宋濤　楊佳偉　鄒國斌　王慶凱　周俊武

摘要：隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術與礦業(yè)領域傳統(tǒng)工藝技術的不斷融合發(fā)展，選礦流程數(shù)字化、智能化成為行業(yè)發(fā)展趨勢。數(shù)字孿生技術與選礦工藝相結(jié)合建立數(shù)字仿真平臺，將提升設備改進、流程優(yōu)化、智能控制等在選礦全生產(chǎn)周期的應用效果。介紹了數(shù)字孿生技術在流程工業(yè)應用中的發(fā)展歷史及趨勢，以及不同數(shù)字化模型在黃金選礦流程中的應用潛力。結(jié)合工業(yè)實踐介紹了幾種黃金選礦流程數(shù)字孿生模型的應用場景，探索數(shù)字孿生技術在黃金選礦中的應用前景。

關鍵詞：數(shù)字孿生;黃金選礦;數(shù)字化模型;設備模型;流程模型

中圖分類號：TD9文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2022）01-0078-05doi：10.11792/hj20220113

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2019YFE0105000，2020YFE0201100）

引言

通過關鍵設備及流程的智能化，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術的支持，建立以智能選礦廠為載體的智能礦山是中國礦物加工工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要途徑[1]。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術的進步，以及依托數(shù)據(jù)驅(qū)動、智能算法的仿真模型逐漸豐富，數(shù)字孿生技術近年來發(fā)展迅猛。數(shù)字孿生、虛擬仿真技術與礦業(yè)領域傳統(tǒng)工藝技術的不斷融合發(fā)展，正在推動礦物加工流程工業(yè)的網(wǎng)絡化、智能化升級，通過數(shù)字技術承載礦物“基因?qū)傩浴?，最大限度地提高工業(yè)數(shù)據(jù)收集工作的價值，進而提升整個礦物加工行業(yè)的生產(chǎn)效率[2]。

一項新興通用技術在行業(yè)內(nèi)落地往往需要充分結(jié)合行業(yè)特點，以行業(yè)需求推動特種技術發(fā)展，進而實現(xiàn)新興通用技術的工業(yè)實踐。數(shù)字孿生技術亦是如此。目前，數(shù)字孿生技術已經(jīng)在制造領域、能源領域、醫(yī)療領域及城市規(guī)劃領域?qū)崿F(xiàn)了不同程度的應用，取得了良好的示范效果[3]。這些應用案例為數(shù)字孿生技術在礦物加工領域開展工業(yè)實踐提供了很好的借鑒，但要使數(shù)字孿生技術真正為礦山企業(yè)帶來實際收益，可能需要借助采礦、運輸、選礦、尾礦處理、水處理等環(huán)節(jié)的行業(yè)知識搭建橋梁，連接數(shù)字技術與選礦技術，實現(xiàn)虛擬廠礦與現(xiàn)實廠礦的交互。

本文在介紹數(shù)字孿生技術的基礎上，提出了黃金選礦數(shù)字孿生一般性基礎結(jié)構(gòu)，并探討了不同數(shù)字化模型應用場景，以期能夠為數(shù)字孿生技術在黃金選礦生產(chǎn)中的應用提供一些思路。

1數(shù)字孿生技術概述

2010年11月，美國國家航空航天局（NASA）在其發(fā)布的技術路線圖報告《Draft modeling，simulation，information technology & processing roadmap》中首次使用了“數(shù)字孿生”一詞，并開始嘗試建立一個數(shù)字孿生系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于高性能計算、高精度建模仿真及信息處理技術，能夠在發(fā)射任務前進行虛擬飛行演練，提供持續(xù)的健康預測和故障排除策略，減小風險;可以鏡像模擬實際的飛行過程，監(jiān)視及預測飛行孿生的狀態(tài);通過大規(guī)模數(shù)據(jù)分析及整合支持新的科學研究，減少任務設計周期，降低培訓和維護成本[4-5]。

隨后數(shù)字孿生技術逐漸被應用在制造業(yè)中，且重要性越來越大，成為制造業(yè)和流程工業(yè)“工業(yè)4.0”藍圖中不可或缺的元素。在數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，數(shù)字孿生城市、數(shù)字孿生建筑、數(shù)字孿生能源等應運而生，并為其各自對應的領域帶來了收益[6]。近年來，數(shù)字孿生技術已經(jīng)開始應用于礦業(yè)行業(yè)，推動該行業(yè)傳統(tǒng)流程工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

通用電氣公司（GE）數(shù)字礦山團隊使用數(shù)字孿生技術進行資產(chǎn)規(guī)劃、運營績效管理、鉆探指導和故障感知等方面的工業(yè)應用，并開發(fā)了可以連接工業(yè)設備、進行數(shù)據(jù)分析和實時反饋的PredixTM平臺。2017年4月，通用電氣公司和總部位于澳大利亞珀斯的礦業(yè)公司South32宣布達成一項為期3年的協(xié)議，將數(shù)字孿生技術應用于其業(yè)務推廣和創(chuàng)新。South32利用Predix平臺，除可對單項資產(chǎn)和單個設備進行優(yōu)化外，還可對全局礦山事務作出快速、準確的決策，并針對整個礦山業(yè)務進行優(yōu)化[7]。

安德里茨公司（ANDRITZ）利用計算機輔助工程（CAE）、數(shù)學模型及控制算法優(yōu)化建立了較為通用的流程工業(yè)模擬平臺及優(yōu)化控制系統(tǒng)，并在此基礎上開發(fā)了數(shù)字孿生平臺，針對選礦流程實現(xiàn)流程設計、流程分析、軟測量及優(yōu)化控制等功能。ANDRITZ幫助大洋黃金公司（Oceana Gold）在南卡羅來納州的Haile金礦應用數(shù)字孿生技術提升自動化水平和生產(chǎn)穩(wěn)定性，分別建立了旋流器和尾礦濃密機底流泵的“虛擬設備”，并作為控制系統(tǒng)的輸入變量之一，參與選礦流程的自動控制，特別是旋流器溢流和底流的計算值已經(jīng)代替了原有每小時進行的人工取樣測量值[8]。

盡管數(shù)字孿生技術已經(jīng)幫助礦業(yè)企業(yè)在設備管理、資產(chǎn)管理、運輸、生產(chǎn)規(guī)劃等方面取得了較好的提升效果，但距離實現(xiàn)礦業(yè)企業(yè)全生命周期數(shù)字孿生系統(tǒng)投入工業(yè)實踐的目標還有很大距離。持續(xù)關注選礦仿真模型、人工智能算法的發(fā)展，并將最新的技術成果納入礦業(yè)工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)建設規(guī)劃，是實現(xiàn)礦業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，特別是實現(xiàn)選礦數(shù)字孿生工廠建設的有效途徑。

2黃金選礦數(shù)字孿生技術

NASA提出的“數(shù)字孿生”概念有其明確的需求導向，即服務于未來宇航任務。在這個數(shù)字孿生系統(tǒng)中各種對應不同宇航任務的仿真模型構(gòu)成了對運載工具及任務流程全生命周期的支持。將這些仿真模型集成到一起，再加上包括實時狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史維護數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù)等的支撐，以及資產(chǎn)管理、規(guī)劃管理等內(nèi)容，就構(gòu)成了一種NASA追求的全新的“數(shù)字孿生”工作模式。對于礦業(yè)行業(yè)，或者再具體到黃金選礦行業(yè)，數(shù)字孿生系統(tǒng)必須要具有行業(yè)特點，能夠滿足行業(yè)特定需求，在擁有若干不同類型仿真模塊的情況下，完成局部或全部生產(chǎn)流程的虛擬，實現(xiàn)交互。因此，從生產(chǎn)實踐的角度來看，黃金選礦領域的數(shù)字孿生系統(tǒng)至少應具備以下幾項功能：

1）對黃金選礦關鍵設備進行數(shù)字化建模。模型能夠準確模擬設備生產(chǎn)過程，計算設備磨損、運行效果、所處理物料的變化等。

2）對黃金選礦單元操作流程進行數(shù)字化建模。模型能夠準確模擬單元操作流程的生產(chǎn)功能，計算單元操作流程內(nèi)礦量、水量、氣量、藥劑量、其他介質(zhì)等的平衡情況，并反映操作條件變化對流程生產(chǎn)帶來的影響。

3）對黃金生產(chǎn)全流程進行數(shù)字化建模。模型能夠準確模擬包括破碎、磨礦、分級、浮選、濃縮脫水等黃金生產(chǎn)全流程的生產(chǎn)功能，計算流程內(nèi)各種物料的平衡情況，反映設備型號、操作條件、物料性質(zhì)變化給生產(chǎn)流程帶來的影響，計算目標礦物的生產(chǎn)達標情況。

在具備了上述一項或幾項功能的情況下，數(shù)字孿生系統(tǒng)就可以實現(xiàn)軟測量、故障診斷、生產(chǎn)規(guī)劃、流程優(yōu)化、自動控制等一系列能夠提升實體選礦廠生產(chǎn)效率的工業(yè)實踐。當然，除了這3個基本模塊之外，一個完整的數(shù)字孿生黃金選礦廠還需要采用必要的數(shù)據(jù)處理技術、相對應的數(shù)據(jù)庫管理技術、知識提取技術及對真實系統(tǒng)的反饋機制等建立相應功能模塊，這里僅從上述3類主要的建模方法出發(fā)，討論黃金選礦數(shù)字孿生技術實現(xiàn)基礎。

2.1黃金選礦關鍵設備數(shù)字孿生模型

在黃金選礦數(shù)字孿生系統(tǒng)建設過程中，選礦設備模型是實現(xiàn)選礦流程數(shù)字化的基礎。在礦物加工設備建模領域，100年前已經(jīng)出現(xiàn)了大型機械的理論模型，如基于粉碎功耗理論的Rittinger、Kick和Bond模型，推動了破碎機和球磨機建模的發(fā)展[9-11]。WHITEN[12-13]結(jié)合磨礦動力學和矩陣表述方法建立了球磨機理想混合模型（Perfect Mixing Model），奠定了目前大多數(shù)磨機設備的模型框架。隨著計算機技術和數(shù)值模擬方法的發(fā)展，離散元（Discrete Element Modelling，DEM）、計算流體力學（Computation Fluid Dynamics，CFD）等方法被用于模擬破碎機[14]、磨機[15]、振動篩[16]、浮選機[17]、旋流器[18]等選礦關鍵設備，從微觀角度豐富模型細節(jié)，對設備內(nèi)的物料運動軌跡、顆粒碰撞粉碎、氣泡破裂凝并、礦漿流動情況等進行精確計算，協(xié)助設備設計及改進。為了更準確地描述選礦設備工業(yè)應用場景，加強設備模型應用的實時性，科研人員和工程技術人員開始將人工神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊邏輯、基因算法、支持向量機、決策樹、數(shù)據(jù)驅(qū)動、人工智能等新的基于數(shù)據(jù)的建模方法與設備建模相結(jié)合，針對浮選機、磨機等復雜設備進行建模仿真研究[19]。在此基礎上，新的基于混合建模方法的數(shù)字化設備模型建模方法應運而生[20]，通過數(shù)值計算和人工智能方法進行工業(yè)尺度選礦設備經(jīng)驗模型的參數(shù)整定，利用離線數(shù)據(jù)、在線數(shù)據(jù)的支持，建立目標設備的數(shù)字孿生模型。這樣的設備模型不僅可以為新設備的設計提供支持，也可以為設備優(yōu)化、設備操作、設備軟測量提供在線或離線的數(shù)據(jù)支持，減少設備在生產(chǎn)中的故障率，實現(xiàn)預測性維護，并最終提升設備生產(chǎn)運行效率。

2.2黃金選礦單元操作流程數(shù)字孿生模型

以黃金選礦關鍵設備模型為基礎，輔以管路、泵池等輔助設備模型，在總體平衡框架下可以建立選礦流程中某一單元操作流程的數(shù)字孿生模型。此外，單元操作流程模型還應具備原始流程考查數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、模型參數(shù)修正、通用數(shù)據(jù)庫環(huán)境及不同類型數(shù)據(jù)接口等功能模塊。到目前為止，礦物加工領域可以進行黃金選礦單元操作流程仿真計算的商業(yè)軟件還都是國外公司或研究機構(gòu)推出的[21]，其中較為典型的軟件有澳大利亞昆士蘭大學朱利葉斯克魯茨尼特礦物研究中心（JKMRC）推出的粉碎流程模擬軟件JKSimMet（見圖1）和浮選流程模擬軟件JKSimFloat，法國地礦研究局（BRGM）開發(fā)的選礦流程穩(wěn)態(tài)模擬軟件USIM PAC，美國METSIM國際公司開發(fā)的包含選礦和冶金流程靜態(tài)、動態(tài)模擬軟件包METSIM，美國猶他大學研究開發(fā)、礦產(chǎn)技術國際公司（MTI）推出的礦物加工流程模塊化模擬器MODSIM及南非肯瓦特（Kenwalt）公司開發(fā)的大型流程模擬軟件SysCAD等。

在這些軟件或模擬器中，可以單獨針對單臺設備進行礦量、水量的平衡計算，也可以針對破碎、磨礦、分級、浮選、重選、磁選及固液分離流程進行礦量、水量、粒度、濃度的模擬計算。盡管目前有些軟件稱可以進行動態(tài)仿真，如METSIM、SysCAD等，在其平臺下可以測試簡單的控制邏輯對流程的影響。但是，從某種角度來講，其動態(tài)過程的計算還不是真正意義上的動態(tài)仿真，因為仿真模型中的設備模型參數(shù)并不能根據(jù)礦石性質(zhì)及操作條件自動進行調(diào)整。也就是說，其只能反映某一穩(wěn)定狀態(tài)下一個或幾個操作變量對流程數(shù)質(zhì)量平衡的影響。盡管如此，這些流程模擬軟件仍可以完成針對流程操作或流程控制單變量分析或有限定條件的多變量分析，幫助工程技術人員進行流程設計、流程優(yōu)化、復現(xiàn)一定條件下的流程表現(xiàn)。結(jié)合目標流程相對應的設備模型，更多的軟測量信息得以補充，則針對特定需求的單元操作數(shù)字孿生系統(tǒng)可以在目前的技術水平下實現(xiàn)。

隨著設備、單元操作流程動態(tài)模型研究的不斷深入，以及大數(shù)據(jù)技術在礦物加工領域的融合發(fā)展，黃金選礦單元操作流程數(shù)字孿生系統(tǒng)的建設基礎也會逐漸夯實，基于數(shù)字孿生的單元操作流程優(yōu)化技術也將在黃金選礦生產(chǎn)中發(fā)揮實質(zhì)性作用。

2.3黃金生產(chǎn)全流程數(shù)字孿生模型

黃金生產(chǎn)全流程數(shù)字孿生模型不但要包含設備、單元操作流程數(shù)字孿生功能，還要在更大的維度發(fā)揮數(shù)字化模型及孿生系統(tǒng)的優(yōu)勢，對整個工廠全生命周期進行監(jiān)控和優(yōu)化。對于一座黃金礦山來說，全流程數(shù)字孿生系統(tǒng)向上游包含探礦、采礦，中游包含選礦、尾礦處理，下游包含冶煉、產(chǎn)品運輸?shù)拳h(huán)節(jié)。不同的環(huán)節(jié)，需要有相應的數(shù)字化模型來描述各個不同的生產(chǎn)過程，同時利用大數(shù)據(jù)技術建立采礦數(shù)據(jù)庫、運輸數(shù)據(jù)庫、選礦數(shù)據(jù)庫、冶煉數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、設備數(shù)據(jù)庫、資產(chǎn)及金融數(shù)據(jù)庫、環(huán)境數(shù)據(jù)庫等企業(yè)數(shù)據(jù)鏈之間的內(nèi)在聯(lián)系，從生產(chǎn)全局出發(fā)進行單目標或多目標優(yōu)化，從而達到數(shù)字化驅(qū)動礦山企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的目的。數(shù)字孿生技術對礦山企業(yè)掌握詳細的多維度生產(chǎn)信息、能耗信息、排放信息等具有很大的支撐作用，同時幫助企業(yè)推進“綠色礦山”建設，實現(xiàn)“節(jié)能減排”“碳中和”等目標。

澳大利亞礦山工業(yè)研究協(xié)會（AMIRA）聯(lián)合全球11家礦山企業(yè)、設備供應商及科研機構(gòu)推動了P9Q項目的實施。該項目聘請了6家頂尖科研機構(gòu)進行多組分礦物加工流程模擬器的開發(fā)與應用研究，推出了基于云計算的具有全生命周期模擬能力的礦物加工全流程優(yōu)化模擬平臺Integrated Extraction Simulator（IES，見圖 2）。盡管該平臺沒有刻意強調(diào)其數(shù)字孿生屬性，但其實質(zhì)已經(jīng)具備了實現(xiàn)部分礦物加工全流程數(shù)字孿生功能的能力。例如：IES包含了從爆破、運輸?shù)狡扑?、磨礦分級、浮選和濃密過程的模擬計算功能;可以根據(jù)特定目標進行局部流程優(yōu)化或全流程優(yōu)化計算，得到具體的流程操作數(shù)據(jù);利用云計算技術大大增強了模擬工具的并行計算能力，為進行大規(guī)模的預研、生產(chǎn)分析及流程優(yōu)化模擬計算提供支持。目前，Anglo Gold Ashanti公司已經(jīng)開始利用IES對其下屬金礦進行全生命周期優(yōu)化的嘗試。

3黃金選礦數(shù)字孿生技術應用

礦冶科技集團有限公司近年來嘗試將數(shù)字孿生技術應用到黃金選礦工業(yè)生產(chǎn)中，針對磨礦流程建立了設備模型、流程模型，并在工業(yè)實踐中建立了磨礦分級流程虛擬系統(tǒng)。這些實踐中涉及的技術都可以應用于黃金選礦廠數(shù)字孿生系統(tǒng)的建設，在技術成熟度達到一定水平時，真正的數(shù)字孿生黃金選礦廠將會實現(xiàn)。

3.1磨機設備運行情況在線計算模型

半自磨機、球磨機是選礦生產(chǎn)中重要的磨礦設備。由于磨機設備的工作特性，磨礦濃度、磨礦粒度、磨機內(nèi)部混合填充率、磨礦介質(zhì)運動軌跡等判斷磨機運行狀態(tài)的重要信息無法直接利用在線傳感器獲得[22]。同時，電耳等間接測量設備不僅提供的信息相對單一，而且會受到現(xiàn)場環(huán)境噪聲的干擾，影響測量精度。在線軟測量是數(shù)字孿生技術在礦物加工工業(yè)應用的重要場景之一。為了能夠在線獲取磨機實時運行狀態(tài)，以及襯板磨損給磨礦環(huán)境、磨礦效果帶來的影響，礦冶科技集團有限公司開發(fā)了磨機設備運行情況在線計算模型，以及相應的磨機運行狀態(tài)虛擬計算系統(tǒng)。

磨機運行狀態(tài)虛擬計算系統(tǒng)針對半自磨機進行在線狀態(tài)監(jiān)控的計算界面見圖3。預先根據(jù)流程考查等手段獲取的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行模型參數(shù)校正，輸入襯板更換日期、添加鋼球尺寸，在線獲取給礦量、給水量等信息后，系統(tǒng)可以自動計算當前襯板情況下鋼球拋落軌跡、磨機內(nèi)部混合填充率，進而判斷磨機運行是否處于較高效率，實現(xiàn)磨礦狀態(tài)的“軟測量”。如果將應用尺度縮小至單臺磨機，那么該虛擬計算系統(tǒng)具備了磨機運行狀態(tài)數(shù)字孿生關鍵要素。

3.2磨礦分級流程靜態(tài)仿真模型

磨礦流程是整個選礦廠中承上啟下的重要節(jié)點，因此磨礦流程的多維度信息計算成為礦物加工工業(yè)數(shù)字化的關鍵一環(huán)。在單元操作流程離線數(shù)據(jù)生成方面，流程靜態(tài)仿真模型是實現(xiàn)黃金選礦數(shù)字孿生的關鍵數(shù)據(jù)源之一。

利用混合建模方法建立的球磨機、旋流器設備模型，實現(xiàn)磨礦礦石粉碎、不同粒級物料輸送、旋流器溢流和底流粒度分布的定量計算。建立包括管路、振動篩、泵、泵池等磨礦分級流程輔助模型，實現(xiàn)流程內(nèi)礦量、水量的平衡計算，進而實現(xiàn)流程各個節(jié)點礦石總量、水量，以及流程整體循環(huán)負荷的計算。在磨礦分級流程靜態(tài)仿真模型（見圖4）中，可以建立可視化的磨礦流程，并量化各個關鍵節(jié)點;針對流程進行當前狀態(tài)或特定狀態(tài)的數(shù)質(zhì)量平衡計算;在不同設備、不同操作條件、不同流程設置下計算磨礦流程中礦量、水量、礦石粒度分布、設備能耗等，協(xié)助優(yōu)化流程;可以根據(jù)實際情況優(yōu)化流程中特定設備的參數(shù)，使模型計算結(jié)果與實際生產(chǎn)誤差更小;利用計算結(jié)果協(xié)助新流程設計及已有流程改造，并進行批次模擬計算。至此，一個穩(wěn)態(tài)下單元操作計算模型復現(xiàn)了礦石粒度變化、礦量、水量等關鍵生產(chǎn)信息，在單元操作流程條件試驗方面具備了“數(shù)字孿生”要素。

3.3磨礦分級流程虛擬系統(tǒng)

在擁有了穩(wěn)定的離線數(shù)據(jù)源、在線數(shù)據(jù)源及計算數(shù)據(jù)源后，數(shù)據(jù)集成、存儲、分析、處理技術將保證數(shù)字孿生系統(tǒng)工業(yè)應用的順利實施，不同源的數(shù)據(jù)將按照工業(yè)生產(chǎn)特征分門別類，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)來制定與工業(yè)操作相關的反饋機制。數(shù)據(jù)可視化技術則是數(shù)字孿生系統(tǒng)與工業(yè)實體和操作人員進行交互的重要媒介。好的數(shù)字孿生系統(tǒng)一定擁有好的交互系統(tǒng)，數(shù)據(jù)圖形、3D圖像、透視圖像、虛擬現(xiàn)實等數(shù)據(jù)可視化和人機交互技術保證了操作人員能最直觀地獲得有用信息，并利用這些信息進行高效工作。

利用3D建模技術可以實現(xiàn)磨礦分級流程數(shù)據(jù)可視化，進而建立虛擬系統(tǒng)（見圖5）演示。在集成了磨礦分級設備幾何數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、模型計算數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)等不同種類的單元操作流程相關工業(yè)數(shù)據(jù)后，利用3D建模的方式，集中顯示流程中設備運行狀態(tài)、流程生產(chǎn)狀態(tài)、在線儀表狀態(tài)及總體生產(chǎn)情況。在流程反饋模型不斷完善的情況下，該虛擬系統(tǒng)可以在更大的時間和空間尺度上實現(xiàn)“數(shù)字孿生”功能。

4結(jié)語

當前，數(shù)字孿生技術作為第四次工業(yè)革命的通用技術代表，是實現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有力工具。但是，要真正使其在黃金選礦領域“開花結(jié)果”，仍需要不斷探索更加準確的關鍵設備模型，模擬范圍更大的單元操作流程模型或全流程模型，能實現(xiàn)實時計算或超實時計算的流程仿真模型，專用的大數(shù)據(jù)分析模型，生產(chǎn)知識挖掘及歸納模型，數(shù)據(jù)可視化模型等不同環(huán)節(jié)的基礎模型。在不斷挖掘需求的基礎上，由黃金選礦行業(yè)技術人員、建模仿真技術科研人員及計算機、互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人員共同努力，方可早日實現(xiàn)黃金選礦數(shù)字孿生技術工業(yè)應用，并促進行業(yè)提升。

[參 考 文 獻]

[1]周濟.智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J].中國機械工程，2015，26（17）：2 273-2 284.

[2]孫傳堯，周俊武.流程工業(yè)選礦過程智能優(yōu)化制造發(fā)展戰(zhàn)略[J].有色金屬（選礦部分），2019（5）：1-5.

[3]德勤中國.2020技術趨勢報告[EB/OL].（2020-03-06）[2021-09-30].https：∥www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/cn/Documents/technology/deloitte-cn-tech-tech-trends-2020-zh-200325.pdf.

[4]LAKSHMANAN V I，ROY R，OJAGHI A，et al.The future of gold and silver industry[M]∥LAKSHMANAN V，GORAIN B.Innovations and breakthroughs in the gold and silver industries.Cham：Springer，2019：243-264.

[5]SHAFTO M.Draft modeling，simulation，information technology & processing roadmap （Technology Area 11）[EB/OL].（2010-11）[2021-09-30].https：∥www.nasa.gov/pdf/501321main_TA11-MSITP-DRAFT-Nov2010-A1.pdf.

[6]胡權.數(shù)字孿生體：第四次工業(yè)革命的通用目的技術[M].北京：人民郵電出版社，2021：9-13.

[7]MOORE E.How to simulate an entire operation before production[EB/OL].（2018-10-16）[2021-09-30].http：∥magazine.cim.org/en/technology/digital-double-en/.

[8]SCHUG B，ANDERSON C，NAZARI S，et al.Real world improvement through virtual instrumentation at oceana gold haile[J].Mining Engineering，2019，71（1）：20-25.

[9]AUSTIN L G.A commentary on the Kick，Bond and Rittinger laws of grinding[J].Powder Technology，1973，7（6）：315-317.

[10]JANKOVIC A，DUNDAR H，MEHTA R.Relationships between comminution energy and product size for a magnetite ore[J].Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy，2010，110：141-146.

[11]LYNCH A J，ROWLAND C A.The history of grinding[M].Englewood：society for Mining，Metallurgy，and Exploration（SME），2005：15-19.

[12]WHITEN W J.A model for simulating crushing plants[J].Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy，1972，72（10）：257-264.

[13]WHITEN W J.A matrix theory of comminution machines[J].Chemical Engineering Science，1974，29（2）：589-599.

[14]EVERTSSON C M.Output prediction of cone crushers[J].Mine-rals Engineering，1998，11（3）：215-231.

[15]CLEARY P W.Predicting charge motion，power draw，segregation and wear in ball mills using discrete element method[J].Minerals Engineering，1998，11（11）：1 061-1 080.

[16]MANUEL M M，CRISTIAN G R.Dynamic modeling of a vibrating screen considering the ore inertia and force of the ore over the screen calculated with discrete element method[J].Shock and Vibration，2018：1714738.

[17]KOH P T L，SCHWARZ M P.CFD modelling of bubble-particle attachments in flotation cells[J].Minerals Engineering，2006，19（6/7/8）：619-626.

[18]ZHAO Q，CUI B Y，WEI D Z，et al.Numerical analysis of the flow field and separation performance in hydrocyclones with different vortex finder wall thickness[J].Powder Technology，2019，345：478-491.

[19]JOVANOVI'C I，MILJANOVI'C I，JOVANOVIC'C T.Soft computing-based modeling of flotation processes—A review[J].Minerals Engineering，2015，84：34-63.

[20]SCHWARZ M P，SONG T，YANG T H，et al.Reconciliation of empirical correlations and CFD results for hydrocyclone performance for application in process modelling[J].Minerals Engineering，2019，144：106028.

[21]MCCOY J T，AURET L.Machine learning applications in minerals processing：a review[J].Minerals Engineering，2019，132：95-109.

[22]宋濤，周俊武，王慶凱.磨礦介質(zhì)拋落軌跡預測工具研究與開發(fā)[J].有色金屬（選礦部分），2017（增刊1）：47-50.

作者簡介：宋濤（1983—），男，河北定興人，高級工程師，從事礦冶流程建模仿真研究;北京市南四環(huán)西路188號總部基地十八區(qū)23號樓，礦冶科技集團有限公司，100160;E-mail：songtao@bgrimm.com

宋濤，楊佳偉，鄒國斌，王慶凱，周俊武，（1.礦冶科技集團有限公司; 2.礦冶過程自動控制技術國家（北京市）重點實驗室）

Exploration on the application of digital twin technology in gold processingSong Tao，Yang Jiawei，Zou Guobin，Wang Qingkai，Zhou Junwu，

（1.BGRIMM Technology Group;

2.State （Beijing）Key Laboratory of Process Automation in Mining & Metallurgy Process）

Abstract：With the integration of new generation information technology such as industrial internet，big data and artificial intelligence，and traditional process technology in the mining industry，the digital and intelligent upgrade of the mineral processing has become the development trend.Through the combination of digital twin technology and the process of mineral processing，a digital simulation platform is established and will enhance the application effect of equipment improvement，process optimization and intelligent control in the whole production cycle of a concentrator.This paper introduced the development history and trend of digital twin technology application in process industry，and the application potential of different digital models in gold processing.Several application scenarios of digital twin models in gold processing based on industrial practices are introduced，exploring the prospects of digital twin technology in gold processing.

Keywords：digital twin;gold processing;digital model;equipment model;process model