Опыт внедрения системы качества производителя стандартных образцов состава пород и руд в НТЦ «Минстандарт»
М.В. Мошкова, А.С. Демченко — ООО «НТЦ «МинСтандарт»
Потребность геологической отрасли в стандартных образцах за последние годы существенно возросла. В лучшие советские времена база стандартных образцов элементного и фазового состава минерального сырья включала в себя около 400 типов, в том числе минералогические коллекции. В настоящее время в Отраслевом реестре стандартных образцов порядка 850 типов стандартных образцов, для большинства из которых истек срок годности и/или закончился материал. Для сравнения: база стандартных образцов только одного зарубежного производителя Ore Research & Exploration Pty Ltd составляет более тысячи наименований. Например, по добыче золота Россия находится на третьем месте в мире после Китая и Австралии, темпы добычи полезных ископаемых достаточно высокие и потребность в стандартных образцах должна быть никак не меньше, чем, допустим, у Австралии.
Спрос на новые стандартные образцы более высокого качества увеличивается в результате, как повышения точности измерений, так и необходимости более точных и надежных данных в рамках научных и технических дисциплин. Основная идея ISO 17034:2016 состоит в том, что именно производитель берет на себя обязательства обеспечивать качество стандартных образцов на основе целостной системы менеджмента их разработки и производства. Российской версией является ГОСТ ISO Guide 34-2014.
Документами, регламентирующими требования к производству стандартных образцов являются: ГОСТ ISO Guide 35-2015, ГОСТ 8.315-97, ГОСТ 8.531- 2002, ГОСТ 8.532-2002, ГОСТ Р ИСО 16269-6-2005, Р 50.2.058-2007, Р 50.2.031-2003. Дополнительные требования применительно к производству и применению стандартных образцов состава горных пород и руд установлены в ОСТ 41-08-268-04 и ГОСТ 27872-88.
Для внедрения СМК необходимо было определить основные показатели качества стандартных образцов состава пород и руд в качестве продукции (рис. 1).
Один из определяющих факторов, влияющих на качество изготавливаемых стандартных образцов состава пород и руд — исходный материал (физико-механические свойства, минеральный состав, неравномерность распределения минералов по объему, химический состав). Породы и руды крайне неоднородные по минеральному и химическому составу объекты. Если исходное сырье содержит включения самородного золота или другие минеральные формы, которые не могут быть равномерно распределены по всему объему материала в процессе его подготовки, то необходимо извлечь эти минералы перед измельчением материала. Если этого не сделать, то измельченный материал не будет однородным и путем проведения механического перемешивания эту неоднородность не устранить. В связи с этим оценка соответствия исходного сырья планируемым показателям является одним из ключевых этапов управления качеством. В зависимости от результатов оценки качества поступающего сырья вносятся изменения в технологию производства.
Основной задачей при разработке способа оценивания качества поступающего сырья являлось уменьшить стоимость и сократить время на проведение, для чего было необходимо оптимизировать количество и массу проб. На первом этапе необходимо определить массу представительной пробы. Для решения этой задачи можно применить формулы Хальфердаля, Ричардса-Чечотта или формулу Pierra Gy. В результате работы выяснилось, что наиболее точной формулой, учитывающей влияние всех факторов пробы (минеральный состав, размер и форму частиц и др.) и с возможностью задать ошибку опробования, является формула Pierra Gy.
Представительная масса пробы сильно зависит от размера частиц в ней. У поступающих руд, как правило, размер частиц составляет до 150 мм. При расчете получаются значения массы порядка сотен кг, что значительно затрудняет процедуру. При размере частиц 2 мм представительная масса равна 1 кг. Таким образом, сначала необходимо провести кондиционирование, сушку и дробление всей партии поступившего исходного сырья до 95 % фракции с размером частиц 2 мм и потом отбирать пробу для исследования минерального, химического состава, тогда минимальная представительная масса пробы составляет порядка 1 кг. Размер частиц 2 мм позволяет провести все виды необходимых минералогических и химических исследований, установленных в плане производства.
Для характеризации стандартного образца состава пород и руд применяется межлабораторный эксперимент. К участию привлекаются компетентные лаборатории. Для понимания качества работы лабораторий разработана процедура оценивания рейтинга конкретной лаборатории для данного типа руды и для испытаний данных показателей. На основании результатов работ лаборатории рассчитывается рейтинг лаборатории общий и рейтинги лабораторий по специфичным исследованиям. Рейтинги оформлены в виде таблиц в программе MC Office Excel. В рейтингах указываются бальная оценка каждой лаборатории с выводами. Вывод представляет собой следующую оценку: балл до 0,5 — неудовлетворительно; балл от 0,5 до 0,8 — хорошо; балл от 0,8 до 1 — отлично. Если результаты лаборатории показывают неудовлетворительный балл, то такая лаборатория к участию в межлабораторном эксперименте не привлекается. В общий рейтинг лабораторий включены все лаборатории, которые принимали участие в межлабораторных сличительных испытаниях. Удовлетворительная оценка, по Z-индексу, в программе межлабораторных сличений учитывается в расчете рейтинга лабораторий; сомнительная и неудовлетворительная при расчете рейтинга не учитываются.
Очень важное значение при характеризации имеет оценивание полученных от лабораторий-участников межлабораторного эксперимента результатов испытаний. Для проведения предварительной оценки качества полученных от лабораторий результатов применяется инструмент MC Office Excel — «описательная статистика». При его применении можно в очень короткие сроки, использовав ресурсы программы, обработать массив данных и получить о нем информацию по целому ряду статистических критериев. Кроме того, целесообразно проводить построение контрольных карт Шухарта.
В НТЦ Минстандарт создана и внедрена модель системы менеджмента качества производителя стандартных образцов состава пород и руд на основе требований ГОСТ Р ИСО 9001, ГОСТ ISO Guide 34-2014, ГОСТ ISO Guide 35-2015, разработан комплект стандартизированных методик процесса производства (СТП) в количестве 19 штук: Планирование процессов производства стандартных образцов состава пород и руд; Приготовление материала стандартных образцов состава пород и руд; Оценивание качества исходного сырья (горные породы и руды); Входной контроль поступающих ресурсов и услуг; Кондиционирование поступающего сырья; Оценивание однородности стандартных образцов состава пород и руд; Оценивание стабильности стандартных образцов состава пород и руд; Характеризация стандартных образцов состава пород и руд; Порядок оценивания лабораторий для участия в межлабораторной характеризации; Формирование рейтинга лабораторий; Установление метрологической прослеживаемости стандартных образцов состава пород и руд; Упаковка и фасовка стандартных образцов состава пород и руд; Порядок хранения стандартных образцов состава пород и руд; Испытания наполненной тары; Порядок транспортировки стандартных образцов состава пород и руд; Подготовка помещения к производству стандартных образцов состава пород и руд; Порядок обращения с оборудованием; Порядок обращения со средствами измерений; Оформление листа безопасности MSDS.
С внедрением системы менеджмента качества практика работы производителя существенно улучшилась, повысилась производительность, вырос выпуск стандартных образцов. Количество выпущенных образцов увеличилось с 7 типов образцов в 2013 г., до 102 типов в 2018 г. Сравнительная диаграмма количества произведенных стандартных образцов золотосодержащих руд различными производителями в 2013 и 2018 г. представлена на рисунках 2 и 3.
Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 3/сентября 2020 г.
Потребность геологической отрасли в стандартных образцах за последние годы существенно возросла. В лучшие советские времена база стандартных образцов элементного и фазового состава минерального сырья включала в себя около 400 типов, в том числе минералогические коллекции. В настоящее время в Отраслевом реестре стандартных образцов порядка 850 типов стандартных образцов, для большинства из которых истек срок годности и/или закончился материал. Для сравнения: база стандартных образцов только одного зарубежного производителя Ore Research & Exploration Pty Ltd составляет более тысячи наименований. Например, по добыче золота Россия находится на третьем месте в мире после Китая и Австралии, темпы добычи полезных ископаемых достаточно высокие и потребность в стандартных образцах должна быть никак не меньше, чем, допустим, у Австралии.
Спрос на новые стандартные образцы более высокого качества увеличивается в результате, как повышения точности измерений, так и необходимости более точных и надежных данных в рамках научных и технических дисциплин. Основная идея ISO 17034:2016 состоит в том, что именно производитель берет на себя обязательства обеспечивать качество стандартных образцов на основе целостной системы менеджмента их разработки и производства. Российской версией является ГОСТ ISO Guide 34-2014.
Документами, регламентирующими требования к производству стандартных образцов являются: ГОСТ ISO Guide 35-2015, ГОСТ 8.315-97, ГОСТ 8.531- 2002, ГОСТ 8.532-2002, ГОСТ Р ИСО 16269-6-2005, Р 50.2.058-2007, Р 50.2.031-2003. Дополнительные требования применительно к производству и применению стандартных образцов состава горных пород и руд установлены в ОСТ 41-08-268-04 и ГОСТ 27872-88.
Для внедрения СМК необходимо было определить основные показатели качества стандартных образцов состава пород и руд в качестве продукции (рис. 1).
Рис. 1. Показатели качества стандартных образцов состава пород и руд
Была проведена систематизация и установлены следующие группы показателей: функциональные, безопасности, транспортабельности, экономичности и эстетические. Функциональными показателями являются: тип руды, состав матрицы, сертифицированные элементы, сертифицированные значения элементов, неопределенность сертифицированного значения, метрологическая прослеживаемость, однородность, стабильность, гранулометрический состав. Основной характеристикой транспортабельности является кратковременная стабильность. Показатели безопасности для человека и для окружающей среды зависят от свойств (радиоактивность) и химического состава исходного сырья. Кроме того, для потребителей продукции имеет значение эстетические показатели (внешний вид).
Один из определяющих факторов, влияющих на качество изготавливаемых стандартных образцов состава пород и руд — исходный материал (физико-механические свойства, минеральный состав, неравномерность распределения минералов по объему, химический состав). Породы и руды крайне неоднородные по минеральному и химическому составу объекты. Если исходное сырье содержит включения самородного золота или другие минеральные формы, которые не могут быть равномерно распределены по всему объему материала в процессе его подготовки, то необходимо извлечь эти минералы перед измельчением материала. Если этого не сделать, то измельченный материал не будет однородным и путем проведения механического перемешивания эту неоднородность не устранить. В связи с этим оценка соответствия исходного сырья планируемым показателям является одним из ключевых этапов управления качеством. В зависимости от результатов оценки качества поступающего сырья вносятся изменения в технологию производства.
Основной задачей при разработке способа оценивания качества поступающего сырья являлось уменьшить стоимость и сократить время на проведение, для чего было необходимо оптимизировать количество и массу проб. На первом этапе необходимо определить массу представительной пробы. Для решения этой задачи можно применить формулы Хальфердаля, Ричардса-Чечотта или формулу Pierra Gy. В результате работы выяснилось, что наиболее точной формулой, учитывающей влияние всех факторов пробы (минеральный состав, размер и форму частиц и др.) и с возможностью задать ошибку опробования, является формула Pierra Gy.
Представительная масса пробы сильно зависит от размера частиц в ней. У поступающих руд, как правило, размер частиц составляет до 150 мм. При расчете получаются значения массы порядка сотен кг, что значительно затрудняет процедуру. При размере частиц 2 мм представительная масса равна 1 кг. Таким образом, сначала необходимо провести кондиционирование, сушку и дробление всей партии поступившего исходного сырья до 95 % фракции с размером частиц 2 мм и потом отбирать пробу для исследования минерального, химического состава, тогда минимальная представительная масса пробы составляет порядка 1 кг. Размер частиц 2 мм позволяет провести все виды необходимых минералогических и химических исследований, установленных в плане производства.
Для характеризации стандартного образца состава пород и руд применяется межлабораторный эксперимент. К участию привлекаются компетентные лаборатории. Для понимания качества работы лабораторий разработана процедура оценивания рейтинга конкретной лаборатории для данного типа руды и для испытаний данных показателей. На основании результатов работ лаборатории рассчитывается рейтинг лаборатории общий и рейтинги лабораторий по специфичным исследованиям. Рейтинги оформлены в виде таблиц в программе MC Office Excel. В рейтингах указываются бальная оценка каждой лаборатории с выводами. Вывод представляет собой следующую оценку: балл до 0,5 — неудовлетворительно; балл от 0,5 до 0,8 — хорошо; балл от 0,8 до 1 — отлично. Если результаты лаборатории показывают неудовлетворительный балл, то такая лаборатория к участию в межлабораторном эксперименте не привлекается. В общий рейтинг лабораторий включены все лаборатории, которые принимали участие в межлабораторных сличительных испытаниях. Удовлетворительная оценка, по Z-индексу, в программе межлабораторных сличений учитывается в расчете рейтинга лабораторий; сомнительная и неудовлетворительная при расчете рейтинга не учитываются.
Очень важное значение при характеризации имеет оценивание полученных от лабораторий-участников межлабораторного эксперимента результатов испытаний. Для проведения предварительной оценки качества полученных от лабораторий результатов применяется инструмент MC Office Excel — «описательная статистика». При его применении можно в очень короткие сроки, использовав ресурсы программы, обработать массив данных и получить о нем информацию по целому ряду статистических критериев. Кроме того, целесообразно проводить построение контрольных карт Шухарта.
В НТЦ Минстандарт создана и внедрена модель системы менеджмента качества производителя стандартных образцов состава пород и руд на основе требований ГОСТ Р ИСО 9001, ГОСТ ISO Guide 34-2014, ГОСТ ISO Guide 35-2015, разработан комплект стандартизированных методик процесса производства (СТП) в количестве 19 штук: Планирование процессов производства стандартных образцов состава пород и руд; Приготовление материала стандартных образцов состава пород и руд; Оценивание качества исходного сырья (горные породы и руды); Входной контроль поступающих ресурсов и услуг; Кондиционирование поступающего сырья; Оценивание однородности стандартных образцов состава пород и руд; Оценивание стабильности стандартных образцов состава пород и руд; Характеризация стандартных образцов состава пород и руд; Порядок оценивания лабораторий для участия в межлабораторной характеризации; Формирование рейтинга лабораторий; Установление метрологической прослеживаемости стандартных образцов состава пород и руд; Упаковка и фасовка стандартных образцов состава пород и руд; Порядок хранения стандартных образцов состава пород и руд; Испытания наполненной тары; Порядок транспортировки стандартных образцов состава пород и руд; Подготовка помещения к производству стандартных образцов состава пород и руд; Порядок обращения с оборудованием; Порядок обращения со средствами измерений; Оформление листа безопасности MSDS.
С внедрением системы менеджмента качества практика работы производителя существенно улучшилась, повысилась производительность, вырос выпуск стандартных образцов. Количество выпущенных образцов увеличилось с 7 типов образцов в 2013 г., до 102 типов в 2018 г. Сравнительная диаграмма количества произведенных стандартных образцов золотосодержащих руд различными производителями в 2013 и 2018 г. представлена на рисунках 2 и 3.
Рис. 2. Сравнительная диаграмма количества произведенных стандартных образцов золотосодержащих руд различными производителями в 2013 г.
Рис. 3. Сравнительная диаграмма количества произведенных стандартных образцов золотосодержащих руд различными производителями в 2018 г.
ООО «НТЦ «МинСтандарт» успешно прошел аккредитацию на соответствие ГОСТ ISO Guide 34-2014 в качестве производителя стандартных образцов состава пород и руд в органе по аккредитации ААЦ «Аналитика».
Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 3/сентября 2020 г.
