Ашигт малтмалын хөвүүлэн баяжуулалтын арга технологи нь эрдэс, түүхий эдийн физик, химийн шинж чанарын ялгаан дээр үндэслэн явагддаг. Анхны хөөсөнд хөвүүлэн баяжуулах  арга технологийн патентыг 1906 онд  Австралын Minerals Separation  компани авсан байдаг. Түүнээс хойш хөгжлийн олон үе шатыг  туулсаар өнөөдөр хөвүүлэн баяжуулах энэ арга технологоор ихэнх  өнгөт болон үнэт  металлуудыг баяжуулан авч байна.  

Ер нь аливаа ашигт малтмалыг хөвүүлэн баяжуулах процесс  нь цаг ирэх тусам өндөр энерги зарцуулалт, ус , урвалж, ган төмөр хуяг, ган бөмбөлөг  болон бусад түүхий эд материалын  зарцуулалтыг нэмэгдүүлж  зардалыг улам өсгөж байна. 

Хүдэр дахь ашигт эрдэсийн агуулга буурах тусам баяжуулах процесс , түүний үе шат,  технологийн горим  мөн техник тоног төхөөрөмжүүдийг  улам боловсоронгуй болгож хүчин чадлыг нь нэмэгдүүлж  хүдэр боловсруулалтыг нэмэгдүүлэн нэгж металл баяжмал авалтыг нэмэх зайлшгүй шаардлага тулгарч байна.   

Өнөөдөр ихэнх уул уурхайн компанууд хүдрийн агуулга буурах тусам нэгж баяжмалын гаралт буюу таворын бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлээ бууруулахгүйгээр хадгалахын тулд хүдэр боловсоруулалтaa нэмэгдүүлж байна.

Энэ нь өндөр хүчин чадалтай том хэмжээ, эзэлхүүнтэй тоног төхөөрөмжүүдийг ашиглахыг зайлшгүй шаардаж байгаа билээ. Баяжуулалтын дэлхийн практикад хөвүүлэн баяжуулалтын үндсэн болон хяналтын флотацийн флотмашинуудын нэгж эзлэхүүнийг нэмэгдүүлсэнээр энэ асуудлыг шийдвэрлэж байна. Өнгөрсөн зууны 60-аад оны сүүлээс эхлэн флотмашины эзэлхүүний нэмэгдүүлж ирсэн нь баяжуулалт ба эрдэс боловсоруулалтын тоног төхөөрөмжийн нэгж хүчин чадал, эзэлхүүн багтаамжийг нэмэгдүүлж ирсэний нэг тод жишээ юм.

Орчин үед Баяжуулах фабрикийн проект төслийг хийх үедээ үндсэн болон хяналтын флотацийн флотмашинуудын хэлбэр хэмжээг сонгоход тээрмийн хүчин чадал, хэмжээтэй шууд уялдуулан сонголт хийдэг. Жишээ нь: Бөмбөлөгт тээрэм 140м³багтаамжтай байвал флотмашины камер 40м³ ба түүнээс дээш байхаар сонголт хийнэ. Сүүлийн жилүүдэд бөмбөлөгт тээрмийн багтаамж 320м³ хүртэл нэмэгдэж байна. Хэрэв тийм тохиолдолд 80-120м³ камерийн эзэлхүүнтэй импелерний флотмашинуудыг сонгох нь дээр байдаг.

Доорхи хүснэгтэнд флотмашины эзэлхүүн хэрхэн нэмэгдэж байгааг харууллаа.

Дэлхийн хөвүүлэн баяжуулалтын практикд флотмашины камерын хэмжээг 1991 оноос 38м³-c эхлэн   томруулсаар өнөөдөр 500м³ эзэлхүүнтэй флотмашиныг ашиглаж байна.  Зураг-1

Хөвүүлэн баяжуулалтын практикад уламжлалт хэлбэр хэмжээтэй флотмашины эзэлхүүнийг цаашид нэмэгдүүлэх нь гидравлик хүчний үйлчлэлийг даах чадвартай илүү бат бөх, үнэ өртөг өндөртэй материал, бүтэц зохион байгуулалтыг шаарддаг.  Цилиндр хэлбэрийн флотмашиныг зохион бүтээснээр энэ асуудлыг шийдэж чадсан. Ийм хэлбэрийн флотмашины нэгж эзэлхүүнийг  боломжийн хэрээр нэмэгдүүлэх боломжтой.

Өнөөдөр уул уурхайн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчид цилиндр хэлбэрийн флотмашинд илүү их анхаарлаа хандуулж , туршилт судалгаа явуулан том эзэлхүүнтэй ийм хэлбэрийн флотмашинуудыг олноор үйлдвэрлэж байна.                        

Ер нь баяжуулалтын технологид ашиглагдаж байгаа тоног төхөөрөмжүүдийн ажиллагаа нь  өгөгдсөн техник , эдийн засгийн  болон технологийн үзүүлэлтүүдийг  хэр зэрэг биелүүлж  байгаагаас  харагддаг.

Орчин үеийн баяжуулалтын тоног төхөөрөмжүүдийн хэрэглээнд том эзэлхүүнтэй флотмашинууд дараах хэд хэдэн үндсэн шаардлагуудыг хангасан байх ёстой байдаг.

• камерын доод хэсэгт сайн хутгалттай, элс суухгүй байх.
• эрдсийн мөхлөг агаарын бөмбөлөг хөөстөй сайн холбогдон мөргөлдөж байх.
• агаарын бөмбөлгүүд  нь зарцуулалтын  янз бүрийн хязгаарт камерын нийт хэмжээнд жигд тархаж байх.
• тэжээлийн урсгал нь камерын дунд хэсэгт флотацийн үл норох шинж чанар ихтэй эрдсийн том мөхлөгүүд  доош сууж доод хэсгийн нягтыг нэмэгдүүлэхгүй байх.
• камерын дээд хэсгийн хөөсөн үеийн тогтвортойт тайван байдал болон хөөс хамалтыг жигд хангасан байх.
• хөөсөн бүтээгдэхүүн байнга тогтвортой урсаж байх.
• хэрэв ачаалалтай зогссон үед эргүүлэн ажиллуулахад хялбар байх.
• хамгийн бага цахилгаан энерги зарцуулалт, бага  элэгдэл, найдвартай ажиллагаатай байх.

Metso-Minerals (Швед ) компани агааржуулалтын систем DV –тэй том эзэлхүүнтэй флотмашинуудыг  зохион бүтээсэн нь хамгийн орчин үеийн ололт амжилт юм.

Дараах зурагт тэдгээр флотмашинуудыг харууллаа. Зураг:2

Хөвүүлэн баяжуулалтын түүхэн практикад камерын багтаамж  40-300м³ флотмашинуудыг өндөр хүчин чадалтай баяжуулах фабрикуудад ихэвчлэн үндсэн болон хяналтын флотацад  хэрэглэж ирсэн. Анхны том эзэлхүүнтэй флотмашинууд 1981онд Америкийн New Cornelia  зэс-молибдений баяжуулах үйлдвэрт үндсэн болон хяналтын флотацад Фагергрен 164 маркийн 28,3м³ багтаамжтай 350 камер суурилуулан ажиллуулж байсан. Материалын ширхэглэлийн хэмжээ +21мм -5-30% . Мөн  Америкийн Phelps Dodge Ajo Зэсийн баяжуулах үйлдвэрд хаягдалыг бууруулах тэндээс зэсийг гүйцээж авахын тулд Фагергрен 190 маркийн 42,5м³ багтаамжтай флотмашинуудыг  суурилуулан ажиллаж байсан.

Эдгээр флотмашинууд нь булингын нягт  30-35% үед 26,5м³/ минутын хурдтай ажиллаж байсан ба флотмашины хүчин чадал 320м³/хоног. Флотмашины камерын багтаамж нэмэгдэх тусам түүний хүчин чадал нэмэгддэг. Цахилгаан энерги зарцуулалт 1 тн хүдэрт хэрэв 1,7м³ багтаамжтай камерийн үед 1,645квт ц/тн, 14,2-42,5м³ багтаамжтай камерын үед 0,9-1,07квт ц/тн  болж буурч байсан. Олон жил ажилласан эдгээр хуучин уурхайнууд өнөөдөр хаагдсан байгаа.       

Шинэ-Гвинье улсын Bougainville Зэс-Алтны  баяжуулах үйлдвэрт 1981 онд  булингын хатуулга 40-45%  ширхэглэлийн хэмжээ +0,3 ангилал нь 10-25% байх  үед  42,5м³ багтаамжтай флотмашинуудыг  толгойн ба үндсэн флотаци мөн хяналтын флотацид суурилуулан ажиллуулсан. Mанай улсын "Эрдэнэд” үйлдвэр ч том эзэлхүүнтэй флотмашинуудыг суурилуулан амжилттай ашиглан хүчин чадлаа нэмэгдүүлсээр ирсэн.

Эрдэнэт үйлдвэрийн Баяжуулах фабрикт төслийн дагуу анх 1978 онд  үндсэн флотацийн хэсэгт ОХУ-ын Мехнобр фпм-12,5 маркийн пневмомеханик флотмашинууд суурилуулсан. Хам баяжуулалтын  4-н хэсэгт нийтдээ 240 камер  ажиллаж байсан. Энэ жижиг камертай флотмашины  хувьд бүтэц зохион байгуулалтаас эхлээд маш олон дутагдалтай талууд  байсан. Энэ флотмашины нэг үндсэн дутагдал гэхэд л гэнэтийн аваар ослын зогсолтын дараа түүнийг буцаан  ажилуулахад  маш хүндрэлтэй байдаг зогсолтын үед түүний хутгагч импеллерийн дор элс амархан суудаг.  

Дараагийн нэг дутагдал бол пнемомеханик флотмашинууд нь зохиомол агаар сорох төхөөрөмж нь урт хоолойнуудтай байдаг учир флотмашинуудад засвар үйлчилгээ хийхэд их хүндрэлтэй. Эрдэнэт үйлдвэрийн баяжуулах фабрикт пнемомеханик ФПМ-12,5 флотмашиныг хэрэглэж байх үед  флотблокийн холиховч , дамжуулгын ремень зэргүүд нь  байнга эвдэрч , тасран флотмашины жигд ажиллагаанд саад учируулдаг байсан.                                            

Ээлжит засварын хугацаанд флотмашинуудын 5-10% байнга зогсож жагсаалаас гардаг энэ нь технологи үзүүлэлтэд  муугаар нөлөөлдөг байсан. Түүнээс гадна энэ флотмашины автомат түвшин тохируулагчид байнга эвдрэл гэмтэл гарч байдаг учир технологи процессыг автоматаар удирдах  ажиллагаа найдвар муутай байсан. Пнемомеханик флотмашинуудын агааржуултыг камер тус бүрийн агаарын хаалтаар тохируулдаг учир камер тус бүрийн агааржуулалт болон түвшин, үйл  ажиллагаа өөр өөр байдаг энэ нь флотмашины идэвхтэй хэвийн  үйл ажиллагаанд муугаар нөлөөлдөг.ФПМ-12,5 флотмашиныг ашиглах явцад түүний тэжээл 25м³/мин , булингын хатуулга 32% -с их болох үед флотмашины үйл ажиллагаа муудаж технологи үзүүлэлтүүд буурдаг. Мөн түүнчлэн нунтаглалтын ангилал +2 мм дээш ангиллын бүтээгдэхүүнүүд бараг флотацлагдаггүй.

Флотацад орж ирж байгаа хүдрийн ширхэглэлийн хэмжээ +2мм ангилалын бүтээгдэхүүний хэмжээ 10%-с  их болсон үед технологи процессод муугаар нөлөөлж хаягдал дахь зэсийн алдагдал хэт өсдөг байсан.

Тухайн үед ОХУ-ын Санкт-Петербург хотын Механобр институт янз бүрийн хэлбэр хэмжээтэй флотмашинуудтай Баяжуулах фабрикуудад  тэжээл булингын  урсацын хэмжээний тохиромжтой хязгаарыг тогтоох туршилт судалгааны ажлыг хийж байсан.                            

Олон туршилт судалгааны үр дүнд тэжээлийн урсгалыг багасгаж  флотацийн хугацааг бууруулсанаар , өгөгдсөн металл авалтат хүрэхийн тулд флотмашины эзэлхүүнийг зайлшгүй нэмэгдүүлэх шаардлагатай тогтоосон.  Энэ институт 1972 оноос хойш   8,5 м³  12,5м³,16м³,40м³  камеруудтай флотмашинууд дээр туршилт судалгааны ажлыг үйлдвэрлэлийн түвшинд хийж ирсэн.

Мехнобр институт  Амалыкийн уулын үйлдвэр мөн Эрдэнэтийн уулын баяжуулах үйлдвэртэй хамтран  ФПМ-12,5 , ФПМ-25 маркын флотмашинууд дээр булинга тэжээлийн урсацын янз бүрийн түвшинд  үйлдвэрлэлийн туршилт судалгаа хийж байсан. Алмалыкийн баяжуулах фабрикд  ФПМ-12,5  флотмашин дээр хийгдсэн туршилтаар  булингийн тэжээлийн урсац хичнээн нэмэгдэх тусам  флотацийн  кинетикийн муруй   төчнөөн хэмжээгээр дээшлэж , том багтаамж ихтэй флотмашины хувьд флотацийн хугацаа тэжээлийн урсацын хэмжээнээс хамаарч байгааг тогтоосон.

Флотацийн хурд түүнд өгөх тэжээлийн хэмжээ хоёрын хамаарлын оновчтой дээд хязгаарыг  зөв олж тогтоосноор флотмашины технологи үзүүлэлтүүдийг нэмэгдүүлж мөн флотацийн зардалыг бууруулах боломжтой болдог.        

Эрдэнэтийн баяжуулах фабрикийн ФПМ-12,5 маркийн 12 камертай флотмашин  дээр хийгдсэн тэжээлийн хэмжээг янз бүрийн түвшинд  өгч үзсэн туршилт судалгаагаар зэсийн металл авалт флотацийн хурдаас хамаарч байгааг тогтоосон.

Энэ туршилтаар флотацийн хурд өгч байгаа тэжээлийн хэмжээ болон урсацаас  хамаарч янз бүр байгааг тогтоосон  металл авалт жигд  68%  байх үед.   Эдгээр туршилтаар флотмашин ФПМ12,5  өгөх тэжээлийн хэмжээний дээд хязгаарыг тогтоож энэ нь 24-25м³/ минут үүнээс ихсэх үед флотацийн идэвх буурч байгааг тогтоосон.  Зураг:3

"Эрдэнэт” үйлдвэрийн баяжуулах фабрикт  ажиллаж  байсан ФПМ-12,5 флотмашинуудын тэжээлийн дээд хязгаар 26-26,5м³/мин байсан ба энэ нь нэмэлт тоног төхөөрөмж суурилуулаагүйгээр хүдэр боловсруулалтыг проектоос нэмэгдүүлэн жилд 16,1 сая тонн хүдэр  боловсруулах үед хамгийн дээд хязгаартаа ажиллаж байсан.        Анх 1989 онд нэмэлт 5-р секцийг барьж байгуулах үед 40м³, 38м³,16м³ багтаамжтай том флотмашинуудыг суурилуулсан.  1995 онд VI- секцэд ОК-50, ОК-38, ОК16,KYE-16 гэсэн том эзэлхүүнтэй флотмашинууд мөн 2000 онд 1-р секцийг өөрчилж шинэчлэхдээ илүү том эзэлхүүнтэй ОК-100ТС  100м³, WEMKO-4500 127м³, WEMKO-190  41,5м³ гэсэн флотмашинуудыг суурилуулсан.

Өнөөдөр Эрдэнэт үйлдвэрийн баяжуулах фабрикийн хуучин  бүх секцүүдийг өөрчилж шинэчлэн РИФ-25, РИФ-40 флотмашинуудыг суурилуулан маш идэвхтэй сайн ажиллаж байна. Ингэж  өөрчлөлт шинэчлэлт  хийж флотмашинуудыг томруулсанаар флоткамеруудын тоог цөөрүүлж технологи үзүүлэлтүүдийг нэмэгдүүлсэн, цахилгаан энерги ба автоматикийн зардал буурсан, флотмашинуудын эзлэх зай багассан, флотмашинд хийх  ажил үйлчилгээ багасаж хөдөлмөрийн зардал буурсан,технологи процессыг удирдалгыг автоматжуулсан гэх зэрэг маш олон сайн үр дүнд хүрсэн.

ОХУ-н  Учалийн баяжуулах фабрикд ч мөн флотмашинуудынхаа эзэлхүүнийг нэмэгдүүлсэнээр маш олон сайн үр дүнд хүрсэн жишээ бий. Энэ баяжуулах үйлдвэрийн хувьд Зэс –Цайрын хам баяжмалыг салгах флотац ашиглаж байсан Мехнобр-7 эзэлхүүн 6,2м³, ФПМ-ГМО-1,6 эзэлхүүн 1,6м³ ,  ФПМ-10 эзэлхүүн 1,3м³ , ФПМ-2,5 эзэлхүүн 3,3м³  флотмашинуудыг ФПМ-16 м³ маркийн флотмашинуудаар солисоноор металл авалтыг 2-4% нэмэгдүүлж , хөдөлмөр болон материалын зардалыг бууруулж, найдвартай ажиллагааг нэмэгдүүсэн. Учалийн баяжуулах фабрикд том эзэлхүүнтэй флотмашинууд тавьсанаар флотмашины эзлэх зай 2,5 дахин багассан, флотацийн хурд бараг 3 дахин ихсэж  флотацийн 20 минутын хугацаанд Зэсийн металл авалт 72%, Цайрын металл авалт 32,5% хүрсэн. ФПМ-16 флотмашины толгойн камерт байх зутангын хугацаа өмнөх байсан механик машинаас 4,8 дахин, пневмомеханик машинаас 5,6 дахин нэмэгдсэн. Учалийн баяжуулах үйлдвэр 2000 онд дахин өөрчилөлт шинэчлэлт хийснээр  өнөөдөр  тэдний хөвүүлэн баяжуулалтын хэсэгт  ОХУ-н РИФ-маркийн 8,5 м³,16³,25³,40м³ эзэлхүүнтэй флотмашинуудыг ашиглаж байна.

Эдгээр практик туршилгаас харахад хүдэр дахь металлын агуулга буурах тусам  хүдэр боловсоруулалтаа нэмэгдүүлхдээ  флотмашинуудын эзэлхүүнийг томруулах нь оновчой зөв шийдэл болж байна.

Том, эзэлхүүн ихтэй флотмашинууд нь зай талбай бага шаардагддаг, засвар үйлчилгээний ажил багасдаг , жижиг ширхэглэлтэй материалын металл авалт нэмэгддэг, хий , ус, цахилгаан энерги зарцуулалт буурдаг, элэгдэл хорогдол бага гэх мэтээр эдийн засгийн хувьд ашигтай байдаг.  Тийм учир флотмашинуудын хэмжээг томруулах нь эдийн засгийн хувьд ашигтай, үр дүнтэй байгаа нь батлагдсан.

Манай улсад ч гэсэн  хүчин чадалаараа  дэлхийд 3-р д орох  Оюу-Толгойн  Зэс- Алтны  баяжуулах үйлдвэрд  WEMKO-160м³ маркийн флотмашинуудыг суурилуулан амжилттай ажиллаж байна.

Оюу-Толгой үйлдвэр нь эхний жилүүдэдээ  жилд 35 сая тонн хүдэр боловсоруулах хүчин чадалтай цаашид нэмэгдүүлнэ. Уул уурхайн тоног төхөөрөмжийн томоохон үйлдвэрлэгч FLSmidth компани  хэдэн жилийн өмнө дэлхийд хамгийн томд орох анхны Supercell ᵀᴹ 300м³ - флотмашиныг үйлдвэрлэж үйлдвэрлэлийн туршилтыг амжилттай хэрэгжүүлж дууссан.

Өнөөгийн байдлаар л гэхэд  Чилийн Esperanza  Зэс-Алтны уурхай дээр FLSmidth компаний WEMKO 160м³,  26×300м³ флотмашинууд суурилуулан амжилттай ажиллаж байна. Мөн  Rio-Tinto компании АНУ-н  Utah муж дахь Copperton баяжуулах үйлдвэрт WEMKO-300м³ флотмашинууд ажиллаж байна. Түүнээс гадна энэ Supercell ᵀᴹ 300м³ - флотмашин Чилийн Зэс Молибдений уурхай Caserones гэхэд 23 ширхэг мөн ОХУ-н  Полиметалл компаний уурхайд гэхэд  14 ширхэг  амжилттай ажиллаж байна.

Дэлхийн баяжуулалтын практикт өнөөгийн байдлаар хамгийн том флотмашинууд  эдгээр уурхайнуудад ажиллаж байна. Чилд 2013 оны эхээр ажиллаж эхэлсэн  BARRICK компанни Satelle image (Cu-Au) Зэс-Алтны уурхай дээр  мөн 160м³ флотмашинуудыг суурилуулсан.

Дэлхийн хамгийн том зэсийн уурхай болох Чилийн  Escondidа уурхайн  шинэ баяжуулах фабрикд ч гэсэн WEMKO -160м³  багтаамжтай 96 ширхэг флотмашинуудыг үндсэн болон хяналтын флотацид суурилуулан  амжилттай ашиглаж байна.

Өнөөдөр FLSmidth компани  АНУ-н Невада муж  дахь Robinson уурхайд дэлхийд хамгийн томд орох флотмашин 600м³ -Supercell ᵀᴹ -г зэсийн үндсэн ба хяналтын флотацийн хэсэгт суурирлуулж байна. Хэдхэн жилийн өмнө 2009 онд FLSmidth компани 300м³ -350м³ багтаамжтай дэлхийд  хамгийн том флотмашин үйлдвэрлэж байсан бол өнөөдөр эзэлхүүнийг 2 дахин нэмэгдүүлэн үйлдвэрлэж байна.

Сүүлийн жилүүдэд FLSmidth компани эрдэс ба хүдэр боловсоруулалтыг хэмжээг улам нэмэгдүүлэх боломжтой тоног төхөөрөмжийн талаар судалгааны ажил эрчимтэй явуулж байна.

Орчин үед шинэ Баяжуулах Фабрикуудын төсөл хоногт 200 мянган тонн ба түүнээс ч дээш тн хүдэр боловсоруулах  хүчин чадалтай хийгдэж байна. Үүнтэй уялдаад том эзэлхүүн ихтэй флотмашинуудын эрэлт хэрэгцээ ч нэмэгдэж байна.

Одоогын байдлаар 5 Баяжуулах фабрик 600м³ -Supercell ᵀᴹ  гэсэн том эзэлхүүнтэй флотмашиныг худалдаж авах захиалгаа FLSmidth компанид  өгөөд байна.

Сүүлийн жилүүдэд  эрдэс боловсоруулалт , баяжуулалтын практикд  дэлхийн нийтийн хандлага том , эзэлхүүн ихтэй флотмашинуудад илүү их анхаарлаа хандуулж байна. 

Зураг:4  600 m³ Supercellᵀᴹ .

Зураг:5

600600м³ -Supercell ᵀᴹ  угсаралтын өмнө Seri

Зураг:6 Outotec  компаний флотмашин TankCell e500m³

ОТХХК-н Баяжуулах Үйлдвэрийн  металлурги инженер:Д.Отгонбаатар

Ашигласан ном материал:

"Флотационные метод обогащения” Глембоцкий В.А. "Флотационные метод обогащения”1984 Абромов.А.А, Журнал”Горная Промышленность”№2 2007, Технологическая инструкция”Эрдэнэт” ГОК, Дипломная работа-СПГГУ,Журнал ”Minerals Engineering”23.2010; "Mineral Processing Technology”. :www.infomine.com, min-eng.com, mining-technology.com, mining.com.