Ny forskning vid Luleå tekniska universitet fokuserar på att förbättra styrningen av flotation – en avgörande process för att separera värdefulla mineraler från malm. Doktoranden Johan Lindqvist utvecklar nya metoder för att stabilisera skummet i processen med hjälp av kamerateknik och AI. Målet: högre kvalitet, lägre kostnader och minskad miljöpåverkan.

Forskningen är en del av det europeiska projektet Mine.IO som syftar till att digitalisera hela värdekedjan i gruvor och därmed förbättra effektivitet, säkerhet och hållbarhet. Projektet har nu gått in i den fas där tekniken som utvecklats i labbmiljö ska testas. Johan Lindqvist forskar i en av de pilotstudier som just nu pågår vid Luleå tekniska universitet.

Flotation används för att separera värdefulla mineraler, som järn, guld eller koppar, från bergmaterial. Det sker genom att blåsa luft i en blandning av malm och vatten så att de eftertraktade partiklarna fastnar i ett skum som flyter upp till ytan. Men processen är tekniskt svår att reglera.

– Utmaningen med flotation är att det är en väldigt komplex process med många variabler. Framför allt är det svårt att i realtid mäta kvalitén och mängden produkt du får ut så att processen kan styras på ett bra sätt, säger Johan Lindqvist.

För att få bättre koll har forskare börjat använda kameror som mäter skummets stabilitet. Johan utvecklar metoder som optimerar denna stabilitet och i förlängningen processen.

– Mitt jobb är i någon mening att blåsa en optimal bubbla och hålla det här skummet så stabilt som möjligt, förklarar han.

Traditionella modeller för optimering räcker inte till i komplexa industriprocesser. Därför kombineras klassisk reglerteknik med datadriven AI.

– Vi vill ta den kunskap vi fått från tidigare modeller och mata in det i statistiska maskininlärningsmetoder. Då kan vi ta statistiska beslut baserat på vad vi ska göra. Vi vill också kunna använda modellfria metoder som kan ta över när dessa modeller inte riktigt överensstämmer med verkligheten. På så sätt ska vi kunna göra metoden mer användbar för industrin.

Pär-Erik Martinsson, projektkoordinator Mine.IO vid Luleå tekniska universitet, ser stor potential.

– Johan jobbar med processoptimering i flotation på ett nytt sätt med moderna verktyg. Vi använder ny teknik i traditionell industri. Med hjälp av AI kan man jobba mer aktivt med styrning och lista ut till exempel hur mycket koppar skummet innehåller.

Med AI och kamerabaserad analys hoppas forskarna kunna ge industrin nya verktyg för att göra flotation både smartare och mer hållbar. Förbättringarna kan även ge ekonomiska vinster.

– Det här har stor potential att effektivisera genomströmningen och skapa en bättre flotationsprocess som ger ett renare koncentrat, mindre kemikalier och ett bättre nyttjande av befintliga system, säger Pär-Erik Martinsson och fortsätter:

– Resultatet blir ökad produktivitet som i slutänden innebär pengar för industrin. En procents förbättring hos ett gruvbolag kan handla om flera miljarder kronor i sparade pengar.