du minerai et l'usure de l'équipement) changent de manière significativeLes systèmes automatisés ont souvent du mal à s'adapter et nécessitent encore une intervention et un ajustement manuels.

02 L'intelligence: le saut vers une transformation minérale intelligente

L'intelligence est une étape avancée de l'automatisation dont le cœur est de permettre au système de traitement des minéraux d'avoir la capacité d'apprentissage autonome, de prise de décision autonome,Optimisation autonome et auto-adaptation par l'introduction de technologies avancées telles que le big data, l'informatique en nuage, l'intelligence artificielle (IA), l'Internet des objets (IoT) et les jumeaux numériques, permettant ainsi une flexibilité, une optimisation et une coordination du processus de production.

1Système technologique de base de la transformation intelligente des minéraux

(1) Internet industriel des objets (IIoT) et collecte de données:

• Déployer des capteurs massifs, des instruments intelligents et des dispositifs informatiques de pointe pour collecter des quantités physiques (température, pression, débit, niveau de liquide, courant, tension, vibration, etc.),quantités chimiques (grade), valeur de pH, potentiel redox, etc.) et les données d'état de fonctionnement de l'équipement de l'ensemble du processus de production de traitement des minéraux en temps réel et avec une grande précision.
• Use communication technologies such as industrial Ethernet and wireless sensor networks to build high-speed and reliable data transmission channels and aggregate massive data to the cloud or local data center.
• Cas pratique: Utilisation de la technologie de vision par machine pour surveiller l'état de la mousse en temps réel

(2) Plateforme de Big Data et extraction de données:

• Construire une plate-forme unifiée de minage de données volumineuses pour nettoyer, intégrer, stocker et gérer les données provenant de différents équipements, systèmes différents et différentes dimensions temporelles.
• Utiliser la technologie d'analyse des données volumineuses (comme l'exploration de règles d'association, l'analyse de grappes, l'analyse de régression, etc.) pour découvrir des lois potentielles,Des modèles anormaux et des opportunités d'optimisation dans le processus de production à partir de données historiques massives, tels que la prévision des pannes d'équipement et l'analyse des goulots d'étranglement des processus.

3) L'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique (AM):

Identification et prédiction intelligentes basées sur l'apprentissage profond:

• Identification intelligente des propriétés du minerai: utiliser la vision artificielle et la technologie d'analyse spectrale pour identifier et classer le grade, la composition minérale,et les caractéristiques intégrées du minerai brut sélectionné en temps réel, fournissant une base précise pour le broyage et la flottation.
• Prédiction des défauts de l'équipement et gestion de l'état de santé (PHM): en analysant les vibrations, la température, le courant et d'autres données importantes de l'équipement,utiliser des modèles d'apprentissage en profondeur pour prédire la durée de vie restante et les défaillances potentielles des équipements (tels que les moulins, machines de flottaison, pompes), mettre en œuvre une maintenance préventive et éviter des temps d'arrêt soudains.

Apprentissage par renforcement et contrôle adaptatif:

• Optimisation intelligente du circuit de broyage: en utilisant un algorithme d'apprentissage par renforcement, le système de broyage trouve de manière autonome la combinaison optimale de vitesse d'alimentation, de volume d'eau,et la vitesse de fraisage par essais et erreurs, ce qui permet d'atteindre une taille optimale des particules du produit et de minimiser la consommation d'énergie.
• Contrôle intelligent du réactif de flottaison: un système de prise de décision intelligent du réactif de flottaison basé sur l'apprentissage par renforcement est construit.résultats de l'analyse des notes en ligne, et les indicateurs de flottaison, le système ajuste dynamiquement le type de réactif, le dosage et le point d'addition, ce qui permet une optimisation adaptative du processus de flottaison.

Système d'experts et graphique des connaissances: L'expérience et les connaissances des ingénieurs en traitement de minerai sont numérisées et structurées pour créer un graphique des connaissances en traitement des minéraux.Cela aide les modèles d'IA à prendre des décisions et fournit des conseils intelligents aux débutants.

2. Voie pratique pour le traitement des minéraux intelligents

1. Conception et planification de haut niveau: développer un plan de développement intelligent de la transformation des minéraux aligné sur la stratégie de l'entreprise, définissant clairement des objectifs intelligents, des itinéraires techniques,et les phases de mise en œuvre.
2. Développement de l'infrastructure de données: améliorer les systèmes d'automatisation, déployer l'Internet industriel des objets (IIoT), assurer une collecte et une transmission de données de haute qualité et complètes,et construire une plateforme de gestion des données unifiée.
3. Développement d'algorithmes et de modèles de base:Développer ou introduire des algorithmes et des modèles d'intelligence artificielle et de données volumineuses basés sur les caractéristiques spécifiques des processus de traitement des minéraux pour résoudre des problèmes clés tels que le contrôle de la taille des particules de broyage, l'optimisation du réactif de flottaison et la prédiction des pannes d'équipement.
4. Développement d'une plateforme jumelle numérique: établir progressivement un modèle jumelé numérique de l'usine de traitement des minéraux pour permettre la surveillance visuelle, l'optimisation de la simulation et les avertissements prédictifs.
5. Développement des talents et transformation organisationnelle: cultiver des talents interdisciplinaires avec des capacités d'analyse de données volumineuses et d'application de l'IA, et promouvoir le passage à un système plus plat, plus intelligent, plus intelligent et plus efficace.et modèle de gestion collaborative.
6. Première phase pilote et expansion progressive: sélectionner les principales lignes de production pour les projets pilotes afin de vérifier la faisabilité technique et les avantages économiques,et ensuite progressivement étendre à l'ensemble de l'usine de traitement des minéraux et même le groupe minier.

03 Défis et perspectives

1Les défis

Bien que la transformation intelligente des minéraux soit très prometteuse, son développement n'est pas sans difficultés.

1. Qualité et normalisation des données: le processus de traitement des minéraux est complexe, ce qui donne lieu à une grande variété de types de données.et la perte de données et le bruit sont fréquents, ce qui complique le nettoyage et l'intégration des données.
2. Une pénurie de talents multidisciplinaires qui maîtrisent à la fois la technologie de traitement des minéraux et l'IA, le big data,Les technologies de l'information et de l'Internet industriel sont un goulot d'étranglement qui entrave le développement du traitement des minéraux intelligents..
3. Investissement initial élevé: le déploiement de capteurs, de réseaux de communication, de plateformes informatiques et de systèmes logiciels de pointe nécessite un investissement en capital important,imposer une lourde charge à certaines entreprises minières.
4. Sécurité des données et protection de la vie privée: le big data industriel implique des secrets de production d'entreprise de base, ce qui rend la sécurité des données et la protection de la vie privée primordiales.
5. Compatibilité avec les systèmes existants: les systèmes de commande et les équipements des usines de transformation des minéraux plus anciennes manquent souvent d'interfaces intelligentes,ce qui complique la mise à niveau et entraîne des problèmes de compatibilité importants.

2Perspectives: l'avenir de la transformation intelligente des minéraux

Dans l'avenir, le "traitement intelligent des minéraux" se développera dans les directions suivantes, devenant de plus en plus accessible:

1. Optimisation collaborative et auto-guérison des processus complets: cela permettra une perception intelligente, une prise de décision en temps réel, un contrôle collaboratif,et optimisation adaptative tout au long du processus, du minerai au concentré, même avec la capacité d'auto-guérison en cas d'urgence.
2. Production en collaboration interrégionale et multi-mines:L'informatique en nuage et les jumeaux numériques permettront une allocation optimisée des ressources et une coordination de la production entre les différentes usines de traitement des minéraux, et même au sein des groupes miniers.
3. Applications de réalité virtuelle/réalité augmentée (VR/AR): combinées à des jumeaux numériques, ces applications permettront aux usines de transformation des minéraux de disposer d'un fonctionnement à distance immersif, d'un accompagnement en maintenance, d'un système de gestion de l'eau et d'un système d'exploitation des minéraux.et formation du personnel.
4. Économie verte, à faibles émissions de carbone et circulaire: le traitement intelligent des minéraux permettra de contrôler plus précisément la consommation d'énergie, d'eau et de produits chimiques, de réaliser l'utilisation des ressources résiduelles,et promouvoir le développement vert et durable de l'industrie minière.

04 Conclusion: La route est longue, mais elle sera longue

La réalisation du "traitement intelligent des minéraux" est un processus long et complexe, qui ne peut pas être réalisé du jour au lendemain.mais plutôt une transformation systématique de l'ingénierieDe l'automatisation à l'intelligence, nous avons fait un premier pas solide et nous nous dirigeons maintenant vers des niveaux d'intelligence plus profonds.

Nous sommes actuellement à un tournant critique dans la transition de "l'automatisation" à "l'intelligence".Les applications intelligentes dans certains processus ont été progressivement mises en œuvre et présentent un potentiel important.Les sociétés minières devraient adopter activement le changement, accroître les investissements dans la R&D technologique, cultiver des talents à multiples facettes, approfondir la collaboration entre l'industrie, l'université et la recherche.et de faire progresser progressivement le développement de la transformation intelligente des minéraux.

Le "traitement intelligent des minéraux" améliore considérablement l'efficacité de la production, réduit les coûts et assure la sécurité,Mais c'est aussi le seul moyen de promouvoir un développement de haute qualité et de réaliser un développement vert et durable dans l'industrie minièreAvec une conviction inébranlable, des investissements continus et une pratique approfondie, nous croyons que le grand projet de "traitement des minéraux intelligents" deviendra finalement une réalité.qui ouvre un nouveau chapitre dans le développement de l'industrie minière.