銅冶煉行業(yè)金屬平衡計算方式差異及利弊分析

周葉剛，錢麗陶，李江濤，孔祥同

（1.謙比希銅冶煉有限公司，北京 100013；2.涼山礦業(yè)股份有限公司，四川 西昌 615141）

1 引言

金屬平衡管理工作是采選和冶煉企業(yè)的一項極其重要的基礎管理工作，該過程是一個長期而艱巨的動態(tài)過程，涉及范圍廣，影響因素及牽涉的部門多，其綜合管理水平要求和技術(shù)性極強。2017 年3月至2020 年5 月期間，我們先后分別對國內(nèi)多家知名銅冶煉企業(yè)進行了為時38 個月的實地對標考察工作，而后將對標考察結(jié)果進行了總結(jié)分析，并在此基礎上提出了一些建議。

2 銅冶煉行業(yè)金屬平衡管理的現(xiàn)狀及其評判標準

2.1 銅冶煉行業(yè)金屬平衡管理的現(xiàn)狀

目前國內(nèi)各家銅冶煉企業(yè)的金屬平衡管理工作開展情況差異較大，從對標考察的結(jié)果來看，由于企業(yè)管理和財務結(jié)算的需要，各冶煉企業(yè)都有自己的金屬平衡管理體系，但各管理體系的健全程度參差不齊，平衡統(tǒng)計表的編制方式、口徑、標準及計算方式也不盡相同?？疾鞂ο笾杏胁糠制髽I(yè)（尤其是民營企業(yè)）是未按規(guī)范要求來做的，按照《有色金屬管理規(guī)范》要求來建立相對完善金屬平衡管理體系的僅有21 家銅冶煉企業(yè)，本論述主要針對這部分企業(yè)的現(xiàn)狀來進行對比分析。

2.2 金屬平衡管理效果的評判標準

判斷企業(yè)金屬平衡管理效果好壞最直觀的指標是金屬回收率，該指標是企業(yè)的一項重要的管理水平硬指標；判斷企業(yè)金屬提煉工藝技術(shù)水平高低最直觀的指標是金屬直收率，該指標是企業(yè)的一項重要的技術(shù)經(jīng)濟硬指標。該兩項指標能較為直觀的反映出企業(yè)金屬平衡管理的水平和狀態(tài)，也是企業(yè)實現(xiàn)降本增效最常用、最有效的手段［1］。

真實反應這兩項指標最有效的手段就是編制金屬平衡統(tǒng)計表，該表更為重要的意義是能較為直觀和全面的反應出企業(yè)金屬平衡管理過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)及金屬的流量和去向，可為財務結(jié)算和企業(yè)決策提供原始依據(jù)和重要參考，以便有針對性的采取對策和措施來決解問題，補齊短板，提升金屬管理水平，確保企業(yè)生產(chǎn)、加工、倉儲、運輸及交易過程中的金屬平衡。

3 金屬平衡統(tǒng)計表編制程序、格式和內(nèi)容的差異及其利弊分析

3.1 行業(yè)協(xié)會對企業(yè)金屬平衡表的編制程序、格式和內(nèi)容的規(guī)定

2001 年5 月1 日中國有色金屬工業(yè)協(xié)會發(fā)布實施的YS/I441-2001《有色金屬管理規(guī)范》（以下簡稱“規(guī)范”）分別從術(shù)語、管理職責、金屬平衡計算公式、金屬平衡表的編制方法及格式等方面分別對銅選礦及冶煉部分金屬平衡管理作了規(guī)范，使得有色金屬行業(yè)金屬管理的各項指標具有了橫向可比性，該規(guī)范的附錄A 對冶煉和選礦企業(yè)金屬平衡表的格式和內(nèi)容作了明確規(guī)定［1］。規(guī)范要求如圖1 所示。規(guī)范中根據(jù)圖1 編制的金屬平衡統(tǒng)計表如表1 所示。

表1 要求嚴格按照圖1 的編制程序進行，表中主項品名是要說明的主體，排列順序一般是原料、中間產(chǎn)品、半成品及返回品、主產(chǎn)品、回收品、損失量，可根據(jù)具體情況來調(diào)整；賓項是收入和支出指標體系，屬于并列式平衡表，看上去清晰明了、簡潔易懂［1］。

圖1 金屬平衡表的編制程序

3.2 各企業(yè)金屬平衡統(tǒng)計表的差異及其利弊分析

從對標考察的結(jié)果來看，各冶煉企業(yè)金屬平衡表的編制程序、格式和內(nèi)容根據(jù)各自的管理方式差異而有所不同，平衡表中相關(guān)數(shù)據(jù)的來源、口徑及可靠性也差異較大。但無論采用何種編制程序或平衡計算方式，前提都是以滿足財務結(jié)算及減少金屬損失為最終目的［2］，其平衡表的格式和內(nèi)容大致可歸為以下兩種形式。

表1 金屬平衡表的格式和內(nèi)容

表2 金屬平衡工藝平衡表

3.2.1 工藝平衡表

3.2.1.1 編制格式和內(nèi)容

根據(jù)對標考察結(jié)果，工藝平衡表普遍采用表2所示方式編制。

3.2.1.2 工藝平衡表的優(yōu)勢

（1）可以根據(jù)各企業(yè)的實際管理或工藝流程考慮并細化到各相關(guān)工序的具體細節(jié)及各工序的回收率和直收率，可根據(jù)生產(chǎn)實際情況靈活調(diào)整，靈活性較高。

（2） 與管理和實際工藝生產(chǎn)過程關(guān)系較為密切，能將整個過程金屬物料的流向及數(shù)量都較為詳細和充實的呈現(xiàn)出來，并能較為直觀和全面的反應出該統(tǒng)計期間各相關(guān)環(huán)節(jié)中的薄弱環(huán)節(jié)，便于及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，對企業(yè)全流程的金屬平衡管理及實際生產(chǎn)過程控制的指導性較高［6］。

（3）承載的信息量較大，對各個類別項目的來源、數(shù)量及去向交代的清晰明了，即使對外行人來說也簡潔易懂。

3.2.1.3 該類平衡表也有如下弊端

（1）編制較為繁雜，需要完成的基礎統(tǒng)計、分析及計算的工作量非常大，其編制和計算的難度也相對較大。

（2）專業(yè)性極強，涉及的相關(guān)專業(yè)知識也很多，對編制人員的專業(yè)素養(yǎng)能力要求較高，非相關(guān)專業(yè)的人員很難勝任此項工作。

3.2.2 結(jié)算平衡表

3.2.2.1 編制格式和內(nèi)容

根據(jù)對標考察結(jié)果，結(jié)算平衡表的編制方式可歸為表3、表4 兩種。

3.2.2.2 結(jié)算平衡表的優(yōu)勢

（1）只考慮投入（采購）、產(chǎn)出（銷售）、流程占用總量及總收率［4］，不必考慮管理或工藝生產(chǎn)流程的具體細節(jié)及工序回收率，表格樣式相對固定，完全能夠滿足財務結(jié)算的使用需求，且其編制和計算的難度相比工藝平衡統(tǒng)計表要小得多。

（2）信息承載量較工藝平衡表要少得多，不需要詳細交代各類項目的來源、數(shù)量和去向，只需要按照統(tǒng)計規(guī)范的相關(guān)要求分門別類交代清楚各類物資的期初、期末結(jié)存及收支數(shù)量即可，對編制人員的能力要求也相對要低［3］。

（3）對于不需要了解具體管理和生產(chǎn)工藝過程，只想了解企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營整體狀況的報表使用者來說，該類平衡統(tǒng)計表就變得簡潔方便、節(jié)省時間了，外行人容易看懂。

3.2.2.3 該類平衡表也有如下弊端

（1） 與管理和工藝生產(chǎn)過程的關(guān)系不大，不需考慮管理或工藝流程的具體細節(jié)及工序回收率，對企業(yè)實際生產(chǎn)工藝過程控制的意義不大［3］，但足以滿足財務結(jié)算和審計需求。

表3 直觀注明收率型結(jié)算平衡表

表4 不直接注明收率型結(jié)算平衡表

（2）承載的信息量較少，對各類項目的來源及去向沒有具體交代，只有投入、產(chǎn)出及流程占用的總量，無法全面反應出企業(yè)實際生產(chǎn)工藝過程中的管理和技術(shù)水平，不能及時暴露出相關(guān)過程中存在的問題，薄弱環(huán)節(jié)難于顯露出來。

4 金屬平衡的平衡計算方式及其利弊分析

從對標考察結(jié)果來看，金屬平衡的平衡方式可歸為正算算法和反推算法兩大類。

4.1 正算法

正算法是依據(jù)準確的過程控制、檢化驗分析數(shù)據(jù)及盤點數(shù)以正算的方式來進行平衡計算的，實際的投入和產(chǎn)出差即為損失，以此來計算回收率。

從對標考察的結(jié)果來看，目前采用正算法來進行平衡計算的企業(yè)主要有15 家，分別為江銅貴溪冶煉廠、甘肅金川銅冶煉廠、山東陽谷祥光銅冶煉廠、山東東營方圓有色銅冶煉廠、山西中條山有色銅冶煉廠、內(nèi)蒙古赤峰云銅銅冶煉廠、赤峰金劍銅冶煉廠、赤峰林西富邦銅冶煉廠、新疆五鑫銅業(yè)、楚雄滇中有色、云南錫業(yè)銅冶煉廠、玉溪易門銅業(yè)、天津大通銅業(yè)公司、昆明金水銅冶煉廠、贊比亞謙比希銅冶煉廠。

4.1.1 正算法的計算方式

正算法普遍采用平衡法來計算收率，冶煉收率同樣是從開始處理銅精礦至產(chǎn)出陰極銅為止的全部冶煉過程中銅的回收程度。

冶煉直收率計算公式如下［1］:

冶煉總回收率計算公式如下［1］:

式中：

“h工序”代表工序回收率，100%；

“a”代表合格成品或半成品金屬量，t；

“b”代表使用物料金屬量，t；

“c”代表期初 、期末在制品、返回品的金屬量差額，t；

“d”代表回收品的金屬量，t。

4.1.2 正算法的利弊分析

4.1.2.1 正算法的優(yōu)勢

（1）算出的回收率相對較準確，損失既為投入產(chǎn)出差，避開了反推法存在一定滯后性的缺點，能及時發(fā)現(xiàn)和解決管理層面上的問題，避免問題的累積，管理實用性較強。

（2）通過收支臺賬數(shù)據(jù)及盤點數(shù)據(jù)來確定最終損失量，以此來正向計算回收率，該類計算方式相對簡單、人為干擾因素小，對制表人員的專業(yè)素養(yǎng)能力要求也不高。

4.1.2.2 正算法的弊端

（1）依據(jù)收支臺賬數(shù)據(jù)及盤點數(shù)據(jù)來確定最終損失量，對中間環(huán)節(jié)計量精度及盤點準確性的要求極高，需增加大量計量環(huán)節(jié)、人力物力的投入以及金屬物料的取樣、制樣和化驗分析工作量，這需要企業(yè)從整個面上進行統(tǒng)籌安排才能做到。大多冶煉廠正是由于檢斤計量及化驗分析的硬件裝備及管理、技術(shù)水平根本無法達到金屬平衡計算的取值需求，或者是庫存物料數(shù)量較多無法實時準確盤點而被迫采用反推法［4］。

（2）系統(tǒng)誤差較大，無法規(guī)避中間環(huán)節(jié)計量和盤點精度誤差，易給平衡和收率計算及財務成本核算造成大幅波動，尤其是對銅冶煉過程中Au、Ag、Co 等稀貴金屬的平衡影響幅度更大，很難及時發(fā)現(xiàn)問題。原因是多數(shù)冶煉廠對生產(chǎn)過程中Au、Ag、Co 等稀貴金屬的分析取值都以周綜樣或月綜樣為依據(jù)的，受配料頻次、取樣代表性、分樣和組樣條件的影響非常大；再加上冶煉企業(yè)在儲存及配料過程中除了控制Cu、Fe、S、SiO2及部分雜質(zhì)元素含量在設定范圍內(nèi)［5］，Au、Ag、Co 等稀貴金屬多數(shù)是不考慮其含量變化對配料穩(wěn)定性影響的。由此造成入爐物料和盤點物料所取樣品中Au、Ag 等稀貴金屬品位的代表性極差，對Au、Ag 等稀貴金屬回收率測算的指導性較差，這是正算法的最大弊端，也是所有采用正算法來計算金屬回收率的企業(yè)的共性［3］。

（3）有利于財務核算和管理者的管理決策需求，但不能反應生產(chǎn)過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)，驗證的程序更為復雜，對實際生產(chǎn)過程控制和技術(shù)改進的指導意義和實用性較差，不利于及時止損。

4.2 反推法

反推法中的投入項是以精確計量數(shù)據(jù)和盤點數(shù)據(jù)倒推來確認的，既確定了子項、回收率，來反推母項；期初、期末結(jié)存數(shù)為實物盤存量，通過臺賬數(shù)據(jù)與盤點數(shù)據(jù)反復對賬或多次復盤來確定損失量，綜合考慮生產(chǎn)臺賬記錄來指導回收率，看盤盈還是盤虧。盤虧，則適當調(diào)低回收率；盤盈，則適當調(diào)高回收率，以此作為權(quán)衡的依據(jù)。

從對標考察結(jié)果來看，目前采用反推法來進行平衡計算的企業(yè)主要有6 家，分別為云銅西南銅業(yè)、福建東南銅業(yè)、安徽銅陵有色銅冶煉廠、湖北大冶有色銅冶煉廠、甘肅白銀有色銅冶煉廠、四川涼山礦業(yè)銅冶煉廠。

4.2.1 反推法的計算方式

反推法普遍采用連乘法來計算收率，冶煉總回收率是指從處理銅精礦開始，至產(chǎn)出陰極銅為止的全部冶煉過程中，銅的回收程度。先計算多工序金屬回收率，然后進行連乘，以求得冶煉總回收率。［1］具體計算公式如下:

其中：

（1）不計算返煉損失時，直收率與回收率相同：

（2）計算返煉損失時，直收率與回收率不同：

直收率為：Hn= An/(An+Bn) × 100%

回收率為：

式中：

“n”代表1、2、3……n 的自然數(shù)；

“H”代表金屬總回收率，100%；

“H1、 H2、 H3…… Hn”分別代表第1、2、3……n 段工序的金屬回收率，100%；

“A1、 A2、 A3…… An”分別代表第1、2、3……n 段工序的產(chǎn)品金屬量，t；

“B1、 B2、 B3…… Bn”分別代表第1、2、3……n 段工序的金屬損失量，t；

“C1、 C2、 C3…… Cn”分別代表第1、2、3……n 段工序的回收金屬量，t；C 項若分成幾部分返回不同工序處理應在母項中分別計算多工序的返煉損失。

4.2.2 反推法的利弊分析

4.2.2.1 反推法的優(yōu)勢

（1）采用的是逆向思維的計算邏輯，可以在相關(guān)計量和化驗硬件投入相對較少的條件下，最大限度的縮小系統(tǒng)誤差，提高金屬平衡計算的精度。

（2）可以有效的規(guī)避中間環(huán)節(jié)計量和盤點精度誤差給收率等經(jīng)濟技術(shù)指標和財務成本所帶來的影響，能較好的滿足財務成本核算需求，避免大幅波動，尤其是對金、銀、鈷等稀貴金屬的平衡影響可大幅有效的規(guī)避波動和風險。

（3）取值需求對檢斤計量和化驗分析硬件裝備及技術(shù)水平的要求相較正算要低得多。

（4）能有效反饋和驗證企業(yè)金屬平衡管理過程中的薄弱環(huán)節(jié)，便于及時止損［4］。

（5）能反過來驗證和指導生產(chǎn)管理效果和技術(shù)改進，對管理及實際生產(chǎn)過程中的指導性和實用性較強［5］。

4.2.2.2 反推法的弊端

（1）逆向思維計算邏輯導致其最大的弊端是與生產(chǎn)實際存在一定的滯后性，容易產(chǎn)生累計誤差［4］。

（2） 事先確定了子項、回收率，來反推母項，既投入項是以精確計量數(shù)和盤點數(shù)倒推來確認的，然后再通過臺賬數(shù)據(jù)與盤點數(shù)據(jù)反復對賬或多次復盤來確定損失量并指導回收率，由此導致該類計算方式的專業(yè)性極強、人為干擾因素較大，對制表人員的專業(yè)素養(yǎng)能力要求較高。

（3）盤點、取樣、分樣、化驗和生產(chǎn)計量的代表性和準確性對金屬平衡及其回收率計算的影響貫穿于金屬管理的整個過程，也是平衡計算系統(tǒng)性誤差的主要影響因素［5］。

5 金屬平衡管理過程中存在的一些共性問題及亮點

5.1 共性問題

將謙比希、涼山礦業(yè)自身及對標企業(yè)在金屬平衡管理過程中存在的實際問題相對比，普遍存在如下共性問題：

（1）未按規(guī)范要求設置金屬平衡管理組織機構(gòu)或組織機構(gòu)不健全。

按規(guī)范要求設置相應金屬管理委員會或?qū)Ｂ毑渴业钠髽I(yè)并不多，設置了專職部室的很多企業(yè)的組織機構(gòu)也并不健全，與之配套的管理制度也不盡完善，導致企業(yè)基層工作人員在金屬平衡管理過程中很難真正直接找到自身工作的切入點，不利于金屬平衡管理工作的開展，我們自身在金屬管理初期也遇到過很多類似的問題。建議各冶煉企業(yè)按規(guī)范要求（規(guī)范的第4 章）成立金屬平衡管理委員會，并對金屬平衡管理委員會及其相關(guān)職能部門的職責和權(quán)限做出相關(guān)規(guī)定和要求，采用自上而下的方式來推動和引導金屬平衡管理工作的有效開展。

（2） 金屬平衡綜合管理水平參差不齊。

各企業(yè)的金屬平衡綜合管理水平參差不齊，不同管理水平和需求所得到的結(jié)果是完全不一樣的。技術(shù)可以有邊界，但是管理是無邊界而深邃的，謙比希和涼山礦業(yè)在金屬平衡管理過程中也是逐步摸索完善的。建議各冶煉企業(yè)將質(zhì)量管理體系的系統(tǒng)方法及運營轉(zhuǎn)型（如PMO、勞動競賽、QC 活動等）的統(tǒng)計方法和工具應用到金屬平衡管理的系統(tǒng)工作中，可大大提高金屬平衡管理的有效性，利于止損。

（3） 用于金屬平衡管理需求的軟硬件配置差異較大。

檢斤計量和化驗分析數(shù)據(jù)是進行金屬平衡計算的依據(jù)，其來源的準確性、真實性、可靠性及可塑性對回收率的影響較為直接。謙比希、涼山礦業(yè)及對標考察企業(yè)中用于金屬平衡管理需求的軟硬件配置差異也較大，大多企業(yè)的軟硬件配置都滿足不了金屬平衡精益管理的需求，我們在金屬平衡管理初期也遇到了同樣的問題，導致金屬損失無法溯源，在后期的管理過程中才逐步完善相關(guān)軟硬件設施的。建議各冶煉企業(yè)按照規(guī)范要求（規(guī)范的第5 章和第6 章）視不同對象選擇適宜的計量方法和器具是很有必要的，它關(guān)系到金屬平衡管理工作的各個環(huán)節(jié)。

5.2 亮點

根據(jù)企業(yè)精益管理的需求設置和健全金屬平衡管理組織構(gòu)架，提高企業(yè)的計量、采樣、統(tǒng)計及數(shù)據(jù)傳輸方面的軟硬件配置，可有效提高生產(chǎn)工藝操作控制及金屬平衡管理過程控制的精度和準確性，減少人為干擾因素及工作量，有利于降低生產(chǎn)工藝波動頻次和提高金屬平衡管理效率，其長期邊際效益大于短期成本投入。本輪對標考察中，也發(fā)現(xiàn)很多金屬平衡管理方式是可以借鑒和推廣的，具體如下：

貴冶、銅陵、大冶有色、西南銅業(yè)、陽谷祥光、中條山有色、赤峰云銅、天津大通和新疆五鑫等企業(yè)設置的金屬管理委員會和專職部室相對較為健全，與之配套的管理制度也相對較為完善，基層工作人員在金屬平衡管理過程中的職責和權(quán)限規(guī)定的較為明確，有利于企業(yè)全流程金屬平衡管理工作的開展。

貴冶、銅陵、大冶有色、白銀有色、西南銅業(yè)等企業(yè)的檢化驗中心都通過了國家實驗室認證［7］，其精確的檢化驗結(jié)果為金屬平衡管理提供了堅強后盾。

貴冶、陽谷祥光、東營方圓有色和謙比希精礦倉內(nèi)均配有固定式的激光掃描體積測量系統(tǒng)，倉外堆放的含銅物料采用無人機盤點系統(tǒng)進行三維定位成像體積測量，能有效的降低物料庫損和提高盤點精度。

中條山有色、赤峰云銅、天津大通和新疆五鑫采用階段性的計重盤點方式來驗證金屬回收率，及時修正偏差、查找問題。

金川銅冶煉廠、滇中有色、易門銅業(yè)、昆明金水和祥云飛龍公司采用階段性或分批次的清倉、清帳的方式來驗證金屬損失，及時發(fā)現(xiàn)和彌補不足。

云錫公司通過配置大批精度高于規(guī)范的檢斤計量設備、各班組設置專職物管員和統(tǒng)計員的方式為金屬平衡管理工作提供了強有力的保障。

6 結(jié)語

通過對標考察，找出了銅冶煉企業(yè)金屬平衡管理計算的一些共性和優(yōu)缺點，并對兩種平衡的計算方式進行了分析和對比，企業(yè)應在行業(yè)規(guī)范的前提下，結(jié)合自身特點和需求，選擇適合的平衡表和計算方式，揚長避短，為企業(yè)的高效運營提供幫助。