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Minitab案例:墨西哥最大矿业公司如何利用精益六西格玛提高白银回收率

白银大家都知道吧,经常被用于货币,珠宝,器皿和家居装饰品,但是其实白银的用途远不止于此,它在太阳能和水净化到摄影和电子产品等行业中也具有重要的应用。并且据统计,白银在维持全球经济中的作用每年产生的需求超过数千亿盎司,其中大部分是由墨西哥矿业公司Fresnillo Plc生产的,该公司拥有墨西哥最大的贵金属土地储备。该公司最有利可图的矿山之一-位于萨卡特卡斯的Saucito矿山-从白银回收中获得了其收入的75%以上。

Fresnillo Plc也不满足于此,他们想要提高该矿的白银回收率,然后发现他们面临了一些挑战。他们很难在不影响质量的前提下提高产量,最后他们发现想要提高产量,必须增加不可控原材料的回收率。面对这个情况,Fresnillo Plc寻找到了Minitab,并且在精益六西格玛方法和Minitab的帮助下,项目团队确定了矿山银回收率变化的根本原因,并且生成了方程式以预测回收率,并基于动态限制实施了新流程以最大化产量,同时保护了最终产品的档次。

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挑战

由于大多数银是在还含有其他金属的矿石中发现的,因此它是加工这些金属的副产品。在Saucito矿山,他们从含铅和含锌矿石中回收银,这需要使用两个单独的精炼工艺。首先,将矿石研磨成多孔的原材料,然后进行处理以提取铅,铅也提取了很多银。然后处理剩余的材料以去除锌,剩下的是银的次要来源。去除杂质后,这两个过程的银产量决定了矿山的最终银回收率。

无法控制的原矿质量对所含银的回收率和品位起着至关重要的作用。但是分析表明,该公司可以将白银回收率提高2%,而不会影响最终的白银精矿-因此项目团队着手做到这一点。

现在,该团队需要找出可控的变化原因,并进行更改以提高白银的回收率,减少浪费并降低每盎司生产的白银的成本。

Minitab如何提供帮助

“整合所有可能的原因是我们面临的最重要挑战,”精益六西格玛黑带项目负责人RománCruz说。 “ Minitab使我们能够分析众多变量,从而为整个项目设定了方向。”

该团队应用了一种称为实验设计(DOE)的统计技术,该技术可以同时评估铅提取过程中多个变量之间的关系,例如原材料,水,空气和将银与铅分离的化学试剂。

“某些互动产生了我们以前没有意识到的效果,” Cruz继续说道。 “有了DOE的结果,我们就可以开始调整和改进流程。”

研究小组发现,试剂ZnSO4、7310促进剂和起泡剂对银的回收率和品位都有重大影响。该团队通过为两个响应变量创建等高线图来检查三种试剂之间的关系。

银回收率和品位的等高线图显示出竞争结果。虽然起泡沫试剂的高设置提供了最佳的回收解决方案,但将起泡沫试剂的数量降至最低可产生最佳的分级结果。通过使用Minitab的Response Optimizer调和这些不同的要求,他们找到了可以确保最大程度地回收白银并达到13500克/吨的目标银等级的设置。

寻找最佳设置是朝正确方向迈出的一步,但矿山的自动控制系统仍未达到预期目标。在使用假设检验和Gage R&R研究消除了许多潜在的变异原因之后,该团队将重点放在了矿山的分布控制系统(DCS)上,该系统在从铅矿石中去除杂质的过程中管理气流和试剂。

操作员根据自己的判断为DCS选择试剂设置。初步分析表明,每个技术人员选择的设置都相差很大。他们对试剂设置的修改以及判断铅精矿中银级的个别标准,是影响DCS实现目标能力的主要因素。

该团队能够使用Minitab中的回归分析来验证这一发现。是由于铅提取后剩余的银品位与原矿石的品位密切相关,因此可以根据原料品位预测最终银精矿的预期品位。但是,当团队研究从相同等级的原材料生产的最终精矿时,他们的分析发现,即使原材料的等级相同,这些精矿也包含不同等级的银。不一致证明,技术人员自行决定选择的设置会导致结果变化。

结果

项目团队使用Minitab的结果生成了一个新的DCS模型,并将其编程到控制系统中。新模型根据进入除铅工艺的原银的品位对试剂进行了修改,并使用了铅精矿中的银状态等级来优化最终精矿中银的品位。通过使用统计模型而不是依靠他们自己的判断,技术人员可以以最佳剂量节省12%的试剂添加量-减少费用可以降低成本和浪费。

一项功能分析进一步验证了这些改进,并证明了Saucito矿达到了其白银回收率的目标-增加的收入使Fresnillo的每月收入增加了200万美元。 这些变化导致平均回收率从87%提高到89%,而品位较低的白银减少了68%。

为了维持他们所实施的改进,技术人员使用Minitab控制图来监视关键性能指标和生产结果。

但是项目团队使用Minitab和数据分析来提高矿山的回收率的经验具有更大的意义:在其他情况下使用这些工具来提高自然资源的利用率有可能使无数的行业和人民受益。

“我们取得了令人难以置信的结果,并发现了有关我们过程的发现,” Cruz说道。 这是使用Minitab进行数据分析的惊人之处,它改变了我们的观点。”


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