Κέρδη:
- Δυνατότητα ανάλυσης δεδομένων διεργασίας με τεχνητή νοημοσύνη σε στάδια εμπλουτισμού όπως σύνθλιψη-άλεσμα, επίπλευση και έκπλυση
- Δυνατότητα ερμηνείας της ισορροπίας μεταξύ ανάκτησης, καμπύλης απόδοσης βαθμού και κατανάλωσης αντιδραστηρίου με υποστήριξη AI
- Δυνατότητα επαλήθευσης της συνιστώμενης ρύθμισης διεργασιών μέσω AI μέσω μεταλλουργικών δοκιμών, ισορροπίας μάζας και κρίσης μηχανικού διεργασίας
Το μετάλλευμα από το ορυχείο περνά μέσα από μια μονάδα επεξεργασίας για να γίνει εμπορεύσιμο προϊόν: σύνθλιψη, άλεση (μετατροπή του μεταλλεύματος σε σκόνη), ταξινόμηση και στη συνέχεια εμπλουτισμός (η πραγματική διαδικασία που ανακτά το μέταλλο, όπως επίπλευση, έκπλυση, βαρύτητα και μαγνητικός διαχωρισμός). Αυτή η εγκατάσταση είναι το μέρος του ορυχείου που καταναλώνει την περισσότερη ενέργεια και καθορίζει άμεσα την απόδοση (ανάκτηση: πόσο από το μέταλλο στο μετάλλευμα περνά στο προϊόν). Μια μικρή αύξηση της αποτελεσματικότητας κάνει μεγάλη διαφορά στο ετήσιο εισόδημα. Ένα μικρό σφάλμα μεγέθους λείανσης είτε διαρρέει μέταλλο είτε σπαταλά ενέργεια. Η μονάδα διεργασίας παράγει δεδομένα δευτερόλεπτο: βαθμός τροφοδοσίας, κατανομή μεγέθους, δόση αντιδραστηρίου, πυκνότητα πολτού, pH, θερμοκρασία. Η τεχνητή νοημοσύνη είναι ισχυρή στην ανάλυση, τη συσχέτιση και την αναφορά αυτών των δεδομένων. αλλά οι αποφάσεις συντονισμού διαδικασίας λαμβάνονται με μεταλλουργικές δοκιμές, ισορροπία μάζας και την κρίση του μηχανικού διεργασίας.
Βασικά βήματα εμπλουτισμού
- Θραύση-άλεσμα (θρυμματισμός): Μείωση του μεταλλεύματος σε μέγεθος κόκκου από το οποίο μπορεί να ανακτηθεί μέταλλο. Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας ξοδεύεται εδώ. Το μέγεθος του στόχου εξαρτάται από τον βαθμό απελευθέρωσης (διαχωρισμός του μεταλλικού κόκκου από το ορυκτό γάγγας).
- Επίπλευση: Διαχωρισμός του επιθυμητού ορυκτού από τον αφρό με τη χρήση αντιδραστηρίων σε περιβάλλον νερού-ορυκτού-αέρα. Το pH, η δόση του αντιδραστηρίου και ο ρυθμός ροής αέρα είναι κρίσιμα.
- Έκπλυση: Διάλυση του μετάλλου με χημικό διάλυμα (π.χ. κυάνιο, οξύ) και ανάκτησή του. Η κατανάλωση αντιδραστηρίου, ο χρόνος και το μέγεθος των σωματιδίων είναι καθοριστικά.
- Βαρύτητα/μαγνητικός διαχωρισμός: Διαχωρισμός με διαφορά πυκνότητας ή μαγνητικές ιδιότητες.
Υπάρχουν δύο βασικά κριτήρια σε κάθε βήμα: απόδοση (ανάκτηση) και βαθμός συμπυκνώματος (βαθμός). Συνήθως και τα δύο βρίσκονται σε αντίστροφη ισορροπία: εάν θέλετε συμπύκνωμα υψηλότερης ποιότητας, η απόδοση τείνει να μειώνεται. Η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να εξηγήσει αυτό το υπόλοιπο βαθμού απόδοσης και να το εμφανίσει από τα δεδομένα σας. αλλά οι πραγματικές τιμές λειτουργίας πρέπει να επαληθεύονται με μεταλλουργικές δοκιμές και ισορροπία μάζας.
Βήμα προς βήμα: Η τεχνητή νοημοσύνη λειτουργεί με δεδομένα διεργασιών
- Καθιερώστε ισορροπία μάζας. Κανόνας In = out (συμπύκνωση + απόβλητα). Εάν η ισορροπία του μετάλλου δεν διατηρείται, υπάρχει σφάλμα δεδομένων. AI: πλαίσιο υπολογισμού ισοζυγίου μάζας.
- Βρείτε βασικές σχέσεις. Μέγεθος άλεσης ↔ απόδοση, pH ↔ απόδοση επίπλευσης, βαθμός αντιδραστηρίου ↔. AI: συσχέτιση και ανάλυση τάσεων.
- Λήψη ανωμαλίας/μετατόπισης. Περίοδοι κατά τις οποίες μειώνεται η απόδοση και αυξάνεται η κατανάλωση αντιδραστηρίου. AI: σήμανση ανωμαλίας χρονοσειρών.
- Δοκιμάζει το σενάριο. Υποθέσεις όπως "Τι θα συμβεί σύμφωνα με το μοντέλο αν αυξήσουμε το pH κατά 0,3;" AI: χτίζει σενάρια, αλλά η πραγματικότητα επαληθεύεται με δοκιμές.
- Επιβεβαιώστε με μεταλλουργική δοκιμή. Οι κρίσιμες αλλαγές ρύθμισης ελέγχονται με εργαστηριακή/πιλοτική δοκιμή.
- Εφαρμόστε και παρακολουθήστε. Ο μηχανικός διαδικασίας αποφασίζει. Η AI συντάσσει την έκθεση παρακολούθησης.
Συμβουλή: Η εμφάνιση μιας "σχέσης" στα δεδομένα διαδικασίας δεν εγγυάται ότι η αλλαγή της θα έχει το ίδιο αποτέλεσμα. Η συσχέτιση δεν είναι αιτιότητα. επαληθεύστε με μεταλλουργική δοκιμή ή ελεγχόμενη δοκιμή πριν αλλάξετε μια ρύθμιση.
Ισορροπία μάζας: σιωπηλός κυνηγός σφαλμάτων
Η ισορροπία μάζας είναι ο πιο ισχυρός έλεγχος συνοχής ενός φυτού. Η ποσότητα του μετάλλου που εισέρχεται πρέπει να είναι ίση με το άθροισμα του συμπυκνώματος που εξέρχεται και του μετάλλου στα απόβλητα. Εάν δεν είναι ίσα, είτε η μέτρηση, το δείγμα ή ο υπολογισμός είναι λανθασμένοι. Η τεχνητή νοημοσύνη είναι πολύ χρήσιμη για την κατασκευή του πίνακα ισοζυγίου μάζας από διασκορπισμένα δεδομένα ροής και επισήμανση ανισορροπιών. Αλλά η εύρεση της αιτίας της ανισορροπίας (σημείο δείγματος, ροόμετρο, ανάλυση βαθμού) απαιτεί επιβεβαίωση πεδίου και εργαστηρίου.
Το ισοζύγιο μάζας πρέπει να διατηρείται χωριστά και για την «ξηρή» χωρητικότητα και για το μέταλλο: όταν τηρούνται ποσότητες σε μια εγκατάσταση, το ισοζύγιο μετάλλων μπορεί να είναι ελλειμματικό επειδή υπάρχει σφάλμα στην ανάλυση του βαθμού. Ένας έμπειρος μηχανικός διεργασιών ρωτά πάντα «η ισορροπία κλείνει» πριν εμπιστευτεί έναν αριθμό απόδοσης. γιατί η απόδοση που υπολογίζεται από ένα μη κλεισιμο υπόλοιπο δεν έχει νόημα, όσο καλή και αν φαίνεται. Στην πράξη, οι μετρήσεις αναπόφευκτα περιέχουν κάποιο σφάλμα. Επομένως, αντί να μηδενιστεί ακριβώς το υπόλοιπο, γίνεται μια συμφωνία δεδομένων που δίνει τις πιο σταθερές τιμές σύμφωνα με την αξιοπιστία των μετρήσεων. Η τεχνητή νοημοσύνη είναι χρήσιμη για να δείξει την αριθμητική αυτής της συμφωνίας και ποια μέτρηση είναι πιο αμφισβητήσιμη από άλλες. Ωστόσο, πόση εμπιστοσύνη πρέπει να δοθεί σε ποιο σημείο μέτρησης καθορίζεται από τον μηχανικό που είναι εξοικειωμένος με αυτήν την εγκατάσταση. Εν ολίγοις, το ισοζύγιο μάζας είναι το πρώτο και φθηνότερο τεστ για να αποκαλύψει εάν τα δεδομένα διεργασίας «ψέματα». Αυτό το τεστ πρέπει να περάσει πριν από κάθε ανάλυση απόδοσης και βαθμού.
τρεις μίνι θήκες
Περίπτωση 1 — Σχέση μεγέθους άλεσης-απόδοσης. Σε μια εγκατάσταση χαλκού, η απόδοση επίπλευσης μειώθηκε από 88% σε 84% τους τελευταίους δύο μήνες. Η ομάδα έχει τεχνητή νοημοσύνη να αναλύει δεδομένα διαδικασίας. Διαπιστώνουν ότι η μείωση της απόδοσης συμπίπτει με την περίοδο κατά την οποία το μέγεθος λείανσης (P80) αυξάνεται από 150 μm σε 190 μm. Η επένδυση μύλου είχε φθαρεί και η λείανση έγινε χονδροειδής. Η απόδοση ανακτά με την αλλαγή της επένδυσης και την υποχώρηση του μεγέθους. Το AI έδειξε τη σχέση. Ο λόγος επιβεβαιώθηκε με επιτόπιο έλεγχο (primer).
Περίπτωση 2 — Απόβλητα αντιδραστηρίων. Μια εγκατάσταση παρέχει δεδομένα δοσολογίας αντιδραστηρίου και απόδοσης στο AI. Η ανάλυση δείχνει ότι πάνω από μια ορισμένη δόση η απόδοση δεν αυξάνεται, μόνο το κόστος αυξάνεται (κορεσμός). Η ομάδα μειώνει τη δόση σε αυτό το όριο. Οι μεταλλουργικές δοκιμές επιβεβαιώνουν την ίδια απόδοση και το κόστος του αντιδραστηρίου μειώνεται κατά 11%. Βρέθηκε τάση AI. Οι δοκιμές επιβεβαίωσαν την απόφαση.
Περίπτωση 3 — Το ισοζύγιο μάζας δεν διατηρείται (προειδοποίηση). Ένας ασκούμενος παίρνει το AI για να υπολογίσει την ημερήσια απόδοσή του ως 94% και είναι ευχαριστημένος. Ωστόσο, όταν το ισοζύγιο μάζας καθορίζεται στο AI, φαίνεται ότι το μέταλλο που εισέρχεται υπερβαίνει το μέταλλο που εξέρχεται και το ισοζύγιο δίνει έλλειμμα 7%. Επομένως, ο αριθμός απόδοσης είναι αναξιόπιστος. Το πρόβλημα ήταν ότι το δείγμα αποβλήτων ελήφθη από μη αντιπροσωπευτικό σημείο. Μάθημα: ένας αριθμός παρόμοιος με την απόδοση δεν αναφέρεται χωρίς να διατηρείται ισοζύγιο μάζας. Παρόλο που το AI δημιουργεί την ισορροπία γρήγορα, βρίσκει τον λόγο.
Αντιγράψιμα πρότυπα προτροπών
ΕΛΕΓΧΟΣ ΜΑΖΑΣ ΙΣΟΖΥΓΙΟΥ"Ρόλος: Είστε βοηθός μηχανικός επεξεργασίας ορυκτών. Παρακάτω είναι τα δεδομένα χωρητικότητας και ποιότητας για τις ροές ζωοτροφών, συμπυκνωμάτων και απορριμμάτων. Καθορίστε το ισοζύγιο μεταλλικής μάζας (εισροή = συμπύκνωμα + απορρίμματα) και υπολογίστε την ποσοστιαία ανισορροπία. Εάν το υπόλοιπο είναι έλλειμμα πάνω από τις μονάδες μέτρησης [κατώφλι/μονάδα]%. υπόθεση: [επικόλληση]."
ΣΧΕΣΗ ΒΑΘΜΟΥ-ΑΠΟΔΟΣΗΣ "Ακολουθούν μετρήσεις ποιότητας συμπυκνώματος και απόδοσης. Γράψτε έναν σκελετό κώδικα που απεικονίζει την ανάκτηση βαθμού και ερμηνεύει την τάση. Σημειώστε ποιο σημείο λειτουργίας δείχνει σπατάλη/απώλεια. ΠΡΟΤΑΤΕ την ακριβή ρύθμιση, δώστε μια υπόθεση που θα επαληθευτεί με μεταλλουργική δοκιμή. Δεδομένα: [επικόλληση]."
ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΑΝΩΜΑΛΙΑΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ "Ακολουθεί η χρονική σειρά του κυκλώματος επίπλευσης (pH, δοσολογία αντιδραστηρίου, απόδοση, βαθμός τροφοδοσίας). Σημειώστε τις περιόδους κατά τις οποίες η απόδοση αποκλίνει από το κανονικό και δείξτε για κάθε μεταβλητή με ποια μεταβλητή μετατοπίστηκε. Μην πείτε τον ΑΚΡΙΒΗ λόγο. λίστα πιθανών αιτιών και βήμα επαλήθευσης. Δεδομένα: [επικόλληση]."
ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΗΤΡΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ "Θέλω να δοκιμάσω την επίδραση του μεγέθους λείανσης και της δόσης του αντιδραστηρίου στην απόδοση με μια μεταλλουργική δοκιμή. Προτείνετε μου έναν πίνακα πειράματος (πίνακας σε επίπεδο παράγοντα) και γράψτε τι πρέπει να μετρήσω σε κάθε συνθήκη. Μην δίνετε την πραγματική βέλτιστη τιμή. Περιγράψτε πώς να ρυθμίσετε τη δοκιμή."
Αδύναμη προτροπή / Ισχυρή προτροπή
ΑΣΘΕΝΗ ΠΡΟΤΑΣΗ: "Πώς μπορώ να αυξήσω την απόδοση; Ποιο πρέπει να είναι το pH;"
ΙΣΧΥΡΗ ΠΡΟΤΑΣΗ: "Ρόλος: Είστε βοηθός μεταλλουργίας/διεργασίας. Αναλύστε την τάση μεταξύ απόδοσης και pH, δοσολογίας αντιδραστηρίου και μεγέθους άλεσης στα δεδομένα επίπλευσης παρακάτω. Σημειώστε ποια μεταβλητή μετατοπίζεται με τη μείωση της απόδοσης. ΜΗΝ προτείνετε μια ακριβή τιμή pH. Αντιθέτως, προτείνετε 2-3 υποθέσεις και μια πειραματική μήτρα δοκιμής μετάλλου.rglu."
Συγκριτικός πίνακας: σημείο αναφοράς διαδικασίας και ρόλος τεχνητής νοημοσύνης
κριτήριο
Σημασία
ρόλος AI
επαλήθευση
Απόδοση (ανάκτηση)
Κερδισμένο ποσοστό μετάλλου
Ανάλυση σχέσης/ανωμαλίας
Ισοζύγιο μάζας + δοκιμή
Βαθμός συμπυκνώματος
ποιότητα του προϊόντος
τάση
Ανάλυση + δοκιμή
Τρίψιμο P80
Διάσταση απελευθέρωσης
Σχέση με απόδοση
Μέτρηση μεγέθους
Δοσολογία αντιδραστηρίου
κατανάλωση χημικών
Ανάλυση κορεσμού
μεταλλουργικές δοκιμές
ισορροπία μάζας
Συνέπεια δεδομένων
λογαριασμό υπολοίπου
Επιβεβαίωση πεδίου/δείγματος
Συνήθη λάθη
- Αναφορά απόδοσης χωρίς διατήρηση ισορροπίας μάζας. Το έλλειμμα ισοζυγίου καθιστά την αποτελεσματικότητα αναξιόπιστη.
- Λανθασμένη συσχέτιση για αιτιότητα. Η αλλαγή της ρύθμισης μόνο και μόνο επειδή βλέπεις μια σχέση είναι επικίνδυνη. Επιβεβαιώστε με δοκιμή.
- Βασιζόμενοι στη συνολική τιμή "βέλτιστου pH". Το βέλτιστο είναι ειδικό για το μετάλλευμα και το αντιδραστήριο.
- Παράλειψη αντιπροσωπευτικότητας δείγματος. Δείγμα από λάθος σημείο χαλάει όλο τον υπολογισμό.
- Αγνοώντας το κόστος ενέργειας και αντιδραστηρίου. Η αύξηση της απόδοσης μπορεί να μην δικαιολογεί την αύξηση του κόστους.
Προσοχή: Οι ρυθμίσεις της διαδικασίας είναι αλληλεξαρτώμενες. η αλλαγή του ενός μπορεί να διαταράξει το άλλο. Μια βελτίωση που επισημαίνεται από την τεχνητή νοημοσύνη εφαρμόζεται εάν δεν επιδεινώσει μια άλλη μέτρηση (βαθμός, κόστος, περιβάλλον) και επαληθευτεί με δοκιμή.
Συνοπτικά
Η επεξεργασία ορυκτών είναι το μέρος έντασης ενέργειας και απόδοσης της μετατροπής του μεταλλεύματος σε εμπορεύσιμο προϊόν. Η απόδοση και η ποιότητα του συμπυκνώματος είναι γενικά σε αντίστροφη ισορροπία. Η τεχνητή νοημοσύνη είναι ισχυρή στη δημιουργία ισοζυγίου μάζας, στην ανάλυση βαθμού απόδοσης, στην παρακολούθηση ανωμαλιών και στο σχεδιασμό μήτρας πειράματος. Αλλά οι αποφάσεις συντονισμού διεργασιών επαληθεύονται με μεταλλουργικές δοκιμές και ισορροπία μάζας, όχι με συσχέτιση. Ένας αριθμός όπως η απόδοση δεν αναφέρεται χωρίς τη διατήρηση ισορροπίας μάζας και την εξασφάλιση της αντιπροσωπευτικότητας του δείγματος.
Εργασία εφαρμογής
Χρησιμοποιήστε το πρότυπο "Έλεγχος υπολοίπου μάζας" με το δείγμα (ή τα δικά σας) δεδομένα ροής για να μάθετε πόσο ανοιχτό είναι το υπόλοιπο και να απαριθμήσετε τυχόν ύποπτα σημεία μέτρησης. Στη συνέχεια, ερμηνεύστε τα σημεία εργασίας σας με το πρότυπο "Σχέση βαθμού απόδοσης" και σημειώστε τα σημεία που δείχνουν σπατάλη/απώλεια. Τέλος, εξάγετε το σχέδιο μεταλλουργικής δοκιμής από το πρότυπο "Πειραματικός σχεδιασμός μήτρας" για μια υπόθεση βελτίωσης.
λίστα ελέγχου
- [ ] Πριν αναφέρω τα δεδομένα, καθόρισα το ισοζύγιο μάζας και έλεγξα το έλλειμμα.
- [ ] Δεν θεώρησα αιτιώδεις τις σχέσεις που είδα, σχεδίασα να τις επιβεβαιώσω με τεστ.
- [ ] Αμφισβήτησα την αντιπροσωπευτικότητα των δειγμάτων.
- [ ] Άφησα την απόφαση για τη ρύθμιση της διαδικασίας στον μηχανικό μεταλλουργικών δοκιμών και διεργασιών.
- [ ] Αξιολόγησα επίσης το κόστος/περιβαλλοντικές επιπτώσεις της αποκατάστασης.
- [ ] Θεώρησα τις «βέλτιστες» τιμές συγκεκριμένες για το μετάλλευμα και δεν εμπιστευόμουν τις γενικές τιμές.