Элементы теории и техники опробования драгоценных металлов - От идеи, до результата!

Перейти к контенту

Главное меню:

Элементы теории и техники опробования драгоценных металлов

Элементы теории и техники опробования драгоценных металлов в продукции различных производств

Цели и задачи опробования


Цель опробования драгоценных металлов при производстве или применении полуфабрикатов, изделий и другой продукции едина. Она сводится к решению трех важнейших задач:

1) установлению абсолютного количества драгоценных металлов во всех продуктах переработки или применения драгоценных металлов на данном предприятии или в организации, а иногда и в исходных материалах, если в этом есть необходимость (входной контроль);
2) установлению качества изготовленных или применяемых полуфабрикатов, изделий и другой продукции, которое должно быть заложено в эти полуфабрикаты, изделия и другую продукцию соответствующими стандартами, техническими условиями и т. п. документацией, и
3) получению достоверных данных учета для составления реальных балансов движения и расходования драгоценных металлов и определения их фактических потерь при производстве или эксплуатации продукции с их содержанием.
При этом за результаты опробования драгоценных металлов в неликвидных продуктах, поскольку они подлежат сдаче в госфонд и приемному опробованию специализированными предприятиями, принимаются данные соответствующих специализированных предприятий. По установленным правилам приемки этих материалов в госфонд результаты опробования, выполняемые сдатчиком, считаются лишь ориентировочными.
Поэтому в задачу опробования неликвидных продуктов переработки или применения той или иной продукции, содержащей драгоценные металлы, в условиях предприятий, сдающих эти продукты в госфонд, входит не столько установление абсолютного содержания драгоценных металлов, сколько обязательное приведение их в удобное для пробоотбирания и транспортирования на эти предприятия состояние.
Таким образом, опробование драгоценных металлов в той или иной содержащей их продукции в сфере ее производства неразрывно связано с контролем за технологическими процессами ее изготовления. Опробование должно осуществляться под наблюдением работников технического контроля на единой принципиальной основе
качество полуфабрикатов и изделий определяется количественным содержанием драгоценных металлов в установленных допусках. Важным условием является необходимость обеспечения высокой культуры производства, включающей механизацию и автоматизацию ее основных процессов и операций, применение сырья соответствующего качества и строгое соблюдение регламентированных параметров.
Учитывая высокую стоимость драгоценных металлов и жесткие требования к недопущению брака и излишних потерь, опробование драгоценных металлов в любой содержащей их продукции необходимо вести в массовом масштабе в процессе ее производства и с аттестацией ее качества при выпуске. Тогда в сфере потребления драгоценные металлы в этой продукции можно опробовать выборочно независимо от того, представляют ли они собой заготовительные материалы, продукты окончательного потребления и изделия.
Поскольку при опробовании драгоценных металлов в процессе изготовления из них той или иной продукции определяющее значение приобретает аттестация ее качества, осуществляемая квалифицированными работниками ОТК, опробование и технический контроль качества должны быть совмещены и проводимы единым аппаратом.

Взаимосвязь процессов опробования и производства.


Рассматривая в целом или по отдельным подразделениям производства различных видов продукции из драгоценных металлов, можно видеть, что любое изделие независимо от назначения и возможности клеймения в органах пробирного надзора необходимо апробировать по тем или иным качественным показателям и прежде всего по содержанию драгоценных металлов, а также других опробуемых компонентов и примесей. Изучение на фоне научно-технического развития различных групп производств и методов апробирования изготовляемой ими продукции показывает, что связь между ними двусторонняя, взаимозависимая и взаимообус- ловливающая. Сущность ее состоит в том, что процессы апробирования каждой продукции по любым качественным показателям и особенно по содержанию опробуемых компонентов и примесей входят в состав того или иного цикла ее производства или его подразделения и существенно влияют на конечные результаты производства. Процессы производства в свою очередь определяют результаты входящих в них процессов апробирования.
Проявление такой связи процессов производства и апробирования качества продукции выражается в том, что общий результат их взаимодействия не является средней арифметической суммой их частных результатов, т. е. он не представляет собой взаимную компенсацию, невелирование и перекрытие недостатков и несовершенств одних процессов достоинствами и совершенностью других.
На практике это означает, что низкие качественные показатели какой-либо продукции, обусловленные ее изготовлением на основе неправильно выбранных, неотобранных и несовершенных методов и технологических процессов производства, нельзя улучшить применением даже особо точных, «идеально» отработанных процессов ее апробирования по этим показателям. В равной степени хорошие результаты работы любого производства, обусловленные изготовлением продукции на основе правильно выбранных совершенных методов и тщательно отработанных технологических процессов можно существенно исказить и даже свести на нет, применяя несоответствующие или недостаточно отработанные, несовершенные методы и процессы апробирования этой продукции по опробуемым показателям ее качества.
Поэтому, выбирая, разрабатывая или теоретически обоснуй те или иные процессы производства или апробирования той или иной продукции по содержанию драгоценных металлов, равно как и по содержанию других компонентов и примесей, необходимо четко представлять сущность, закономерность, особенности и возможности не только той или иной группы процессов, но и одновременно обеих групп с тем, чтобы обеспечить всесторонний комплексный учет их взаимного и взаимосвязанного влияния.
К сожалению, это важное положение далеко не везде и не всеми понимается и, более того, не находит необходимого отражения и развития в справочной литературе по пробоотбору и анализу драгоценных металлов, хотя на необходимость его учета уже обращалось внимание еще в 1965 г.

Местоположение процессов опробования в общих циклах производств различных групп продукции.


Местоположение процессов апробирования той или иной продукции по содержанию драгоценных металлов в общих циклах ее изготовления является одним из центральных вопросов, лежащих в основе разработки теории и техники этих процессов.
Сущность его решения состоит в нахождении и обосновании наиболее эффективного варианта местоположения апробирования изготовляемой продукции по содержанию драгоценных металлов (равно как и другим компонентам, а также примесям), при котором обеспечивалось бы представительность результатов аттестации данной продукции для наибольшего числа стадий ее производства от исходного сырья и минимальность затрат труда, средств и времени на выполнение этой аттестации.
Обобщение накопленного опыта работы и данных исследований в области опробования драгоценных металлов в различных по своему виду, состоянию и другим признакам продукции с учетом этого условия как отправного положения теории и техники ее апробирования однозначно приводит к формулированию трех общих для всех рассмотренных производств основополагающих выводов:
1) там, где по циклам производств материалы, обрабатываемые партиями, разукрупняются на отдельные элементы (например, слитки, полосы, прутки, заготовки, детали изделий и изделия), наиболее представительным, наименее трудоемким и максимально экономичным будет опробование драгоценных металлов в этих материалах, располагаемое в головных частях общих циклов их изготовления, т.е. на стадиях их производств, после которых или на которых происходит первое разукрупнение партий на эти элементы;
2) наоборот, там, где по циклам производств формируются партии заготовительных материалов из исходного сырья (например, солей, порошков, паст, смесей солей, смесей порошков, и т. п.), наиболее представительным, наименее трудоемким и максимально экономичным будет опробование драгоценных металлов в этих материалах на стадиях их полной готовности, после которых такие материалы разукрупняются на отдельные элементы (например, на фасовочные места, направляемые различным потребителям или изготовляемые из этих материалов другие заготовительные материалы или заготовки, детали изделий и изделия);
3) результаты апробирования заготовительных материалов по содержанию драгоценных металлов, а также других компонентов и примесей на стадиях общих циклов производств (перечисленных в п. 1 и 2), на которых формируются партии этих материалов, можно распространить и на все последующие за этими стадиями переделы обработки вплоть до изготовления того или иного продукта конечного потребления без фактического апробирования этих продуктов.
При этом, однако, следует иметь в виду, что правомерность таких выводов справедлива лишь для тех производств и их комплексов, в которых обеспечивается и сохраняется однородность по составу компонентов и примесей продукции в пределах каждой ее партии независимо от того, разукрупняются или нет эти партии на отдельные элементы, а также независимо от того, является ли каждый из этих элементов партии изделием или деталью изделия. Когда это условие не выполняется, то такие материалы следует опробовать повторно после каждой стадии обработки, приводящей к изменению. Это относится также к тем случаям, когда нет уверенности, что изготовленная на той или иной стадии производства продукция отвечает по составу компонентов и примесей составу исходного заготовительного материала.
Применительно к конкретным производствам, рассмотренным в предыдущей главе, практическое приложение этих выводов и отмеченных исключений из них означает, что из всех возможных наиболее эффективными вариантами местоположения процессов опробования драгоценных металлов в различных видах продукции являются следующие:
1) для продукции производств подподгрупп А и Б апробирование расположено в конце стадии А, т. е. на стадии полной готовности к розливу либо грануляции, либо к распылению, напылению и т. п. операциям с расплавами драгоценных металлов и сплавов, из которых будут изготовляться все последующие заготовительные материалы, а также изделия из них или с их применением;
2) для продукции производств подподгрупп Aie для плакирующих слоев из драгоценных металлов или сплавов апробирование расположено в конце стадии Ли, а в целом для бислойных слитков после их подготовки к обработке давлением (после обрезки литников, строжки, проточки и т. д.);
3) для продукции производств подподгрупп А и Б  для плакирующих слоев апробирование расположено в конце стадии А, а в целом для бислойных полуфабрикатов, заготовок деталей и изделий из них или с их применением на стадии А в зависимости от того, на какой из них первоначально образован бислойный полуфабрикат окончательного соотношения основного и плакирующего слоев;
4) для продукции производств подгрупп А и подподгруппы А1 апробирование расположено на стадиях полной готовности продукции каждой подподгруппы производств, т. е. на стадиях соответственно;
5) для продукции производств подподгрупп А и Б зе апробирование осуществляют в конце стадииях А1 и ниже.
6) для продукции производств подгрупп Б апробирование, если она не бислойная, расположено на стадиях А, а если она бислойная
на стадиях А5б;
7) на продукцию производств подподгрупп Б апробирование для драгоценного металла или сплава, составляющего основу изделия или детали, расположено на стадии А и для драгоценного металла или сплава, составляющего покрытие изделия или детали,
на стадии после окончания нанесения этого покрытия;
8) на продукцию производств подподгрупп Б, а также на продукцию с неорганической основой производств подподгруппы  Б2 апробирование производят на стадий полной готовности (после нанесения покрытия, содержащего драгоценные металлы);
9) на продукцию производств подподгрупп Б, а также на продукцию с органической основой производств подподгруппы  Б2л апробирование по составу нанесенного покрытия расположено на стадиях А и подобных, т.е. на стадиях, определяющих состав сусальных полуфабрикатов или лакопорошковых, смолопорошковых термопластических и термореактивных паст, применяемых в качестве материалов покрытия этой продукции, и по количеству драгоценных металлов в покрытии
на стадиях после нанесения покрытий;
10) на продукцию производств подподгруппы Б апробирование по составу серебряных электродов и их активной набивки расположено на стадиях соответственно А и ниже, а по количеству серебра в электродах и их активной набивки
на стадиях А2в и Б3в перед монтажом электродов с набивкой в изделия.

Сущность и математическое описание методов опробования драгоценных металлов в продукции различных производств.

Рассматривая опробование драгоценных металлов, равно как и других компонентов в любой изготовляемой из них или с их применением продукции, можно видеть, что независимо от методов осуществления оно состоит в установлении абсолютного количества и относительного содержания опробуемых компонентов в данной продукции.
В зависимости от цели опробования, характера продукции, способа ее изготовления и других факторов применяемые методы могут быть и одинаковыми, и принципиально различными по содержанию как для одних и тех же, так и различных подгрупп и подподгрупп производств. Тем не менее, в общем виде все известные и используемые на практике методы опробования драгоценных металлов и других компонентов применительно к рассмотренным производствам можно подразделить на три категории: фактические, расчетно-фактические и расчетные.
Как будет показано ниже, каждый из методов, входящих в ту или иную категорию, имеет свое математическое выражение (математическую модель) и, следовательно, по существу является расчетным. Поэтому приведенное деление их на указанные категории с этих позиций условно и показывает лишь, в какой части математической модели метода приняты в расчет не прямые замеры того или иного показателя а расчетные данные, вытекающие из косвенных замеров либо из накопления и обобщения статических характеристик. Более того, это деление, если его рассматривать с позиций точности методов опробования, входящих в ту или иную категорию, не умаляет достоинств расчетно-фактических и даже чисто расчетных методов против фактических, ибо каждому методу, к какой бы категории он ни относился, присущи те или иные погрешности и совершенно неверно считать, что они должны быть большими для расчетных методов. И, наконец, при внешнем различии состава и структуры, которые присущи каждой категории методов опробования, они имеют общность
приводят к решению одних и тех же задач.
Суть этих характеристик для фактических методов опробования сводится к отбору и анализу представительных проб от единицы или партии продукции и к ее аттестации по результатам проведенного опробования, т. е. к распространению результатов анализа проб на апробируемую единицу и в целом на партию продукции.
Для расчетно-фактических и в большей степени для расчетных методов опробования непосредственный отбор и анализ проб от апробируемой продукции заменяется операциями распространения на нее ранее полученных результатов фактического опробования того сырья или заготовительного материала, из которых она изготовлена, с учетом либо без учета поправочных коэффициентов, введение которых и величина которых всецело зависят от способа изготовления данной продукции и физических свойств опробуемых компонентов. В этом нетрудно убедиться при рассмотрении математических моделей методов опробования для продукции производств, характеризуемых Моделями 1
3, 68, 1315, 2022, 2628.
Адекватность методов расчетно-фактического и расчетного опробования в сравнении с фактическими и эффективность математического моделирования процессов апробирования изготовляемой продукции. Применение методов расчетно-фактического и расчетного опробования драгоценных металлов при апробировании продукции, содержащей эти металлы, с введением для этой цели математических моделей имеет большое практическое значение. Оно позволяет резко сократить объем трудоемкого, дорогостоящего фактического опробования во многих производствах, где поставлен правильный учет расходования и движения партиями драгоценных металлов по переделам производства в различного рода заготовительных материалах. Одновременно становится возможным перевести методы опробования или точнее всю расчетную часть их на современную вычислительную технику (поскольку каждая математическая модель является основой для такого управления) и обеспечить в целом значительную экономическую эффективность.
Однако сказанное не означает исключения методов фактического опробования. Они должны применяться наряду с расчетно-фактическими и расчетными методами как контроль правильности осуществления и достоверности результатов последних. И вообще, любой переход на расчетно-фактические или расчетные методы опробования должен базироваться на накопленном опыте, подтверждающем адекватность этих методов методам фактического опробования.
Приведенные модели математических выражений методов расчетно-фактического и расчетного опробования не претендуют на абсолютность решения данного вопроса. Но тем не менее, исходя из данных экспериментальной проверки этих методов, в сравнении с фактическими методами опробования можно отметить, что они обеспечивают достаточно надежные для практического применения результаты при условии изготовления апробируемой продукции отработанными, совершенными и выполняемыми по всем регламентированным показателям технологиям.
Сколь значимо это условие, можно судить из следующего примера, экспериментально подтвержденного исследованиями автора еще в середине 50-х годов при разработке и внедрении новых научно обоснованных технологических принципов плавильно-литейного производства драгоценных металлов и сплавов [2, 3 и др.]. Суть этого примера состоит в следующем.
В условиях применения несовершенных методов низкотемпературной плавки и высокоскоростного литья для сплавов драгоценных металлов, особенно с ограниченной растворимостью компонентов (Ag
Си, АиAg—Си и др.), считалось невозможным получить слитки из этих сплавов однородными по содержанию основного и легирующих компонентов по объему в различных направлениях вследствие их повышенной склонности к слоистой и зональной ликвациям.
Ликвационная неоднородность, даже при тщательном механическом перемешивании расплавов, достигала 3
5° и более от расчетно-номинального содержания компонентов в сплавах и считалась нормальной при ±3°, что находило свое отражение в соответствующей официальной документации (ГОСТы, ТУ, Положение о пробирном надзоре и т. д.) и справочной литературе [1 и др.]. Разумеется, что при таком положении о расчетнофактических и расчетных методах опробования расплавов и слитков не могло быть и речи.
Разработка и внедрение новых научно обоснованных методов плавки и литья драгоценных металлов и сплавов в корне изменили это положение, поскольку Они практически полностью устранили проявления ликваци- онной неоднородности расплавов и слитков, причем не только тех же, но и гораздо больших масс. Это дало возможность получать стабильную сходимость результатов фактического апробирования расплавов и слитков и одновременно разработать и применить методы их расчетно-фактического и расчетного апробирования, обеспечивающих адекватные результаты в сравнении с результатами фактических методов, о чем свидетельствуют данные табл. 1 [2].

 
Назад к содержимому | Назад к главному меню