赣鄱英才PPT分享——高纯稀土氧化物全萃取分离工艺的智能化升级与产业化案例

稀土是国家重要的战略性资源，国家领导人在视察赣州时明确要求提高稀土开发利用技术水平，延伸产业链、提高附加值。江西赣州是全球离子吸附型稀土资源最集中、产业链最完整的地区，冶炼分离产能在全国占比很高，承担着引领离子型稀土产业高质量发展的使命。但当前稀土萃取分离行业还存在几个突出问题：一是检测滞后，从取样到出结果需要数小时，没法实时反映槽体工况，导致高端产品稳定产出率不高；二是控制粗放，萃取级数多达数百甚至上千，多入多出、强耦合大滞后，酸碱消耗在生产成本中占比很大，资源利用率偏低；三是智能化空白，萃取机理复杂导致模型难以精确，国内还没有智能闭环控制的先例，制约了产能和品质的进一步提升。这个项目就是要针对这些痛点，对高纯稀土氧化物全萃取分离工艺进行智能化升级。

项目的总体思路是构建在线感知、智能建模、闭环调控的智能化技术体系，建成国内首条具备零人工干预能力的稀土萃取分离智能产线示范工程。在在线检测方面，把能量色散 X 射线荧光光谱技术与化学计量学算法结合起来，建立抗干扰定量分析模型，实现镧、铈、镨、钕等多种稀土元素的配分实时分析，同时用密度浓度关联软测量技术做补充和交叉校验，把检测时间从原来的数小时压缩到分钟级。在智能建模方面，针对萃取过程强耦合大滞后、数据质量差、标签成本高的难点，建立物理约束与迁移学习的混合驱动模型，把串级质量平衡方程等机理约束嵌入多分支长短期记忆网络的数据驱动模块中，再通过融合层做物理约束嵌入、特征对齐和加权融合，既保证模型的可解释性又提高预测精度，还能实现跨产线快速适配，同时具备异常工况提前预警的能力。在闭环调控方面，开发第五代移动通信技术加数字孪生的智能管控平台，集成在线检测与感知、数据互联与边缘计算、中央控制与智能优化三个层次，支撑全流程闭环运行。在产线集成改造方面，形成设计施工调试验收全过程标准化方案，降低改造对正常生产的影响，实现新旧系统平稳切换，这套方案具有行业普适性和可复制性。