Азіргі жағдайы және даму болашағы

Механикалық түрде бірінші болып алынған металдардың біріне жататын, ол алтын. Алтын кендерден және құмдардан жуып-шаю арқылы бөлініп алынған. Жуып-шаю процесі гравитациялық байыту әдістерінің ішіндегі ең көнесі деп айтуға болады.

Шашыранды алтынның өзен құмдарында жинақталуы табиғи гравитациялық процестердің жүруінің себебіне негізделген. Тарихи дәуірлерде тау-жыныстары қирап, сумен шайылып, соның нәтижесінде тығыздықтары бойынша жіктелген. Осыған сәйкес ауыр минералдар өзен ағындарының астыңғы қабаттарында жинақталған.

Қазіргі заманда жуып-шаю процесі байыту әдістерінің ескісіне жатады, бірақта сонымен қатар, бұл әдіс марганец, тотықты темір кендерін, сирек металдарды, фосфориттерді қалайы кендерін және басқаларды байытуда кеңінен қолданылады.

Жуып-шаю процесінен кейінірек минералдық қоспаларды көлбеу ағатын ағын сұйықтықтарында бөлу ісі қолданыла бастады. Бұл әдісте минералдар түйіршіктері (кесектері) су ағынының күші және ауырлық күштің әсерлерінен өздерінің тығыздықтарына қарай бөлінеді. Егерде бөліну процесі стол бетінде ағатын су ағынында атқарылса, онда су өзімен жеңіл ұсақ түйіршіктерді алып кетеді де, ал одан ауырлары стол бетінде қалып, сонан пайдалы өнім ретінде алынады. Осылай гравитациялық байыту әдісінің бірі-концентрациялау (жинағыш) столда байыту әдісі ашылды. Соңынан, пайдалы компоненттердің жоғалуын азайту ретінде механикалық қозғалмалы құрылғылар ұсынылды, оларды ваннер немесе концентрациялау столдар деп атады. 19 ғасырдың соңына қарай, А.Р.Вильфлеем тербелмелі концентрациялау столын ойлап тапты, ол арқылы байыту операциясы тоқтаусыз атқарылатын болды.

Кейінірек белгілі болғаны, түйіршікті заттардың байытылуын, кезеңмен суға еңгізілетін елеуіш бетінде жүргізуге болатыны. Осы жағдайда елеуіш бетіндегі заттар тығыздықтарына қарай қабаттарға бөліне бастайды, яғни астында ауырлары, үстінде жеңілдері. Елеуіштің суда ары-бері қозғалуы қолмен атқарылды. Осындай құрылғы отсадкалау машинасы деп, ал ал әдіс-отсадкалау деп аталынды. Бұл әдіс кеңінен рудниктерде қолданылды. Кейінірек, механикалық жетегі бар отсадкалау машиналары кен байытуда үлкен роль атқарды, әсіресе көмір және тотықты темір кендерін байытуда. Поршенсіз отсадкалау машинасын Ф.Баум 1891 жылы ойлап тапты. Ал, 1858 жылы бірінші рет хлорлы темір және хлорлы кальций тұздарының ерітіндісінде байыту процесі ұсынылды. Бірақ бұл әдіс өндірісте қолданыс таппады, өйткені қолданылатын ерітіндінің жоғалу шығыны жоғары болғандықтан және оның регенерациялау қиындығына байланысты. Өткен ғасырдың 20-шы жылдарында келесі байыту әдістері қолданыла бастады, олар су-құмды және магнетит суспензияларында байыту.

Көмірді құмды суспензияда байытуды 1917ж. американдық инженер Чанс ұсынды. Осы кезеңмен бірге, көмірді суспензияда байытуға арналған сепаратор жасалынды, ол Чанс конусы деп аталынды. Чанс әдісімен істейтін бірінші өндірістік құрылғы (антрациттерді байытуға) 1921 жылы жасалынды.

Көмірдің тұрақты суспензияда байытылу әдісін 1926ж. инженер Слепцов ойлап тапқан. Ал, 1932 жылы «Тромп» сепараторы жасалынған, оны қолдану арқылы ірі түйіршікті тұрақсыз суспензияда көмірді үш өнімге бөлу мүмкіндігі туды. 1934 жылы Чапмен және Литлфорд өздерінің жаңа ашылған қиылысты байыту процесіне- флотогравитацияға патент алды.

Кен өңдеу технологиясының және техникасының дамуына баға жетпес үлес қосқан, ол орыс ғалымы М.В.Ломоносов болды. Оның «Первые основания металлургии или рудных тел», тау-кен ісіне және гравитациялық байытуға қарасты сұрақтарға талдау жасап, оларды бір-біріне үйлестіріп қорытынды берген Ресейдегі бірінші ғалама еңбек боп саналды.

Гравитациялық байыту процестерінің теориясын қалыптастыру 19-шы ғасырдың ортасына келеді. Осы кезеңде, ірі размерлі шардың сұйықтықта қозғалу кезінде, оған әсер ететін динамикалық кедергіні және шардың қозғалу жылдамдығын анықтауға арналған Риттингердің жұмыстары басылған. Соңынан Стокс дененің сұйықтықта қозғалу кезінде, оған әсер ететін сұйықтың тұтқырлық кедергісіне байланысты заңдылықты анықтады. Осы заңдылықтың негізінде кіші размерлі шардың сұйықтықта қозғалу жылдамдығын есептеуге арналған формуланы ұсынды.

ХIХ ғасырдың соңында орыс ғалымдары Г.Я.Дорошенко, С.Г.Войслав, И.А.Корзухин және В.А.Гуськов гравитациялық байыту әдістеріне қатысты минералдық түйіршіктердің суда қозғалу заңдылығы теориясын дамытты. Соңынан профессор Г.О.Чечот гидравликалық сұрыптаудың теориялық негіздерін анықтады.

Профессор П.В.Лященко 40-шы жылдарда «Гравитационные методы обогащения» атты бірінші оқулықты жарыққа шығарды.

Гравитациялық байыту әдістердің теориясын дамытуда қомақты үлес қосқандарға жататындар: И.М.Верховский, И.Н.Плаксин, В.И.Классен, М.Г.Аконов, Я.И.Фомин, М.Д.Минц, М.В.Циперович.

Ақырғы жылдары гравитациялық байыту әдістеріне байланысты, ірі теориялық зерттеулер жүргізілді, оларға жетекші болғандар: Н.Н.Виноградов, Л.С.Зарубин, А.И.Поваров, Б.В.Кизевальтер, В.В.Ревнивцев, Г.Д.Краснов, Э.Э.Рафалес-Ламарк, М.Д,Барский.

Орталардың қозғалудағы заңдылықтарын анықтауға көп еңбек сіңірген шетелдік ғалымдарға жататындар: Р.Ричардс (1907ж), А.Эйнштейн (1920ж), А.Херст және Р.Ханкок (1937ж), М.Дриссен, Г.Тарьян, Е.Херкенхоф, Е.Лилдж, Ф.Брин және басқалары.

Гравитациялық байыту әдістері соңғы 5-10 жылдары өте жоғары дамыды, оның ішінде ауыр ортада байыту. Кендерді суспензияларда байыту әртүрлі елдердің 250-ден астам байыту фабрикаларында қолданылады. Оның ішінде 100-ден астам байыту фабрикаларында, түсті және сирек металды кендерді өңдеуде суспензиялық байыту процесі қолданылады. Жыл сайын 500 млн. тоннадан астам әртүрлі пайдалы қазбалар суспензия арқылы байытылады, оның ішінде түсті және сирек металдардың үлесі 30 млн тоннаға жақын, 50 млн тонна темір және марганец кендері.

Қазіргі уақытта гравитациялық байыту әдістері Ресей, Украина және Қазақстандағы байыту фабрикаларында қолданылады. Олардағы жұмыс істеп тұрған фабрикалар саны 150-ге жетеді. Гравитациялық байыту әдістерінің қазіргі кезде ары қарай дамуы жаңадан салынған кен байыту комбинаттарының іске қосылуына байланысты. Мысалы, Қазақстанда гравитациялық байыту әдістерін қолдану арқылы марганец, хром және тотықты темірмен түсті металдар кенорындары өңделінеді. Былай айтқанда, гравитациялық байыту әдістері әртүрлі кендерді өңдеуде, әсіресе көмір, алтынқұрамды, вольфрам, молибден кендерін және қара түсті металдар мен металдық емес пайдалы қазбаларды байытуда бас роль атқарады.