（1）成果简介

选矿过程常面临多源异构数据融合难、设备参数不透明、过程控制复杂多变等共性难题，阻碍生产效率与质量提升。本成果创新构建基于多维度实时仿真的数字孪生体系，依托于自研的在线品位、粒度、pH滴定分析、矿石块度图像及泡沫图像分析仪等仪器产品，开发了涵盖破碎、磨矿、浮选、浓密等主要选矿工艺的全流程专家控制系统。该系统利用超实时仿真数据驱动控制策略迭代优化，首次达成“孪生体-专家系统”深度耦合，并开发自适应补偿算法，有效应对来料波动引发的系统失稳问题，同时构建多目标优化模型，实现产品质量、能耗与生产稳定性的协同优化。该系统在提升金属产品质量、降低人力成本、减少吨矿水、电、药耗等方面成效显著，为企业带来可观收益。不仅减少了选矿操作人员，提高了生产效率，降低了成本，还助力实现关键技术自主可控，为打造智能选厂提供了有力支撑。成果已在十余个大中型矿山的多个场景开展工业应用，成功突破选矿复杂场景无人值守的技术瓶颈，达成关键控制智能调节、长周期少人化生产管控，使重要生产指标稳定性显著提升。

（2）主要性能指标及适用条件范围

本成果适用于1000～100000t/d的选矿厂工艺流程，具体特性如下。BPM-C破碎专家系统：圆锥破碎机、高压辊磨机等重要设备智能控制、粉矿仓布料小车布料控制、破碎循环负荷及碎磨产量联动等。实现破碎工段无人值守，智能诊断。BPM-G磨矿专家系统：适用于SAB/SABC流程，单一/多球磨分级流程等。系统总投用率≥90%，磨矿产品质量波动率降低10%以上，磨矿单耗降低2%～3%，台效提升2%以上。BPM-F浮选专家系统：适用于所有具有品位在线分析的浮选工艺流程，包括并不限于铜、铅、锌、镍、铁、钛、胶磷矿等单/多（非）金属浮选过程，特别是可用于黄金浮选过程。系统总投用率≥90%，浮选精矿产品品位波动率降低10%以上，药剂消耗依工艺条件降低，平均回收率提高0.3%以上。BPM-T浓密专家系统：适用于周边/中心传动的各类浓密机优化控制，包括并不限于铜铅锌铁磷等各类精矿。控制效果为浓密机底流浓度平均提高5%～8%，电耗降低5%，降低浓密机压耙风险，关键岗位实现无人值守。

（3）成果应用情况

典型应用案例1：安徽铜冠（庐江）矿业有限公司在选矿智能化建设中成果斐然，成功实现选矿过程控制自动化、数据可视化及全流程操作智能化。选矿处理量增至10500t/d，铜浮选回收率稳定在90%以上，药剂用量节省超10%。智能化升级改变了传统依赖人工经验的生产模式，大幅提升选矿效率与质量，降低工人劳动强度和人力成本，现厂内仅88人，现代化管理水平显著提升。浮选专家系统投用后，泵池液位、精矿品位波动降低超10%，综合投用率近100%，浮选回收率提高0.986%，石灰节省47.42%，综合捕收剂节省19.89%。典型应用案例2：德兴铜矿大山选矿厂实施7#球磨矿专家控制及160 m³流程浮选优化。系统连续投用3个月，关键指标参数变化显著，生产效率提高，台时处理量提升，磨矿-分级流程稳定，实现磨矿产品浓度和粒度在线检测及闭环控制。系统投用率超99%，磨机功率波动减少22.36%，泵池液位波动减少54.47%，溢流浓度波动减少32.18%，旋流器溢流-200目和+80目波动分别减少32.48%和31.54%，处理量提高5.35t/h，旋流器跑粗次数大幅减少。浮选优化控制方面，除关键设备异常外，投用率≥95%，精矿产品波动率降低约18%，回收率提升0.299%。

（4）成果展示

图1 BPM在安徽铜冠庐江矿业的应用

图2 球磨机数字孪生系统与三维展示

图3 SAB流程的数据可视化展示

图4 浮选流程的数据可视化示意图

图5 BPM的关键支撑检测技术