中国工程院院士沈政昌：依托人工智能技术推进浮选配备转型

发布时间：2025-05-21　点此：113次

图为矿冶集团680立方米浮选机在高海拔成功运用场景。受访者供图

一块看起来平平无奇的石头，经过加工后可以用于炼钢、发电、造车……“点铁成金”的要害一步，便是矿石加工。对矿石进行加工在我国现已有上千年的展开前史，浮选则是矿石加工的重要环节，决议着矿藏的终究质量。

从萧规曹随的“跟跑”到不断立异的“领跑”，我国浮选配备研制已走过50余年的年月。在浮选配备从无到有、从有到强的进程中，我国浮选配备研讨学术带头人、我国工程院院士、矿冶科技集团有限公司(以下简称“矿冶集团”)首席科学家沈政昌作出了重大贡献。

“在新一轮科技革新的浪潮下，浮选配备也迎来了工业转型晋级的要害节点。”近来，沈政昌在承受科技日报记者专访时表明，要加速检测外表的研制作业，依托人工智能技能，推动浮选配备数字化、智能化转型。

走出自己的浮选配备研制路途

记者：请您介绍下什么是浮选技能？

沈政昌：浮选是一种依据矿藏颗粒外表物理化学性质的不同，从矿石中别离有用矿藏的选矿办法。在我国古代，浮选法就现已被用于金银淘洗加工进程。古人运用金粉的天然疏水性及亲油性，用沾油的鹅毛刮取浮在水面的金粉，使其与尘土等亲水性的杂质别离。

19世纪末，浮选作为一种选矿办法被明确提出。1904年，浮选设备在澳大利亚初次获得工业运用。100多年来，浮选技能得到了很大的展开，逐步完成了浮选机多样化、系列化、大型化和主动化。现在，世界上约有90%的有色金属和50%的黑色金属矿石选用浮选法处理。除了冶金，浮选还广泛运用于造纸、农业、食物等职业。

记者：您是怎么与浮选配备范畴结缘的？

沈政昌：我上学时对物理、化学两个学科很感兴趣。填写高考自愿时，我发现北京钢铁学院(现北京科技大学)有“物理化学”专业。作为一个乡村身世的孩子，我其时对专业也不太了解，只觉得“物理化学专业”可以既学物理，也学化学，就报了这个。

但选取成果一出，我发现自己被调剂到了同校的矿山基建工程设计专业。尽管没去到自己的榜首自愿，但我学习后发现，矿山机械范畴和物理力学关联性很强，我对此也很感兴趣，就一向在这个范畴学习。结业后，我被分配到矿冶集团，进入浮选设备研讨组，从此就与浮选配备结缘，一向到今日。

记者：上个世纪，我国浮选配备处在怎样的展开阶段？

沈政昌：我国在浮选设备研讨方面起步较晚。直到20世纪50年代中期，才开端拷贝苏联的米哈诺布尔型浮选机。20世纪70年代，咱们开端自主研制浮选设备，连续研制了4立方米、8立方米、14立方米容积的设备。其时咱们首要跟从国外研讨的脚步，处在“跟跑”阶段。

那时的科研条件比较艰苦，试验室的各种丈量手法都比较匮乏。我至今还记住，40多年前，刚作业的我跟着几位老同志在湖北大冶做20立方米浮选机试验。大概是三月底的一天，气候还很冷，为了丈量浮选机内的流场状况，几位老同志轮番脱下衣服，直接跳进浮选机内，用身体感触流体状况。这是我榜首次直接感触到老一辈矿冶人的精力，这件事令我至今难以忘怀。

打破“跟跑”这一局势是在21世纪初。2001年，我国榜首台具有自主知识产权的50立方米大型浮选机试验成功。在选矿理论和机械结构等方面，这台浮选机都走出了一条和国外浮选机不同的路途，不再是“萧规曹随”。因而可以说，这台浮选机的研制成功，标志着我国大型化浮选配备与世界同行站在了同一队伍。

完成从“有”到“强”的跨过

记者：开始完成“并跑”后，我国浮选配备怎么一步步到达世界领先水平？

沈政昌：2010年前后，我国浮选配备彻底完成了与国外设备的“齐头并进”。当年，我国200立方米和320立方米浮选机先后研制成功，打破了特大型浮选设备一向被西方少量发达国家独占的局势。320立方米浮选机也是其时世界上容积最大的浮选机。此外，我国在粗颗粒浮选机、细颗粒浮选机细分范畴的设备研讨上，也获得了许多展开。

现在，我国现已在许多范畴完成“领跑”。比方在世界上，我国是最早研制成功680立方米和800立方米浮选设备的国家。现在国外还没有800立方米浮选机。咱们还成功研制了运用流态化原理进行浮选的新式设备。经过它，咱们可以提早把无用的脉石矿藏剔除去，下降后续处理进程的能耗，从源头减量，推动矿藏资源的绿色低碳开发。它也可以对尾矿进行再收回，完成名贵矿藏资源的极致运用。

记者：我国现已获得这些成果，为何还要不断技能立异？

沈政昌：一方面，跟着经济社会的不断展开，人们对矿藏资源的需求量越来越大。从小轿车到手机，都离不开矿藏这一重要原材料。另一方面，现在矿藏资源面对逐步贫杂化的问题，资源禀赋较好的矿山根本干涸。以磷矿为例，曾经许多磷矿能到达30以上的档次，采出来根本上就可以直接用于出产磷肥，但现在大部分磷矿的档次连25、26都达不到。现在新能源轿车展开速度很快，磷是制造电池的重要质料。资源越来越缺少，需求却逐步变大，面对这一对立，咱们有必要从工艺、配备、药剂、智能化等方面着手，不断晋级浮选配备，进步出产功率。

记者：把浮选机容积做大难在哪里？

沈政昌：从几立方米到现在的几百立方米，这不是一个简略的扩大或是把构件尺度做大的进程。以泡沫浮选进程为例，这是矿藏与杂质或一种矿藏与另一种矿藏别离的办法。不管多大的容积，咱们都要保证浮选机内部流体动力学状况类似，不然就不能构成有用矿化，意图矿藏就沾不到矿化泡沫上。别的，当矿藏附着到泡沫上之后，咱们还得让泡沫及时脱离矿浆。当浮选机容积改变，这些要害难点都要重新研讨试验。

需求着重的是，咱们不断把浮选机做大，是由于矿山实践出产提出了这一研制需求，并非盲目求大。点评一台浮选机最重要的方针便是“适宜”。一台浮选机要切合所在矿山规划、矿石品种，完成经济效益、绿色低碳、安全出产等方面的平衡。

记者：现在，我国浮选机已出口南非、澳大利亚等几十个国家。在“走出去”的进程中，我国有没有遇到困难？

沈政昌：在前期咱们的确遇到了一些困难。在许多西方人眼里，我国人在设备研制等方面都不可。我记住有一次，澳大利亚的一个矿山本来决议引入咱们矿冶集团的两套配备，但矿山后来替换的新司理以为两套配备都用我国的设备危险太大，因而最终只用了一套。但投用后，他们发现，咱们的设备不管在功耗、作业可靠性等方面，都优于国外设备，并且价格不到国外的一半。

这次走出去的阅历给了咱们一些经历教训。比方浮选机里的电机，对方要求有澳大利亚的认证。其时咱们这台设备的大电机是有认证的，就放心肠签合同了。没想到用了快一年的时刻后，对方忽然找到咱们，说机器里边的几个小电机没有认证，要求替换。尽管小电机的质量是没有问题的，可是咱们仍是得依照合同付出违约金。失败乃成功之母，这件事告知咱们，设备“走出去”，不只要靠过硬的功能，也要摸清当地的规范执行状况，契合当地规范系统。

记者：万事开头难，今日矿冶集团的浮选机现已赢得了世界的认可。

沈政昌：是的，我觉得这得益于改革开放后，我国许多大企业在国外出资矿山，他们在当地运用国产设备，起到了示范作用。可以说没有改革开放，咱们就没有向国外展现的时机。下一步，咱们要继续擦亮我国浮选机这张手刺，尤其要保证重要元器件、系统软件的自主可控。

以科技立异促传统工业晋级

记者：当时，全球新一轮科技革新和工业革新日新月异。您以为浮选配备转型晋级的方向是什么？

沈政昌：新一轮科技革新的杰出特征是数字化、信息化、智能化。浮选范畴也不破例，进步配备的数智化水平是咱们未来科研的着力点之一。此前，咱们提出了高功能大型浮选机展开途径有必要完成设备状况参数控制、工艺进程参数控制、浮选动力学进程参数检测和控制、信息化和运维智能化等五个方面的全体展开。

一起，近年来国家加速矿业绿色低碳转型展开，推动绿色矿山建造。作为矿山出产的重要一环，咱们也要尽力推动浮选配备向高效化、绿色化、低碳化展开。高效化的方针之一，便是完成资源的高效运用，即经过科技立异，把本来技能条件下难以选出的有用矿藏“选出来”。

绿色化、低碳化的方针则是削减资源耗费。就能耗来说，曾经选一吨铜，或许需求两三度电，现在只需求不到一度电。别看这节省的一两度电不起眼，现在一个大型矿山均匀每天要处理几万吨的矿石，因而在选一吨铜时可以节省一度电，全体带来的便是很大的收益。经过浮选配备立异，咱们不只可以节省电能，还可以削减起泡剂、调整剂等药剂的运用量，到达归纳的降碳节省。

记者：转型晋级是否带来了新应战？

沈政昌：应战和机会一定是并行的。在数智化转型展开的进程中，咱们面对许多需求打破的难关。从外部看，现在地理位置较好、根底设施相对完善的矿山，根本都面对资源干涸的现状，现在首要展开矿山土地复垦或是回填；大部分具有挖掘条件的矿山，都坐落较为偏僻的山区，乃至是海拔四五千米的地带，出产条件艰苦，电力、通讯等根底设施不完善，不利于数字化转型。

从技能自身看，选矿进程离不开对矿石、矿浆相关参数的检测。但现在，包含各种传感器在内的检测外表，还远远不能适应矿山信息化、数字化的展开需求，离智能化就更远了。举例来说，现在职业检测矿浆浓度、粒度、pH值等参数的办法还比较“粗糙”，有的工序要靠工人上手去摸、用眼去看，还处在凭经历、凭感觉的阶段。一些立异办法在试验室里体现不错，但难以运用到实践的工业出产中。在实践出产中，这些办法给出的数据不太准，可靠性比较差。因而，选矿进程仍是离不开人工操作，间隔完成无人化、少人化、数字化出产，还面对层层应战。

记者：为了推动浮选配备数字化、智能化转型，您以为应怎么破解这些难题？

沈政昌：推动数智化转型，是一个急不得也慢不得的进程。我以为应当从以下两个方面来扎实地逐步推动。

榜首，不管是数字化仍是智能化，数据都是最根底的要素。要把数据“拿出来”，检测设备是要害。所以，咱们要加速研制一批可以精准感知整个浮选进程的元器件。近年来，咱们团队在这方面做了许多根底性的作业，比方，研制了主动充气量丈量仪，矿浆相水下相机，气泡负载率丈量仪和气泡特征参数测试仪等自研外表和设备，完成了浮选进程杂乱多相流环境下的丈量和在线数据获取。

第二，开发职业大模型。现在，矿冶集团针对矿藏资源开发运用中的十个场景，开发了十个大模型，其间一个便是浮选配备的大模型。它可以用于回答各类专业技能问题，还可以把它用于浮选配备的控制，进步控制的精准度。

现在浮选配备大模型用的算法和通用大模型根本相同。假如要让职业大模型更了解职业，要害点仍是数据。比较于其他范畴，浮选配备大模型数据相对齐备，但许多底层数据仍是缺失的。所以，研制检测仪器和开发职业大模型，这两步要相得益彰，协同推动。

记者：您以为完成浮选配备高质量展开，还需求注重哪些方面的问题？

沈政昌：除了数字化、智能化、高效化、绿色化，我以为还要注重技能立异与工业立异的深度交融。

比方黄金挖掘。现在许多金矿都坐落地下，矿井深度能到达几千米。依照常规，人们一般把地下挖掘的一切矿石都运输到地面上，再进行加工，这样就造成了许多的资源耗费，由于矿石中黄金含量不高，运上来的大部分石头都没用。而假如咱们可以把浮选配备直接置于地下，进行初级加工，哪怕削减一半的矿石运输量，都能节省许多资源。

所以，浮选配备技能的立异，要和矿山各个出产环节、链条相结合、相匹配，完成系统化的立异协同展开，量体裁衣展开新质出产力，这样才干完成真实的高质量展开。

致青年科技人才

青年人想要成才需求“盯住一件事”。每个人都是不完美的，不要由于自己的不完美而抛弃，要找到自己的利益。只要找到自己的利益，才干坚持下去，做成一些事。

此外，现在的社会，靠一个人单打独斗是很难出成果的，一个团队、一帮人、一个渠道，或许比一个人的才调更重要，所以青年人要学会协作，注重团队的力气。

(记者吴叶凡通讯员杨为玥)

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