shopkeeper/korean_wiki_content_only_120125 huggingface dataset:
한편, 아약스와 아킬레스는 로 접근하여 그라프슈페의 전방에 나타나 06시 30분에 주포를 분산시키고 포를 자신들에게 사용하도록 유도했다. 직후 엑세터는 우현 어뢰관에서 두 발의 어뢰를 발사했지만 모두 빗나갔다. 06시 37분, 아약스는 항공모함 캐터펄트에서 페어리 시폭스 관측 수상비행기를 발진시켰다. 06시 38분, 엑세터는 좌현 어뢰를 발사할 수 있도록 방향을 틀었고, 포탄 두 발에 추가 직격탄을 맞았다. 한 발은 "A" 포탑을 강타하여 불능 상태로 만들었고, 다른 한 발은 선체에 들어가 화재를 일으켰다. 엑세터는 심하게 손상되어 "Y" 포탑만이 "지역" 통제 하에 작동하고 있었으며, 제닝스는 지붕에서 내부의 사람들에게 지시를 외치고 있었다. 그녀는 또한 7도의 경사가 있었고, 침수되고 있었으며, 작은 보트의 나침반을 사용하여 조종되고 있었다. 그러나 엑세터가 결정적인 일격을 가했다. 그녀의 8인치 포탄 중 하나가 두 갑판을 관통한 후 그라프슈페의 굴뚝 구역에서 폭발하여 원시 연료 처리 시스템을 파괴하고 16시간 분량의 연료만 남겨두어 본국으로 돌아갈 수 없게 만들었다.
이 시점에서 전투가 시작된 지 거의 한 시간이 지난 그라프슈페는 화력 아래에서 그러한 복잡한 연료 시스템 수리를 할 수 없었기 때문에 운명이 결정되었다. 대공포 3분의 2와 보조 포탑 중 하나가 파괴되었다. 사거리 내에 우군 해군 기지가 없었고 증원군도 없었다. 그녀는 항해 불능 상태였으며 중립항인 몬테비데오만 갈 수 있었다.
그라프슈페는 동쪽 항로에서 아약스와 아킬레스 뒤쪽으로, 북서쪽으로 방향을 틀어 연막을 폈다. 이 항로는 랑스도르프를 엑세터와 대략 평행하게 만들었다. 06시 50분까지 엑세터는 우현으로 심하게 기울고 함수에 물이 차고 있었다. 그럼에도 불구하고 그녀는 여전히 최고 속도로 항진하며 남아있는 포탑 하나로 발포했다. 40분 후, 근접 미사일이 튀긴 물이 그 포탑의 전기 시스템을 단락시켰다. 벨 함장은 교전을 중단할 수밖에 없었다. 그라프슈페는 엑세터를 마무리할 기회였을 것이다. 대신 아약스와 아킬레스의 합동 사격이 독일 함선에 접근하면서 랑스도르프의 주의를 끌었다.
20분 뒤 아약스와 아킬레스는 우현으로 방향을 돌려 모든 포를 조준했으며, 그라프슈페는 방향을 돌려 연막을 쳤다. 07시 10분, 두 경순양함은 로 거리를 줄이기 위해 방향을 돌렸지만, 이는 전방 포만 발사할 수 있다는 것을 의미했다. 07시 16분, 그라프슈페는 좌현으로 방향을 돌려 심하게 손상된 엑세터를 향해 직진했지만, 아약스와 아킬레스의 포격으로 인해 07시 20분에 방향을 돌려 포를 발사해야 했으며, 그들은 우현으로 방향을 돌려 모든 포를 조준했다. 아약스는 07시 24분에 우현으로 방향을 돌려 거리에서 어뢰를 발사했고, 그라프슈페는 연막 속으로 방향을 돌렸다. 07시 25분, 아약스는 포탄에 피격되어 "X" 포탑이 불능이 되고 "Y" 포탑이 고착되어 일부 사상자가 발생했다. 07시 40분까지 아약스와 아킬레스는 자원이 부족해졌고, 영국군은 전술을 변경하여 연막 속에서 동쪽으로 이동하기로 결정했다. 하우드는 그라프슈페를 미행하고 야간에 어뢰로 공격하며 속도와 기동성 이점을 더 잘 활용하고 장갑 결함을 최소화하기로 결정했다. 아약스는 다시 포탄에 피격되어 돛대가 파괴되고 더 많은 사상자가 발생했다. 그라프슈페는 계속 남서쪽으로 이동했다.
전투는 이제 추격전으로 바뀌었다. 아킬레스의 에드워드 패리 함장은 나중에 이렇게 썼다. "이날까지도 아드미랄 그라프슈페가 엑세터를 처리한 후에 왜 우리 아약스와 아킬레스를 처리하지 않았는지 모르겠다." 영국과 뉴질랜드 순양함은 흩어져 아드미랄 그라프슈페에서 약 거리를 유지했다. 아약스는 독일함의 좌현에, 아킬레스는 우현에 붙었다. 09시 15분, 아약스는 항공기를 회수했다. 09시 46분, 하우드는 컴벌랜드에 증원을 요청했고, 영국 해군 본부도 이내의 함선들에게 라플라타강으로 진격하라고 명령했다.
10시 05분, 아킬레스는 아드미랄 그라프슈페의 속도를 과대평가하여 독일군의 포격 사거리 안으로 들어왔다. 아드미랄 그라프슈페는 방향을 돌려 전방 포로 세 발씩 두 번의 일제사격을 가했다. 아킬레스는 연막 속으로 방향을 돌려 후퇴했다.
더들리 포프에 따르면, 11시 03분에 아드미랄 그라프슈페 근처에서 상선이 목격되었다. 몇 분 후, 아드미랄 그라프슈페는 무선 전신(아마 국제 감시 주파수인 500 kHz)으로 아약스를 호출했고, 양 함선의 전전(戰前) 호출 부호를 사용하여 "영국 증기선의 구명보트를 태워주십시오"라고 신호했다. 독일군의 호출 부호는 DTGS였으며, 이는 하우드에게 그가 교전한 주머니 전함이 실제로 아드미랄 그라프슈페임을 확인시켜 주었다. 아약스는 응답하지 않았지만, 잠시 후 영국 기함은 SS 셰익스피어와 함께 구명보트가 아직 매달려 있고 사람들이 아직 승선해 있는 상태로 접근했다. 아드미랄 그라프슈페는 총을 발사하여 정지하라고 명령했지만, 그들이 배를 떠나라는 명령에 따르지 않자 랑스도르프는 계속 항해하기로 결정했고, 셰익스피어는 운 좋게 탈출했다. 그림자 추격은 그날 내내 계속되다가 19시 15분, 아드미랄 그라프슈페가 방향을 돌려 아약스에 발포했고, 아약스는 연막 속으로 방향을 돌렸다.
이제 아드미랄 그라프슈페가 라플라타강 어귀로 진입하고 있다는 것이 분명해졌다. 어귀에는 모래톱이 있었기 때문에 하우드는 아킬레스에게 아드미랄 그라프슈페를 미행하도록 명령했고, 아약스는 다른 수로를 통해 되돌아오려는 모든 시도를 저지할 예정이었다. 태양은 20시 48분에 저물었고, 아드미랄 그라프슈페는 태양을 배경으로 실루엣을 형성했다. 아킬레스는 다시 거리를 좁혔고 아드미랄 그라프슈페는 발포하여 아킬레스가 방향을 돌리게 했다. 전투 중 양측에서 총 108명이 사망했으며, 이 중 36명은 아드미랄 그라프슈페에서 발생했다.
아드미랄 그라프슈페는 중립국 우루과이의 몬테비데오에 진입하여 12월 14일 00시 10분경 정박했다. 우루과이는 중립국이었지만, 발전 과정에서 영국의 상당한 영향력을 받아 연합국을 선호했기 때문에 이는 정치적 실책이었다. 예를 들어, 전투에서 부상자들이 이송된 영국 병원은 도시 최고의 병원이었다. 아르헨티나 해안에 위치한 마르델플라타 항구는 몬테비데오에서 남쪽으로 떨어져 있어 아드미랄 그라프슈페에게 더 나은 선택이었을 것이다. 또한, 만약 아드미랄 그라프슈페가 당시 항구를 떠났다면, 손상된 아약스와 아킬레스를 제외하고는 해당 지역에서 영국 군함과 마주치지 않았을 것이다.
몬테비데오의 덫.
몬테비데오에서 제13차 헤이그 협약이 발효되었다. 제12조에 따르면 "교전 중인 군함은 해당 국가의 항구, 정박지 또는 영해에 24시간 이상 머무를 수 없다." 제14조에 따르면 "교전 중인 군함은 손상으로 인한 경우를 제외하고는 허용된 시간을 넘어 중립항에 체류할 수 없다." 영국 외교관들은 그라프슈페의 신속한 출항을 당연히 압박했다. 또한 제16조의 일부인 "교전 중인 군함은 적국의 기를 단 상선이 출항한 후 24시간 이내에는 중립항이나 정박지를 떠날 수 없다"는 조항도 관련이 있었다.
의무에 따라 독일군은 선박에 억류되었던 영국 상선 선원 61명을 석방했다. 랑스도르프는 우루과이 정부에 수리를 위해 2주를 요청했다. 처음에는 우루과이에 주재하는 영국 외교관들, 주로 유진 밀링턴-드레이크가 아드미랄 그라프슈페의 즉시 출항을 여러 차례 요청했다. 해당 지역에 상당한 영국 해군력이 없다는 것을 알고 있던 런던과의 협의 후, 밀링턴-드레이크는 계속해서 아드미랄 그라프슈페의 출항을 요구했다. 동시에 그는 영국과 프랑스 상선들이 원래 그러할 의도가 없었더라도 24시간 간격으로 몬테비데오에서 출항하도록 주선하여 제16조를 발동시켰다. 이는 아드미랄 그라프슈페를 항구에 묶어두고 영국군이 해당 지역에 도달할 시간을 더 벌어주었다.
동시에 영국은 독일군 정보기관이 가로채는 것으로 알려진 주파수로 일련의 신호를 송출하여 군사정보를 허위로 흘려 독일군에게 압도적인 영국군 병력이 집결되고 있다는 인상을 주려고 했다. 실제로 두 순양함은 12월 14일 22시에 포클랜드 제도에서 를 34시간 만에 항해하여 전속력 시험 속도의 90% 이상을 훨씬 더 짧은 거리에서 달성한 컴벌랜드에 의해서만 합류되었다. 더 오래되고 큰 컴벌랜드는 엑세터보다 강력했으며, 추가적인 후방 포탑에 8인치 포 두 문이 더 있었지만, 그라프슈페의 포는 사거리가 훨씬 길고 훨씬 무거운 포탄(256파운드 대 660파운드)을 발사했기 때문에 대등하지 않았다. 압도적인 영국군(HMS 리나운, 아크 로열, , , 그리고 )은 출항 중이었지만, 12월 19일이 되어서야 집결할 것이었으며, 만약 아드미랄 그라프슈페가 컴벌랜드와 더 작은 호위함의 그림자를 피해 몬테비데오에서 북쪽이나 북동쪽으로 향했다면 더 일찍 요격할 수 있었다. 당분간 총 병력은 온전한 컴벌랜드(만재 탄약), 그리고 손상된 아약스와 아킬레스(고갈된 포탄)로 구성되었다. 선전 효과를 강화하기 위해 3마일 해리 바로 바깥에서 대기 중이던 이 함선들은 연막을 피우도록 명령받았고, 이는 몬테비데오 해안에서 선명하게 볼 수 있었다.
1939년 12월 15일, 올린투스는 아약스에 연료를 보급했는데, 이는 어려운 작업임이 입증되었다. 함선은 보급을 완료하기 위해 허리케인 닻줄을 사용해야 했다. 12월 17일, 아킬레스는 루앙 뱅크 해상에서 올린투스에게서 보급을 받았다.
독일군은 완전히 속아 라플라타강을 떠날 때 훨씬 우월한 병력을 마주할 것으로 예상했다. 아드미랄 그라프슈페는 또한 탄약의 3분의 2를 사용했으며, 약 20분 정도 더 발포할 수 있는 양만 남아 있었다. 이렇게 감소된 탄약 비축량은 예상되는 대규모 병력을 상대로 몬테비데오를 빠져나가는 데도 hardly 충분했으며, 하물며 독일로 돌아가는 데는 더욱 그러했다. 심지어 유일한 실제 영국 신참인 이전에 교전하지 않은 컴벌랜드조차도 해상 보급이 필요하기 전까지 약 90분 동안 전력으로 싸울 수 있었고, 최소 동안은 같거나 더 빠른 속도로 추격할 수 있었다.
한편, 그라프슈페가 만에 머무르는 동안 몬테비데오와 부에노스아이레스에 주재하는 영국 외교관들은 24시간 내내 해안에서 그녀를 면밀히 주시했으며, 잠재적인 탈출과 전투 재개에 대한 기대는 영국 선원들과 외교관들 사이에서 엄청난 수준의 긴장과 불안을 야기했다.
독일 측에서는 함선이 항구를 떠나지 못하게 되자 한스 랑스도르프 함장이 독일의 지휘부와 협의했다. 그는 일부 선택지를 허용했지만 우루과이에서의 억류는 허용하지 않는 명령을 받았다. 독일군은 우루과이가 연합국에 가담하도록 설득될 수 있다고 우려했다. 결국 그는 특별한 군사적 이득 없이 불필요한 인명 손실을 피하기 위해 12월 17일 라플라타강 어귀에 함선을 자침시키기로 결정했는데, 이 결정은 아돌프 히틀러를 격분시켰다.
아드미랄 그라프슈페의 승무원들은 아르헨티나 부에노스아이레스로 이송되었고, 랑스도르프 함장은 12월 19일 그곳에서 자살했다. 그는 완전한 군 예식을 갖춰 그곳에 안장되었으며, 여러 영국 장교들도 참석했다. 많은 승무원들은 현지 독일계 주민들의 도움으로 몬테비데오에 정착했다. 사망한 독일군 병사들은 몬테비데오 북부 공동묘지에 안장되었다. 아킬레스에서 사망한 세 명의 선원들은 몬테비데오의 영국인 공동묘지에 안장되었고, 엑세터에서 사망한 이들은 수장되었다.
독일의 선전 (사회학) 기계는 아드미랄 그라프슈페가 중순양함을 침몰시키고 두 척의 경순양함에 심각한 피해를 입혔으며, 자신은 경미한 손상만 입었다고 보도했다. 그러나 아드미랄 그라프슈페의 자침은 심각한 당혹감을 안겨주었고, 공개된 사실만으로는 설명하기 어려웠다. 이 전투는 영국에게 큰 승리였다. 아약스와 아킬레스의 피해는 전투 효율성을 떨어뜨릴 정도가 아니었고, 심각하게 손상된 엑세터는 긴급 수리를 위해 스탠리 (포클랜드 제도)에 도달하는 데 성공했기 때문이다.
엑세터에 복무하며 전투에 대한 기록을 남긴 앳윌 중위는 함선이 입은 피해와 스탠리까지 항해할 수 있도록 한 긴급 수리에 대해 자세히 설명했다. 전쟁이 끝날 때까지 그곳에 남아 녹슨 잔해가 될 것이라는 소문도 있었지만, 제1해군경 윈스턴 처칠은 제1해군경과 다른 이들에게 "우리는 엑세터의 전쟁 중 수리 불가 결정을 쉽게 받아들여서는 안 된다. 그녀는 가능한 한 내부를 보강하고 지지하여야 한다... 그리고 본국으로 돌아와야 한다"고 썼다. 엑세터는 HMNB 데번포트로 돌아와 13개월간의 재정비를 거쳤고, 이는 처칠의 명성을 높였다.
하우드는 전투에서의 뛰어난 활약으로 높이 평가되었지만, 주도성 부족과 더 공격적인 접근 방식을 사용하지 않은 것에 대한 비판도 받았다. 이러한 비판은 주로 아드미랄 그라프슈페가 탈출하도록 허용된 것에 기인하며, 이는 공동으로 더 큰 화력을 발휘할 수 있는 수적으로 우세한 함선들이 있었음에도 불구하고 발생했다.
아드미랄 그라프슈페에 의해 나포된 상선에서 포로가 되어 보급함 알트마르크로 옮겨졌던 포로들은 알트마르크호 사건 (1940년 2월 16일) 중 당시 노르웨이의 중립 해역인 요싱피오르에서 영국 구축함 의 승선조에 의해 풀려났다. 알트마르크로 옮겨지지 않았던 포로들은 전투 중 아드미랄 그라프슈페에 남아 있었고, 몬테비데오에 도착하자마자 석방되었다.
1939년 12월 22일, 아드미랄 그라프슈페의 수병 1,000여 명이 부에노스아이레스로 이송되어 그곳에 억류되었다. 최소 92명은 1940년 로사리오 (아르헨티나)의 수용소로 이송되었고, 일부는 부에노스아이레스주의 클럽 호텔 데 라 벤타나로, 또 다른 집단은 1932년 독일 이민자들이 세운 작은 마을인 빌라 헤네랄 벨그라노로 이송되었다. 이 수병들 중 일부는 나중에 그곳에 정착했다. 전쟁 후 많은 독일 수병들은 우루과이의 여러 지역에 영구히 정착했으며, 일부는 독일로 송환된 후 다시 돌아왔다. 몬테비데오 시 북부의 몬테비데오 북부 공동묘지에는 독일인 전사자들의 묘지가 줄지어 있다. 아킬레스호에서 전사한 세 명의 수병은 몬테비데오의 영국인 공동묘지에 안장되었고, 엑세터호에서 사망한 이들은 수장되었다.
정보 수집 및 인양.
자침 직후 아드미랄 그라프슈페의 잔해는 얕은 물에 가라앉아 함선의 상당 부분이 수면 위에 남아 있었지만, 수년 동안 잔해는 진흙 바닥으로 가라앉아 현재는 돛대 끝만 수면 위에 남아 있다.
자침 직후 레이더 전문가가 몬테비데오로 파견되어, 아마 포술 조준용으로 보이는 회전식 안테나가 57cm 또는 114cm 파장으로 송신하고 있다고 보고했다. 1940년 2월, 미국 해군 경순양함 의 수병들이 이 잔해에 승선했다.
함선의 조각과 부품들은 박물관에 전시되기도 했고, 그라프슈페의 금속학적 분석과 같은 시험을 수행한 과학자들에 의해 연구되기도 했다.
1964년에는 몬테비데오 항구에 이 함선을 기념하는 기념비가 세워졌다. 이 기념비의 일부는 아드미랄 그라프슈페의 닻이다.
1997년에는 아드미랄 그라프슈페의 보조 포탑 중 하나가 인양되어 복원되었으며, 현재 몬테비데오 국립 해양 박물관 밖에 전시되어 있다.
2004년 2월, 인양팀은 잔해 인양 작업을 시작했다. 이 작업은 우루과이 정부와 민간 부문의 자금 지원을 받았는데, 이는 잔해가 항해에 위험을 초래하기 때문이다. 첫 번째 주요 부분인 의 무거운 포술 통제소가 2004년 2월 25일에 인양되었다. 전체 잔해를 인양하는 데는 몇 년이 걸릴 것으로 예상된다. 제임스 카메론이 인양 작업을 촬영했다. 인양된 후에는 함선을 복원하여 국립 해양 박물관에 전시할 계획이다.
많은 독일 참전 용사들은 잔해가 전쟁 묘지이자 수중 역사 기념물로 존중되어야 한다고 생각하여 복원 시도를 지지하지 않았다. 2005년 당시 87세였던 전 어뢰 전문가 한스 오이펠은 "이것은 광기이고, 너무 비싸고 무의미하다. 우리가 설치한 세 개의 폭발물 중 하나가 폭발하지 않았기 때문에 위험하기도 하다"고 말했다.
2006년 2월 10일, 아드미랄 그라프슈페의 함미에서 , 400kg의 독수리와 만자 문장이 새겨진 문장이 회수되었다. 갈고리 발톱에 만자가 새겨진 화환을 움켜쥔 날개를 펼친 나치 독수리 동상은 전통적인 선수상처럼 뱃머리가 아닌 함미에 부착되어 있었다. 이것은 전전 독일 군함의 공통적인 특징이었다. 다른 경우에는 전쟁 발발 시 다양한 실용적인 이유로 제거되었지만, 아드미랄 그라프슈페는 전쟁이 시작될 때 이미 항해 중이었기 때문에 부착된 채로 작전에 돌입하여 자침되었고, 이는 회수를 가능하게 했다. 나치 독일에 대한 고통스러운 기억을 가진 사람들의 감정을 보호하기 위해, 문장을 물에서 끌어올릴 때 문장의 바닥에 있는 만자는 덮개로 가려졌다. 이 문장은 독일의 "나치 선전물" 전시 항의 이후 우루과이 해군 창고에 보관되었다.
1956년, 라플라타강의 전투 (미국 개봉명: 그라프 슈페 추격전)라는 영화가 이 전투와 아드미랄 그라프슈페의 최후를 다루며 제작되었는데, 피터 핀치가 랑스도르프 역을, 앤서니 퀘일이 하우드 역을 맡았다. 핀치는 랑스도르프를 신사적으로 동정적으로 묘사한다. 1948년 HMIS 델리로 재취역하여 인도 왕립 해군의 기함이 된 아킬레스호는 영화에서 자신을 연기했다. HMS 아약스 (쌍포탑)는 HMS 셰필드 (삼중 포탑)가, HMS 엑세터 (쌍포탑)는 HMS 자메이카 (삼중 포탑)가, HMS 컴벌랜드는 자신을 연기했다 (비록 시험 플랫폼으로 무장 해제되었지만). 아드미랄 그라프슈페 (두 포탑)는 미 해군 중순양함 (세 포탑)이 연기했다.
미완성된 배틀급 구축함 HMS 리버 플레이트는 이 전투의 이름을 따서 명명되었다.
이 전투는 오랫동안 잉글랜드 해변 휴양지 스카버러의 피숄름 공원에서 여름 시즌 내내 대규모 모형 보트로 재연되었다. 현재 재연은 영국 함선 호송대와 인근 해안을 점령한 미상의 적 사이의 익명 전투를 묘사한다.
전투 후, 온타리오주의 새로운 도시 에이잭스 (온타리오주)는 제2차 세계 대전 탄약 생산 중심지로 건설되었으며, HMS 아약스의 이름을 따서 명명되었다. 많은 거리들이 아약스, 엑세터, 아킬레스에 탑승했던 하우드 제독의 승무원들의 이름을 따서 명명되었다. 주요 도로는 하우드 제독의 이름을 따서 명명되었고, 작은 거리는 (논란 끝에) 랑스도르프 함장의 이름을 따서 명명되었다. 2007년 10월 6일 알베르타너 독일어 신문 기사에 따르면, 에이잭스 시장 스티브 패리(Steve Parish)는 랑스도르프가 전형적인 나치 장교가 아니었다고 선언하며 이 결정을 옹호했다. (위 "여파" 섹션의) 첨부된 승무원 장례식 사진은 랑스도르프가 전통적인 해군식 경례로 경의를 표하는 모습을 보여주며, 그의 옆과 뒤에 있는 사람들심지어 일부 성직자들까지는 파시스트식 경례를 하고 있다. 이 거리 이름은 대중의 반대에 따라 2021년에 변경되었다.
또한 캐나다에서는 함선 이름과 G 부대 사령관의 이름이 사관생도대에 사용되었다. 온타리오주 궬프에 있는 캐나다 왕립 해양 사관생도대 (RCSCC) 아약스 89호; 온타리오주 궬프에 있는 해군 리그 사관생도대 (NLCC) 아킬레스 34호; 해군 리그 렌네트 부대 (NLWC) 레이디 엑세터 (현재 해체); 그리고 세 부대가 공유하는 캠프인 캠프 컴벌랜드 (이 캠프는 1999년경 해체되어 더 이상 존재하지 않음). RCSCC 하우드 244호와 NLCC 엑세터 173호는 에이잭스, 온타리오주에 위치해 있다.
뉴사우스웨일스주 넬슨 베이의 여러 거리들은 몬테비데오 퍼레이드, 아킬레스 거리, 아약스 애비뉴, 하우드 애비뉴, 엑세터 로드(현재 쇼얼 베이 로드)를 포함하여 이 전투의 이름을 따서 명명되었다. 뉴질랜드 왕립 해군의 모항인 오클랜드 (뉴질랜드)에는 아킬레스, 아약스, 엑세터의 이름을 딴 거리가 있다. 뉴사우스웨일스주 노스 울런공의 세 거리는 아약스 애비뉴, 엑세터 애비뉴, 아킬레스 애비뉴로 명명되었다.
이 전투는 뉴질랜드의 국기가 HMS 아킬레스에서 전투에서 처음으로 게양되었다는 점에서 중요한 의미를 지닌다. 또한 뉴질랜드 남섬의 투 썸 산맥 지역에는 이 전투를 기념하여 네 개의 산봉우리가 명명되었다. 이들은 아킬레스(2,544m), 엑세터(2,327m), 아약스(2,319m), 그라프슈페(2,267m)이다.
야하타촌()은 일본 오이타현 구스군에 설치되었던 촌이다. 현재의 구스정의 일부에 해당한다.
기타야마다촌()은 일본 오이타현 구스군에 설치되었던 촌이다. 현재의 구스정의 일부에 해당한다.
모리정()은 일본 오이타현 구스군에 설치되었던 정이다. 현재의 구스정의 일부에 해당한다.
미나미야마다촌()은 일본 오이타현 구스군에 설치되었던 촌이다. 현재의 고코노에정의 일부에 해당한다.
히가시한다촌()은 일본 오이타현 구스군에 설치되었던 촌이다. 현재의 고코노에정의 일부에 해당한다.
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기바루촌()은 일본 오이타현 나오이리군에 있던 촌이다. 현재의 다케타시의 일부에 해당한다.
도요오카촌()은 일본 오이타현 나오이리군에 있던 촌이다. 현재의 다케타시의 일부에 해당한다.
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미야도촌()은 일본 오이타현 나오이리군에 있던 촌이다. 현재의 다케타시의 일부에 해당한다.
쓰키노키촌()은 일본 오이타현 시모게군에 있던 촌이다. 현재의 나카쓰시의 일부에 해당한다.
미사토촌()은 일본 오이타현 시모게군에 있던 촌이다. 현재의 나카쓰시의 일부에 해당한다.
미조베촌()은 일본 오이타현 시모게군에 있던 촌이다. 현재의 나카쓰시의 일부에 해당한다.
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LA 라이엇()는 미국 캘리포니아주 로스앤젤레스를 연고로 하는 3on3리그인 BIG3 소속 농구 팀이다.
부유선광(froth flotation)은 소수성 물질을 친수성 물질로부터 선택적으로 분리하는 공정이다. 이는 광물 가공, 종이 재활용 및 폐수 처리 산업에서 사용된다. 역사적으로 이는 광업에서 처음 사용되었으며, 20세기 주요 기술 중 하나였다. 이는 "황화물 광물 회수 및 업그레이드에 사용되는 가장 중요한 단일 작업"으로 묘사되어 왔다. 거품 부유선광의 개발은 구리 및 납 함유 광물과 같은 귀중한 광물의 회수를 향상시켰다. 기계화된 채굴과 함께, 이는 이전에 가능했던 것보다 훨씬 낮은 등급의 광석에서 귀중한 금속을 경제적으로 회수할 수 있게 했다.
부유선광은 광범위한 분리 작업에 적용된다. 매년 약 10억 톤의 물질이 이러한 방식으로 처리되는 것으로 추정된다.
광물 가공.
부유선광은 광물과 맥석 사이의 소수성 차이를 이용하여 광물을 분리하는 공정이다. 귀중한 광물과 폐기물 맥석 간의 소수성 차이는 계면활성제와 습윤제를 사용하여 증가된다. 부유선광 공정은 추가 정제 전에 광범위한 황화물, 탄산염 및 산화물을 분리하는 데 사용된다. 인산염과 석탄도 부유선광 기술로 업그레이드(정제)된다. "등급-회수 곡선"은 고등급 정광 생산과 비용 간의 상충 관계를 측정하는 도구이다. 이 곡선은 특정 공급 등급 및 공급 속도의 등급-회수 관계만 비교한다.
폐수 처리.
부유선광 공정은 산업 폐수 처리 시설에서도 널리 사용되며, 폐수에서 지방, 기름, 그리스 및 부유 물질을 제거한다. 이러한 장치를 용존 공기 부유선광 (DAF) 장치라고 한다. 특히, 용존 공기 부유선광 장치는 정유공장, 석유화학제품 및 화학 공장, 천연 가스 처리 공장 및 유사한 산업 시설의 폐수 폐수에서 기름을 제거하는 데 사용된다.
처리할 광석은 입자로 분쇄된다(분쇄(광물가공)). 이상적인 경우, 개별 광물은 물리적으로 분리되며, 이는 완전 해방으로 알려진 공정이다. 입자 크기는 일반적으로 지름 2–500 마이크로미터 범위이다. 부유선광을 위해, 분쇄된 광석의 수성 슬러리는 거품제와 함께 처리된다. 예를 들어, 방연석(황화 납)을 섬아연석(황화 아연)으로부터 분리하기 위한 부유선광에서 집광제로 에틸 크산틴산 나트륨이 사용된다. 크산틴산 음이온의 극성 부분은 광석 입자에 부착되고 비극성 탄화수소 부분은 소수성 층을 형성한다. 입자는 공기 방울에 의해 수면으로 운반된다. 효율적인 분리를 위해 광석 1미터톤당 약 300 그램이 필요하다. 크산틴산염에서 탄화수소 사슬의 길이가 증가함에 따라 소수성 작용의 효율성은 증가하지만, 광석 유형에 대한 선택성은 감소한다. 사슬은 에틸 크산틴산 나트륨에서 가장 짧아 구리, 니켈, 납, 금 및 아연 광석에 대한 선택성이 매우 높다. 수소 이온 농도 지수 7-11의 수용액(10%)이 일반적으로 공정에서 사용된다. 소수성 입자와 친수성 입자의 이 슬러리(더 정확히는 펄프)는 거품을 생성하기 위해 통기되는 부유선광조라고 알려진 탱크로 도입된다. 소수성 입자는 공기 방울에 부착되어 표면으로 떠올라 거품을 형성한다. 거품은 조에서 걷어내어져 대상 광물의 정광("농축물")을 생성한다.
거품으로 뜨지 않는 광물은 부유선광 찌꺼기 또는 부유선광 잔류물이라고 불린다. 이러한 찌꺼기는 처음 뜨지 않은 귀중한 입자를 회수하기 위해 추가 부유선광 단계를 거칠 수도 있다. 이를 스캐빈징이라고 한다. 스캐빈징 후 최종 찌꺼기는 일반적으로 광산 매립 또는 장기 저장을 위한 광미 처리 시설로 펌프질되어 처분된다.
부유선광은 일반적으로 대상 광물 또는 광물의 회수율과 정광 내 해당 광물의 농도를 극대화하는 동시에 에너지 투입을 최소화하기 위해 여러 단계로 수행된다.
부유선광 단계.
첫 번째 단계는 러핑(roughing)이라고 불리며, 러퍼 농축물을 생산한다. 목표는 가능한 한 거친 입자 크기로 귀중한 광물을 최대한 많이 제거하는 것이다. 분쇄에는 에너지가 소모된다. 목표는 귀중한 광물에서 충분한 맥석을 분리하여 높은 회수율을 얻는 것이다. 일부 정광 공장에서는 탄소질 먼지와 같은 저밀도 불순물을 제거하기 위해 사전 부유선광 단계를 사용한다. 러퍼 농축물은 세척(cleaning)이라고 알려진 공정에서 거품에 포함된 원치 않는 광물을 더 많이 제거하기 위해 추가 부유선광 단계를 거친다. 결과물은 종종 추가 분쇄(일반적으로 재분쇄라고 불림)를 거친다. 재분쇄는 종종 아이사밀과 같은 전문 재분쇄기에서 수행된다. 러퍼 부유선광 단계는 종종 러퍼 광미에 적용되는 스캐빈저 부유선광 단계가 뒤따르며, 이는 대상 광물을 추가로 회수하기 위함이다.
부유선광의 과학.
주어진 광석 슬러리에서 효과적이기 위해, 채집제는 분리될 입자 유형의 선택적 젖음을 기반으로 선택된다. 좋은 채집제는 입자 유형 중 하나와 물리적 또는 화학적으로 흡착될 것이다. 입자에 대한 계면활성제의 습윤 활동은 원칙적으로 액체/기포 계면의 접촉각을 측정함으로써 정량화될 수 있다. 기포가 입자에 부착되는 또 다른 중요한 측정은 유도 시간인데, 이는 입자와 기포를 분리하는 얇은 막이 파괴되는 데 필요한 시간이다. 이 파괴는 입자와 기포 사이의 표면 힘에 의해 달성된다.
기포-입자 부착 메커니즘은 복잡하지만, 충돌, 부착 및 분리의 세 단계로 구성되는 것으로 간주된다. 충돌은 입자가 기포의 충돌 튜브 내에 있을 때 발생하며, 이는 기포의 속도와 기포의 반경에 영향을 받는다. 충돌 튜브는 입자가 기포와 충돌할 영역에 해당하며, 충돌 튜브의 둘레는 스치듯이 지나가는 궤적에 해당한다.
입자가 기포에 부착되는 것은 입자와 기포의 유도 시간에 의해 제어된다. 입자와 기포는 결합해야 하며, 이는 입자와 기포가 서로 접촉하는 시간이 필요한 유도 시간보다 길 때 발생한다. 이 유도 시간은 유체 점도, 입자 및 기포 크기, 그리고 입자와 기포 사이의 힘에 영향을 받는다.
입자와 기포의 분리는 표면 장력에 의해 가해지는 힘이 전단력과 중력에 의해 초과될 때 발생한다. 이러한 힘은 복잡하며 셀 내에서 다양하다. 높은 전단력은 기계적 부유선광조의 임펠러 근처에서 경험될 것이며, 대부분의 중력은 부유선광 칼럼의 집합 및 세척 구역에서 경험될 것이다.
미세 입자의 동반은 이러한 입자들이 낮은 충돌 효율과 슬라이밍 및 입자 표면의 분해를 경험하기 때문에 발생한다. 조대 입자는 낮은 해방 및 높은 분리 효율로 인해 귀중한 광물의 회수율이 낮다.
부유선광 장비.
부유선광은 직사각형 또는 원통형의 기계적으로 교반되는 셀 또는 탱크, 부유선광 칼럼, 제임슨 셀 또는 탈묵 부유선광 기계에서 수행될 수 있다. 공기 흡수 방식에 따라 분류하면, 공압식 및 기계식 기계의 두 가지 distinct 그룹의 부유선광 장비가 생겨났다고 말할 수 있다. 일반적으로 공압식 기계는 저품위 농축물을 제공하고 운영상의 문제가 거의 없다.
기계식 셀은 혼합 탱크 바닥에 큰 믹서와 확산 메커니즘을 사용하여 공기를 도입하고 혼합 작용을 제공한다. 부유선광 칼럼은 스파저를 사용하여 높은 칼럼 바닥에 공기를 도입하고 위에 슬러리를 도입한다. 아래로 흐르는 슬러리와 위로 흐르는 공기의 역류 운동은 혼합 작용을 제공한다. 기계식 셀은 일반적으로 처리량이 높지만 품질이 낮은 물질을 생산하는 반면, 부유선광 칼럼은 일반적으로 처리량이 낮지만 품질이 높은 물질을 생산한다.
제임슨 셀은 임펠러나 스파저를 사용하지 않고, 대신 다운코머에서 슬러리를 공기와 결합시켜 높은 전단력을 통해 기포와 입자가 접촉하는 데 필요한 난류 조건을 생성한다.
부유선광 화학물질.
집광제.
많은 광석(예: 구리, 몰리브덴, 텅스텐, 니켈 광석)의 경우, 집광제는 음이온성 황 리간드이다. 특히 황화 광물에 인기가 있는 것은 크산틴산염 염으로, 크산틴산 아밀 칼륨(PAX), 크산틴산 이소부틸 칼륨(PIBX), 에틸 크산틴산 칼륨(KEX), 크산틴산 이소부틸 나트륨(SIBX), 크산틴산 이소프로필 나트륨(SIPX), 에틸 크산틴산 나트륨(SEX)이 포함된다. 관련 집광제로는 관련 황 기반 리간드인 다이티오포스페이트, 다이티오카르바메이트가 있다. 다른 집광제 종류에는 싸이오요소 티오카르바닐라이드가 포함된다. 지방산 카르복실산염, 알킬 황산염 및 알킬 술폰산염도 산화 광물에 사용되어 왔다.
일부 광물(예: KCl용 실비나이트)의 경우, 지방족 아민이 집광제로 사용된다.
거품제.
다양한 화합물이 거품을 안정화시키기 위해 첨가된다. 이러한 첨가제에는 송진유와 다양한 알코올: 메틸 이소부틸 카르비놀(MIBC), 폴리글리콜, 크실레놀(크레실산)이 포함된다.
한 판매업체에 따르면, 억제제는 "하나의 광물이 집광제와 상호작용하는 것을 선택적으로 억제함으로써 부유선광 공정의 효율을 높인다." 따라서 전형적인 분쇄 광석 시료는 많은 성분으로 구성되어 있으며, 이 중 하나 또는 소수만이 집광제의 표적이다. 억제제는 이러한 다른 성분에 결합하여 집광제가 낭비되는 것을 방지한다. 억제제는 특정 광석에 따라 선택된다. 전형적인 억제제는 녹말, 폴리페놀, 양잿물 및 석회이다. 이들은 저렴하고 일반적으로 산소가 풍부하다.
조정제.
분리 공정을 최적화하기 위해 다양한 다른 화합물이 첨가되는데, 이러한 첨가제를 조정제라고 한다. 조정 시약은 광물 표면 또는 부유선광 펄프 내 집광제 및 기타 이온과 반응하여 변형 및 제어된 부유선광 반응을 유도한다.
특정 응용 분야.
황화광.
1907년 이전에는 미국에서 채굴되는 구리 중 거의 전부가 지하 광맥에서 나왔으며, 평균 구리 함량은 2.5퍼센트였다. 1991년에는 미국에서 채굴되는 구리 광석의 평균 등급이 0.6퍼센트로 떨어졌다.
비황화 광석.
부유선광은 염화 나트륨 및 점토 광물로부터 염화 칼륨을 정제하는 데 사용된다. 분쇄된 광물은 지방족 암모늄 염의 존재 하에 염수에 현탁된다. 암모늄 머리 그룹과 K+는 이온 반경이 매우 유사하기 때문에(각각 약 0.135, 0.143 nm), 암모늄 중심은 NaCl 입자가 아닌 KCl 입자의 표면 칼륨 위치와 교환된다. 그런 다음 긴 알킬 사슬은 입자에 소수성을 부여하여 거품을 형성할 수 있도록 한다.
재활용 종이 탈묵을 위한 화합물.
부유선광은 재활용 종이를 회수하는 데 사용되는 공정 중 하나이다. 제지 산업에서 이 단계를 탈묵 또는 단순히 부유선광이라고 부른다. 목표는 재활용 종이에서 소수성 오염 물질을 분리하고 제거하는 것이다. 오염 물질은 주로 인쇄 잉크와 스티키(제지)이다. 일반적으로 3, 4 또는 5개의 부유선광조가 직렬로 연결된 2단계 시스템으로 구성된다.
환경적 고려사항.
연간 수백만 톤 규모로 오랫동안 수행되어 온 모든 기술과 마찬가지로, 부유선광 기술은 광업으로 인한 혼란 외에도 환경을 위협할 가능성이 있다. 부유선광은 많은 유기 화학 물질을 사용하며 정교한 기계 장치에 의존한다. 일부 화학 물질(시안화물)은 급성 독성을 띠지만 무해한 생성물로 가수분해된다. 자연 발생 지방산은 널리 사용된다. 광미와 폐수는 늘어선 연못에 담겨 있다. 부유선광은 플라스틱과 금속 재활용, 그리고 수처리를 포함하여 "환경 현장 정화 작업에서의 잠재적인 유용성으로 인해 활동 증가가 예상된다."
부유선광 공정은 고대 그리스 및 페르시아 문헌에 기술되어 있다. 19세기 후반에는 공정의 기본 원리가 느린 진화 단계를 통해 발견되었다. 20세기 첫 10년 동안, 오일, 거품 및 교반에 대한 보다 빠른 연구를 통해 입증된 작업장 적용, 특히 호주 브로큰힐에서 "거품 부유선광"으로 알려진 기술 혁신이 이루어졌다. 20세기 초, 거품 부유선광은 광물 가공에 혁명을 가져왔다.
처음에는 지방산 및 오일과 같은 자연 발생 화학 물질이 귀중한 광물의 소수성을 증가시키기 위해 대량으로 부유선광 시약으로 사용되었다. 그 이후로 이 공정은 광범위한 분리 대상 물질에 적용되었으며, 계면활성제 및 합성 화합물을 포함한 추가적인 집광제가 다양한 응용 분야에 채택되었다.
영국인 윌리엄 헤인즈는 1860년에 오일을 사용하여 황화물과 맥석 광물을 분리하는 공정 특허를 받았다. 후대의 작가들은 헤인즈의 특허를 최초의 "대량 오일 부유선광" 특허로 지적했지만, 현장 테스트나 상업적으로 사용되었다는 증거는 없다. 1877년 독일 드레스덴의 베셀 형제(아돌프와 아우구스트)는 흑연 추출을 위한 상업적으로 성공적인 오일 및 거품 부유선광 공정을 도입했는데, 일부에서는 이를 거품 부유선광의 뿌리로 여긴다. 그러나 베셀 공정은 스리랑카에서 고품위 흑연이 발견된 후 경제성이 떨어져 거의 잊혀졌다.
필라델피아의 발명가 히즈키아 브래드포드는 "광석 분리 시 부유 물질을 회수하는 방법"을 발명하고 1886년 7월 20일 미국 특허 번호 345951을 받았다. 그는 나중에 1893년에 현재 석탄 산업에서 사용되는 브래드포드 브레이커의 특허를 받을 것이다. 1870년에 특허를 받은 그의 "브래드포드 세척기"는 비중에 따라 철, 구리 및 납-아연 광석을 농축하는 데 사용되었지만, 농축 과정에서 일부 금속이 부유하여 손실되었다. 1886년 특허는 표면 장력을 사용하여 이 "부유물"을 포착하기 위한 것이었으며, 오일 거품 부유선광에 의해 가려진 최초의 표면 부유선광 공정 특허였다.
1886년 8월 24일, 캐리 에버슨은 오일과 함께 산 또는 염을 요구하는 공정 특허를 받았다. 이는 공정 역사에서 중요한 진전이었다. 1890년까지 에버슨 공정 테스트는 콜로라도 주 조지타운과 실버 클리프, 오리건 주 베이커에서 이루어졌다. 그녀는 남편의 사망으로 작업을 중단했으며, 상업적으로 성공적인 공정을 완성하기 전이었다. 나중에 1910년대에 다양한 특허의 유효성을 둘러싼 법적 분쟁이 최고조에 달했을 때, 에버슨의 특허는 종종 최초의 부유선광 특허로 지적되었다. 이는 후속 경쟁자들이 그 공정을 다시 특허받을 수 없다는 것을 의미했을 것이다. 최근 역사가 던 번약에 의해 많은 혼란이 해소되었다.
최초의 상업적 부유선광 공정.
황화물 광물에 대해 일반적으로 인정되는 최초의 상업적으로 성공적인 부유선광 공정은 형인 스탠리와 함께 개발에 참여한 프랭크 엘모어가 발명했다. 북웨일스 돌겔라우 근처 야넬티드의 글라스디르 구리 광산은 1896년 엘모어 형제가 아버지 윌리엄과 함께 매입했다. 1897년, 엘모어 형제는 글라스디르 광산에 세계 최초의 산업 규모 상업용 광물 정광 부유선광 공정을 설치했다. 이 공정은 거품 부유선광이 아니라 오일을 사용하여 분쇄된 황화물을 응집시켜(공처럼 만들어) 표면으로 떠오르게 하는 방식이었고, 1898년에 특허를 받았다(1901년 개정). 이 작업과 공정은 1900년 4월 25일 영국 광업 및 야금학회(Institution of Mining and Metallurgy of England)의 거래에서 설명되었으며, 1900년 6월 23일 뉴욕시의 Engineering and Mining Journal에 주석과 함께 재인쇄되었다. 이때 그들은 공기 방울이 오일이 광물 입자를 운반하는 데 도움을 주는 중요성을 인식했다. 공정 개선을 위한 수정이 이루어지면서 노르웨이에서 호주에 이르는 비철 금속 광석에 성공적으로 적용되었다.
엘모어스는 전 세계적으로 공정의 상업적 사용을 촉진하기 위해 Ore Concentration Syndicate Ltd라는 회사를 설립했다. 1900년, 캘리포니아 버클리의 찰스 버터스는 웨일스 야넬티드에서 시연을 본 후 엘모어 공정에 대한 미국 권리를 획득했다. 청화제련법 전문가인 버터스는 솔트레이크시티의 둘리 빌딩 지하실에 엘모어 공정 공장을 건설하고, 지역 전역의 금 광석에 대해 오일 공정을 테스트했으며, 유타주 틴틱 지구의 매머스 금 제련소의 광미를 테스트했지만 성공하지 못했다. 버터스의 명성과 그의 실패 소식, 그리고 브리티시컬럼비아주 로스랜드의 르루아 금 광산에서의 실패한 시도 때문에 엘모어 공정은 북미에서 거의 무시되었다.
다른 곳, 특히 오스트레일리아 브로큰힐에서 미네랄스 세퍼레이션에 의해 진행된 개발은 수십 년간의 치열한 법적 분쟁과 소송(예: 미네랄스 세퍼레이션 대 하이드)으로 이어졌고, 결국 엘모어스는 엘모어 공정이 더 발전된 기술에 의해 대체되면서 패소했다. 또 다른 부유선광 공정은 1901년 호주에서 찰스 빈센트 포터에 의해, 그리고 거의 동시에 기욤 다니엘 델프라트에 의해 독립적으로 발명되었다. 포터는 양조업자이자 화학자였으며, 맥주 거품이 맥주 속 침전물을 떠오르게 하는 방식에서 영감을 받았을 가능성이 있다. 이 공정은 오일을 사용하지 않고, 펄프에 산을 도입하여 생성되는 기체에 의한 부유선광에 의존했다. 1903년, 포터는 당시 BHP의 총책임자였던 델프라트를 특허 침해로 고소했다. 그는 유용성 문제로 패소했는데, 델프라트가 공정에서 기포를 생성하기 위해 황산을 사용한 자신의 공정이 염석고를 사용한 델프라트의 공정만큼 유용하지 않다고 주장했기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 소송이 끝난 후 BHP는 부유선광 공정에 황산을 사용하기 시작했다.
1902년, 프롬먼트는 포터-델프라트 공정을 수정하여 오일과 기체 부유선광을 결합했다. 20세기 첫 10년 동안, 브로큰힐은 서로에게서 배우고 이러한 첫 성공을 바탕으로 거품 부유선광 공정을 완성하는 데 많은 기술자들이 혁신의 중심이 되었다.
또 다른 공정은 1902년 아서 C. 캐터몰에 의해 개발되었는데, 그는 펄프를 소량의 오일로 유화시키고, 격렬한 교반을 가한 다음, 느린 교반을 통해 목표 광물을 응집시켜 중력으로 펄프에서 분리되는 덩어리를 만들었다. 1903년 영국에서 캐터몰 특허를 인수하기 위해 설립된 Minerals Separation Ltd.는 이 특허가 성공적이지 못하다는 것을 발견했다. 직원 야금학자들은 다른 발견들을 계속 테스트하고 결합하여 1905년에 회사 임원과 특허권자의 이름을 따서 설먼-피카드-발로트 공정이라고 불리는 자신들의 공정을 특허받았다. 이 공정은 그 해 브로큰힐의 중앙 블록 공장에서 성공적으로 입증되었다. 그들의 "교반 거품 부유선광" 공정에서 중요한 점은 1% 미만의 오일 사용과 작은 기포를 생성하는 교반 단계로, 이는 금속을 포집하고 표면에서 거품으로 떠오르게 하는 더 넓은 표면적을 제공했다. 레슬리 브래드포드는 포트피리에서, 그리고 윌리엄 파이퍼, 허버트 젭 경 및 오귀스트 드 바베이는 유용한 작업을 수행했다.
미네랄스 세퍼레이션은 또한 부유선광 공정에 대한 잠재적 충돌 권리의 소유권을 통합하기 위해 다른 특허를 매입했다. 단, 엘모어 특허는 제외했다. 1910년, 아연 회사(Zinc Corporation)가 브로큰힐 공장에서 엘모어 공정을 미네랄스 세퍼레이션(설먼-피카드-발로트) 거품 부유선광 공정으로 대체했을 때, 다른 공정 경쟁자들에 대한 미네랄스 세퍼레이션의 우위가 확고해졌다. 헨리 리빙스턴 설먼은 나중에 (영국) 광업야금학회 회장으로 선출되어 동료들로부터 인정을 받았으며, 동 학회로부터 금메달을 수상했다.
미국에서의 발전은 그다지 두드러지지 않았다. 1904년 이후 버터스 등의 실패에 이어 스코틀랜드인 스탠리 매퀸스턴의 공정(표면 장력 기반 방식)이 네바다와 아이다호에서 어느 정도 성공을 거두며 개발되었지만, 슬라임이 존재하면 작동하지 않는 큰 결점이 있었다. 덴버의 헨리 E. 우드는 1907년 같은 방식으로 부유선광 공정을 개발하여 1911년에 특허를 받았고, 몰리브데넘 광석에 어느 정도 성공을 거두었다. 그러나 대부분의 경우, 이러한 시도들은 미미한 성공이라고밖에 할 수 없는 고립된 시도들이었다.
1911년, 미네랄스 세퍼레이션의 전 직원이었던 제임스 M. 하이드는 미네랄스 세퍼레이션 공정을 수정하여 몬태나주 베이신의 버트 &amp; 수페리어 공장에 시험 플랜트를 설치했는데, 이는 미국 내 최초의 그러한 시설이었다. 1912년 그는 아메리카 최초의 대규모 부유선광 플랜트인 몬태나주 버트의 버트 &amp; 수페리어 아연 공장을 설계했다. 샌프란시스코에 사무실을 설립한 미네랄스 세퍼레이션은 하이드와 버트 &amp; 수페리어 회사를 상대로 특허 침해 소송을 제기했으며, 두 소송 모두 결국 미 연방 대법원에서 승소했다. 버트 &amp; 수페리어를 통제하던 대니얼 코원 잭링과 그의 파트너들은 또한 미네랄스 세퍼레이션 특허를 반박하고 10년 이상 지속된 법적 싸움에 자금을 지원했다. 그들은 – 유타 구리(케네콧), 네바다 콘솔리데이티드, 치노 구리, 레이 콘 및 기타 잭링 회사들 – 결국 1922년에 미네랄스 세퍼레이션 공정 사용 라이선스에 대해 상당한 수수료를 지불하며 합의했다. 분쟁의 한 가지 불행한 결과는 한 세대 동안 광업 엔지니어링 커뮤니티 간의 전문적인 분열이었다.
1913년, 미네랄스 세퍼레이션은 애리조나주 마이애미에 있는 인스퍼레이션 구리 회사에 시험 플랜트 건설 비용을 지불했다. 샌프란시스코 사무소장인 에드워드 너터의 지휘 아래 건설된 이 플랜트는 성공을 거두었다. 인스퍼레이션의 엔지니어 L. D. 리케츠는 중력 농축 공장을 헐고 미네랄스 세퍼레이션 공정으로 대체했는데, 이는 미국 구리 광산에서 이 공정을 처음으로 대규모로 사용한 사례였다. 인스퍼레이션 주식의 주요 보유자들은 버트의 위대한 아나콘다 광산을 통제하던 사람들이었다. 그들은 인스퍼레이션의 성공을 즉시 따라 1915-1916년 버트에 미네랄스 세퍼레이션 라이선스 공장을 건설했는데, 이는 미네랄스 세퍼레이션 특허 공정의 최종 수용에 대한 중요한 진술이었다.
유타주 솔트레이크시티의 제너럴 엔지니어링의 존 M. 캘로우는 기술 문헌과 버트 앤 수페리어 공장, 애리조나의 인스피레이션 구리 광산에서의 도입을 통해 부유선광을 추적하며 기계적 교반이 기존 기술의 단점임을 알아냈다. 압축 공기가 공급되는 다공성 벽돌과 기계적 교반 메커니즘을 도입한 캘로우는 1914년에 특허를 신청했다(일부는 잭링의 지지자였던 캘로우가 자신의 셀을 미네랄스 세퍼레이션에 로열티를 지불하지 않기 위한 수단으로 발명했다고 주장하며, 결국 그의 셀을 사용하는 회사들은 법원의 명령으로 로열티를 지불하게 되었다). 공압 부유선광으로 알려진 이 방법은 미네랄스 세퍼레이션의 부유선광 농축 공정에 대한 대안으로 인정받았다. 미국 광업 기술자 학회는 캘로우에게 1926년 부유선광 분야에 대한 그의 공헌으로 제임스 더글라스 금메달을 수여했다. 그 무렵, 부유선광 기술은 특히 크산틴산염 및 기타 시약 사용의 발견과 함께 변화하고 있었고, 이는 캘로우 셀과 그의 공정을 구식으로 만들었다.
몬태나 기술대학교의 앙투안 마르크 고딘 교수는 부유선광의 초기 시기를 기계적 단계로 정의했고, 1910년대 후반에는 화학적 단계로 진입했다고 보았다. 시약, 특히 미네랄스 세퍼레이션 화학자 코넬리우스 H. 켈러가 특허를 낸 크산틴산염 사용의 발견은 공정을 통한 광물 포획을 증가시키기보다는 일상적인 운영을 훨씬 더 쉽게 만들었다. 미네랄스 세퍼레이션의 초기 부유선광 특허는 1923년에 만료되었고, 화학 공정에 대한 새로운 특허는 1930년대까지 중요한 위치를 차지하게 했다. 이 기간 동안 회사는 또한 힙빙 실험실에서 철, 플로리다 실험실에서 인산염에 대한 부유선광 공정을 개발하고 특허를 받았다. 또 다른 빠른 부유선광 공정 혁신 단계는 1960년 이후에야 일어났다.
1960년대에는 거품 부유선광 기술이 재활용 종이의 탈묵에 적용되었다.
이 공정의 성공은 부유선광의 "발견자"를 자처하는 사람들의 수로 입증된다. 1961년, 미국 엔지니어들은 "부유선광 50년"을 축하하며 제임스 하이드와 그의 버트 앤 수페리어 공장을 기렸다. 1977년, 독일 엔지니어들은 1877년 베셀 형제의 특허를 바탕으로 "부유선광 100주년"을 기념했다. 유서 깊은 글라스디르 구리 광산 유적지는 엘모어 형제의 작업에 기반한 "부유선광의 발견지"로 투어를 홍보한다. 최근 저자들은 과학 분야 여성들을 기념하려는 관심 때문에 1885년 특허를 바탕으로 덴버의 캐리 에버슨을 이 공정의 어머니로 옹호한다. 이 목록에서 제외된 것은 적어도 미국과 호주 법원에서 거품 부유선광 특허에 대한 통제권과 거품 부유선광 발견자로서의 권리를 획득한 미네랄스 세퍼레이션의 엔지니어, 야금학자 및 화학자들이다. 그러나 역사가 마틴 린치는 다음과 같이 썼다. "미네랄스 세퍼레이션은 결국 [미국 대법원과 영국 상원에서] 소송에서 승리한 후, 광업계 많은 사람들의 진심 어린 증오를 얻었다."
거품 부유선광의 효율성은 입자-기포 접촉, 입자-기포 부착, 펄프와 거품 사이의 운반, 그리고 제품 런더로의 거품 수집이라는 일련의 확률에 의해 결정된다. 일반적인 기계적으로 교반되는 셀에서 기포 부피 분율(즉, 공기 방울이 차지하는 부피)은 낮고(5~10퍼센트) 기포 크기는 일반적으로 1mm보다 크다. 이로 인해 계면 면적이 상대적으로 낮고 입자-기포 접촉 확률이 낮아진다. 결과적으로 입자 체류 시간을 늘려 입자-기포 접촉 확률을 높이기 위해 여러 개의 셀을 직렬로 연결해야 한다.
선택적 흡착.
거품 부유선광은 광물/물 슬러리에서 광물 표면에 공기 방울이 선택적으로 흡착되는 것에 달려 있다. 공기 방울은 고체, 액체 및 기체 상 간의 계면 에너지에 따라 더 소수성인 입자에 부착된다. 이 에너지는 영-뒤프레 방정식에 의해 결정된다.
분리 대상 광물은 집광제로 화학적으로 표면 개질되어 더 소수성을 띠게 할 수 있다. 집광제는 표면의 자연적인 소수성을 증가시켜 소수성 입자와 친수성 입자의 분리성을 높이는 일종의 계면활성제이다. 집광제는 화학적으로 광물에 화학흡착을 통해 결합하거나 물리흡착을 통해 표면에 흡착된다.
기포-입자 상호작용에서의 분자간 힘 및 표면 힘.
미세 입자(50 - 80 μm)의 충돌률은 정확하게 모델링될 수 있지만, 부유선광 공정에서 흔히 사용되는 300 μm 크기의 입자에 대한 기포-입자 충돌을 정확하게 모델링하는 현재 이론은 없다.
미세 입자의 경우 스토크스의 법칙은 충돌 확률을 과소평가하고 표면 전하를 기반으로 하는 잠재 방정식은 충돌 확률을 과대평가하므로 중간 방정식을 사용한다.
이 단계는 삼상 시스템이 형성되는 흡착 단계에 선행하므로 시스템의 충돌 속도를 아는 것이 중요하다.
흡착 (부착).
매체가 입자에 흡착되는 효율성은 두 재료 표면 간의 관계에 영향을 받는다. 화학적, 열역학적, 물리적 영역에서 흡착 효율성에 영향을 미치는 여러 요인이 있다. 이러한 요인에는 표면 에너지와 극성부터 입자의 모양, 크기, 거칠기까지 다양하다. 거품 부유선광에서 흡착은 표면 에너지의 강력한 결과이다. 작은 입자는 크기 대비 높은 표면적을 가지므로 흡착물과 인력을 형성하기 위한 더 높은 에너지 표면을 초래한다. 공기 방울은 원하는 광물에 선택적으로 부착되어 슬러리 표면으로 들어올려야 하며, 다른 광물은 습윤시켜 수성 슬러리 매체에 남겨두어야 한다.
물에 쉽게 젖는 입자를 친수성이라고 하고, 물에 쉽게 젖지 않는 입자를 소수성이라고 한다. 소수성 입자는 수성 매체에서 별도의 상을 형성하는 경향이 있다. 거품 부유선광에서 공기 방울이 입자에 부착되는 효율성은 입자가 얼마나 소수성인지에 따라 결정된다. 소수성 입자는 공기 방울에 친화력을 가지므로 흡착이 일어난다. 기포-입자 조합은 부력에 의해 거품 영역으로 올라간다.
기포가 입자에 부착되는 것은 영/뒤프레 방정식으로 모델링되는 고체, 액체 및 증기 상 사이의 계면 에너지에 의해 결정된다. 계면 에너지는 재료의 자연적인 구조를 기반으로 할 수 있으며, 화학적 처리 추가로 에너지 적합성을 향상시킬 수 있다.
집광제는 입자 표면을 개선하는 데 사용되는 주요 첨가제이다. 이들은 계면활성제로 작용하여 관심 입자와 슬러리를 통해 상승하는 기포 사이의 흡착을 선택적으로 분리하고 돕는다. 부유선광에 사용되는 일반적인 집광제는 음이온성 황 리간드로, 금속과 인력을 공유하는 이온 부분과 긴 탄화수소 사슬과 같은 소수성 부분으로 이루어진 이중 기능 구조를 가지고 있다. 이 집광제는 입자 표면을 비극성 물질의 단층으로 코팅하여 흡착된 입자의 물에 대한 용해도를 감소시켜 수성 상으로부터의 분리를 돕는다. 흡착된 리간드는 입자 주위에 미셀을 형성하고 작은 입자 콜로이드를 형성하여 안정성과 상 분리를 더욱 향상시킬 수 있다.