Турбулентный поток укрощен!

А. Д. Тимофеев — заслуженный изобретатель. E-mail: zaharovgs@skmost.ru

На протяжении многих веков процесс обогащения золотосодержащих песков «исповедывал» гравитационный метод, то есть метод с соблюдением принципа свободного падения тела при наличии прямого угла атаки пульпы и наклона плоскости.

Действующий принцип обогащения не только обосновал количество получаемого золота по его гранулометрическим характеристикам, но и твердо закрепил Модуль распределения металла по секциям.

Главным принципом из последней закономерности является тот, что каждая последующая секция промприбора улавливает золота меньше предыдущей. Это происходит по следующим причинам.

Как известно, основу гравитационного метода обогащения составляет турбулентный поток. Турбулентный — значит беспорядочный, вихревой, при котором происходит интенсивное перемещение различных слоев текущей жидкости по вертикали. В этом и состоит теория гравитационного метода обогащения золотосодержащих песков.

Однако из практики хорошо известно, что на промывочном приборе не очень-то заметен этот турбулентный поток. В верхней части шлюза да, там поток близок к турбулентному, а дальше по длине шлюза он скорее ламинарный, то есть плоский, при котором слои пульпы текут, не перемешиваясь по вертикали. Это происходит потому, что постель шлюза, где расположены резиновые коврики и трафареты, заполняются частицами песков пульпы, в результате чего постель заиливается, «цементируется», «заглушается» и перестает работать на улавливание золота. Схематично амплитуда турбулентного потока имеет вертикальные значения с тенденцией к затуханию.

В процессе поиска «истины» я все больше и больше работал с рифлями и трафаретами, которые устанавливались не под прямым углом к потоку пульпы, как это имело место раньше. Они были диагонального расположения, что вызывало иное движение потока.

Дойдя до рифлей, установленных не под прямым углом к потоку, пульпа меняла направление в зависимости от того, в какую сторону были установлены рифли. Смещаясь, таким образом, пульпа неизбежно устремлялась к борту шлюза, что являлось отрицательным показателем.

Стояла задача, каким образом от одной стенки, стороны шлюза эту пульпу направлять в другую сторону.

Это было возможно, если один участок шлюза армировать трафаретами с одним поворотом рифлей, а следующий с противоположным.

Происходило раскачивание пульпы из одной стороны в другую, что отличалось от монотонного потока пульпы на старых шлюзах, но до совершенства было еще далеко, Это был самый трудный период поиска, но он оказался и самым революционным и самым простым по решению задачи.

А решение проблемы, как оказалось, было не только в повороте рифлей относительно потока пульпы, но и в повороте всего шлюза!

Именно в этом суть идеи, если хотите — НОУ-ХАУ!! Таким образом, если шлюз развернуть на 10–17°. относительно потока пульпы, то и рифли в таком шлюзе должны быть развернуты в сторону поворота шлюза на те же 10–17°, а это означает полное соответствие углов поворота шлюза и рифлей. Только при этом условии пульпа равномерно распределяется по всей площади угловой секции или шлюза. Получается любопытная картина. Пульпа, попадая на угловые рифли, стремится уйти в сторону поворота рифли и в то же время эта пульпа постоянно нацелена (заряжена) на движение вниз, повинуясь законам гравитации.

При каждой встрече с рифлей пульпа делает виток в сторону поворота рифли. От одной стенки шлюза пульпа будет стремиться уйти, но вместе с ней будет уходить и стенка шлюза, к другой стенке шлюза пульпа будет стремиться приблизиться, но не приблизится, так как вместе с ней уходит и стенка шлюза.

Несколько важнейших аспектов. Если на старых шлюзах пульпа шла вперед, подпрыгивая вертикально на рифлях, то на новом шлюзе эта же пульпа при встрече с рифлей идет вверх и в сторону поворота рифлей, затем по законам гравитации по направлению свободного падения и снова встречается с угловой рифлей и снова вверх и сторону с дальнейшим свободным падением — и так на всем протяжении шлюза, то есть появляется боковая составляющая потока, напоминающая спираль, которая совершает путь, параллельный стенкам секций шлюза.

Происходит смещение пульпы за счет диагонального расположения рифлей по спирали, напоминающее просеивание шлихов.

В таком потоке «постель» подвижная, эластичная и во времени и в пространстве, что создает и сохраняет условия для улавливания самого мелкого золота, в том числе и пылевого, а также и крупного пластинчатого, которое на старых шлюзах из-за высокой парусности не улавливалось. Предлагаемый шлюз может работать продолжительное время без сполоска, но с обязательным накоплением металла.

Первые опыты работы нового шлюза показали фантастические результаты по всем направлениям.

Один из примеров. Если на шлюзах старых модификаций каждая последующая секция улавливает золота меньше предыдущей, то, например, опытная угловая секция улавливала золота в девять раз больше предыдущей секции старой системы.

И на новых шлюзах каждая последующая секция улавливает золота меньше предыдущей, однако Модуль распределения металла по секциям резко отличается от Модуля распределения металла на старых шлюзах. Если на старых шлюзах до 95% всего золота улавливает головка и верхняя часть шлюза, а хвостовая часть улавливает не больше 5% золота, то на новых шлюзах все выглядит иначе.

В артели «Вымпел» Тенькинского района Магаданской обл. на приборе ПКС-700, изготовленном по формуле изобретения Тимофеева, и испытанном в 1988 г., получены следующие результаты: всего на приборе получено 1555,0 граммов золота, в том числе в головке 855,0 гр. или 55% от полученного на приборе золота, в трех секциях шлюза получено 700,0 гр. золота или 45% от общего веса на приборе. Если даже отбросить 5% в пользу старого шлюза, получится прибавка на шлюзе Тимофеева в пределах 40%. Но это не сказка, это реалии. И это еще не все.

По данным геологов на данном месторождении золота класса 0,25 мм всего 6%, фактически получено 44%. Золота класса -0,25 мм не должно было быть вообще, фактически получено 6% и лишь отсутствие при обработке шлихов мелких сит не позволило обнаружить золото класса -0,1 мм, хотя визуально оно наблюдалось. Сит же у золотодобытчиков нет потому, что шлюзы старых модификаций мелкое и пылевое золото не улавливают.

На этом же приборе была хорошо видна «золотая постель» — это когда золотинка к золотинке подобно начинке пирога. Подобная картина наблюдалась по всей площади прибора.

В артели «Чукотка» в 1992 г. проводились сравнительные испытания на гидроэлеваторе. Два дня работы без сполоска на старом шлюзе, два дня на новом. Приборы были установлены на эстакадах, поэтому замена старого прибора на новый осуществлена быстро. На старом шлюзе за два дня получено 600,0 гр. золота, на новом за два дня получено 888,0 гр., в том числе крупного пластинчатого золота (0,8– 1,6 мм) почти в четыре раза больше, чем на старом приборе. Приведенный пример свидетельствует о способности шлюза новой конструкции накапливать металл при сокращении частоты сполоска и улавливать пластинчатое золото. Примечательно, что все работы в артели «Чукотка» проводились без участия автора новых шлюзов, что свидетельствует о том, что соблюдение формулы изобретения в любой точке нашей страны и за ее пределами гарантирует высокую эффективность работы шлюзов Тимофеева.

Дата приоритета на изобретение и открытие видна из заявки на Шлюз, № 3870687 / 22-03 /018359/ от 31 января 1985 года, патент №1304214.

Сказанное выше подтверждают и последующие изобретения, направленные на расширение возможностей нового шлюза, а это: Заявка на Шлюз № 4316274 /23-03/, патент № 1508388, Заявка на Шлюз-ручей №4412660 /27- 03/, патент № 1571850 Заявка на Шлюз-концентратор Тимофеева универсальный, №97114216 патент №2135293.


Доводочный шлюз глубокого или мелкого наполнения

Специалисты прииска «40 лет Октября» Тенькинского ГОКа Магаданской области, прииска «Экспериментальный», где директором работал Депутат Верховного Совета РСФСР Петрищев С.С. и куда был направлен автор новых шлюзов Председателем комиссии по бюджету и финансам ВС РСФСР Починком А.П. и многие другие признали хорошие улавливающие способности шлюзов Тимофеева по мелким классам золота /-0,25 мм и мельче./

О достоинствах шлюзов Тимофеева писали многие газеты, в том числе «Ленинское Знамя» Тенькинского района Магаданской обл. от 5 мая 1987 г. В статье «Верить в таланты», в статьях других газет: «Колымский Кулибин», «Золотой ручей экономиста Тимофеева», «Ненужное золото», «Рукотворный ручей Тимофеева», «Золотая пыль сядет крупной прибылью» и т.д. и т.п.

Выступления на ученых советах Тенькинского, Сусуманского и других Горных комбинатов Магаданской обл., Чукотки, Якутии, работа во многих артелях по внедрению шлюзов Тимофеева / таких артелей больше двадцати/, выступление на заседании Научно-Технического Совета Главалмаззолото СССР в г. Алдане в июне 1989 г. На тему: «Конструкция шлюзов Тимофеева с изменяющимся углом атаки пульпы и принципы его работы и т.д.

В артелях Урала, Красноярска, Амурской, Магаданской областей и Чукотки работает более ста шлюзов Тимофеева, которые дают ежегодно не менее полутонны дополнительного золота.

Структура формулы открытия на «явление»

Доказательства нового подхода к процессам обогащения золотосодержащих песков были получены на опытных образцах шлюзов, а затем и на действующих в золотодобывающей отрасли. Уже первая съемка на опытном образце шлюза, состоящего из двух равных по площади частей, но разных по конструкции, а именно: первая часть по образцу старой схемы, где прямой угол атаки пульпы, и вторая часть с углом атаки пульпы больше прямого за счет диагонального расположения рифлей, показала поразительный результат. Вторая часть приставки уловила золота больше предыдущей первой части в девять раз!!!

Процесс гравитационного метода обогащения золотосодержащих песков можно разделить на несколько этапов. Первый из них тот, где осуществляется принцип турбулентности потока пульпы и где происходит собственно обогащение, улавливание золота. Считается, что на шлюзах мелкого наполнения это первые четыре метра, а на шлюзах глубокого наполнения это первые шесть метров общей длины шлюза.

На указанных участках промывочных устройств работают основы турбулентности потока пульпы. Дальше по длине шлюза турбулентное течение в результате заиливания промежутков между рифлями, цементации и того, что улавливающая «постель» «заглушается», переходит в ламинарное, плоское и перестает работать на улавливание золота. «Отмирание» улавливающих способностей шлюза начинается с нижней части общей длины шлюза, и если на шлюзах старых схем не производить сполоск хотя бы один раз в сутки, то любой старый шлюз перестает работать на обогащение. Это обстоятельство не предполагает увеличения длины шлюза в силу полной нецелесообразности. Неслучайно поэтому некоторые специалисты из ОАО «Иргиредмет» считают целесообразным увеличение частоты сполоска в течение суток?

Это утверждение ошибочно. Доказательства просты. Перейдя от прямого угла атаки пульпы , известного человечеству более 15-ти тыс. лет, к углу атаки пульпы больше прямого, что достигается за счет диагонального расположения рифлей к потоку, а также повороту шлюза на величину угла поворота рифлей и некоторых других закономерностей и конструктивных особенностей шлюзов Тимофеева, мы из беспорядочного турбулентного потока получили основы упорядоченного, нехаотического, регламентируемого, спиралеобразного, винтового потока, именуемого в дальнейшем как «поток Тимофеева», что в итоге привело к созданию подвижной, эластичной «постели», постоянно улавливающей золото любых классов во времени и в пространстве, что допускает сокращение частоты сполоска до одного раза в два, три, пять, десять и более дней и сохраняет улавливающие способности шлюза по всей длине.

Более того, указанная подвижная «постель» порождает третью закономерность — «золотую постель», что значит золотинка к золотинке. Говоря проще, сняты оковы с ограничений и запретов, царивших на шлюзах старых модификаций.

Итак факторы открытия и новшеств на шлюзах Тимофеева:
1. Открыты и созданы условия для отказа от турбулентного потока за пределами головной части шлюза и переходу к потоку упорядоченному, нехаотическому, регламентируемому, спиралеобразному, винтовому, именуемому в дальнейшем как «поток Тимофеева».
2. Указанные условия потока Тимофеева создают предпосылки для функционирования подвижной, эластичной «постели», в которой законы гравитации проявляют себя с лучшей стороны, полностью и постоянно.
3. Подвижная «постель» в единстве с законами гравитации открывает путь к появлению и закреплению фактора «золотой постели», когда золотинка тянется к золотинке, что свидетельствует, наконец, о сбывшейся мечте Аргонавтов и человечества в целом. Турбулентный поток укрощен!

Открытие под названием « Угловая суть потока пульпы на шлюзах Тимофеева с гравитационными методами обогащения золотосодержащих песков, как результат изменения прямого угла атаки пульпы в турбулентном потоке за пределами головной части шлюза на угол атаки пульпы больше прямого, что достигается за счет диагонального расположения рифлей по отношению к потоку пульпы головной части шлюза, а также за счет поворота шлюза по отношению к потоку пульпы головной части шлюза на равный с рифлями угол, и перехода в результате этого от неупорядоченного, хаотического потока пульпы к потоку упорядоченному, нехаотическому, регламентируемому, спиралеобразному, винтовому, именуемому в дальнейшем как «поток Тимофеева».

Открытие относится к области технологии обогащения россыпных месторождений золота на базе гравитационных методов.

Ранее гравитационный метод предполагал наличие турбулентного потока, прямой угол атаки пульпы и уклон плоскости. Пределы возможного этого метода и технологии обогащения человечество преодолеть не смогло.

Золотодобытчики были уверены в том, что промывочные устройства различных модификаций исчерпали свои улавливающие возможности и что повышение степени извлечения золота следует искать за пределами шлюза.

Особенно эта работа активизировалась после запрещения применения и использования в обогащении ртути.

Всевозможные модификации промывочных устройств не избавляли человека от принципа — чем больше, тем хуже. Больше промывалось песков, больше металла уходило в «хвосты» в виде технологических потерь, а значит неизбежных потерь, потерь природы, но не человека.

Из практики горняки знали и то, что один борт россыпных месторождений золота бывает «богаче» других участков, то есть с более высоким содержанием металла. Об этом им говорили пробы, но понять природу этого явления они не могли. А природа этого явления проста.

Что такое шлюз? Это модель прямого участка ручья, речки, потока. Но в природе ручьи и речки, как правило, извилисты, то есть там существует угловая суть потока, она владеет тайнами укрощения! Автор угловых шлюзов и угловой сути потока это понял.

Необходимо было менять свойства и закономерности турбулентного потока. Беспорядочный турбулентный поток надо было обуздать, сделать его послушным и управляемым.

Все это и произошло после изобретения Тимофеевым шлюза с углом атаки пульпы больше прямого, что достигается за счет диагонального расположения рифлей по отношению к потоку пульпы головной части шлюза, а также за счет поворота шлюза по отношению к потоку пульпы головной части шлюза на равный с рифлями угол.

Турбулентный поток, попадая за пределами головки на угловые рифли, меняет свои свойства и из беспорядочного становится « послушным», упорядоченным, нехаотическим, регламентируемым, спиралеобразным, винтовым, а следовательно, способным улавливать золото самых мелких классов. Все это происходит в результате создания на шлюзе подвижной «постели», что полностью отсутствовало на шлюзах старой системы.

Раннее изложенные примеры в материалах — лучшее тому доказательство.

Перевооружение старого парка промывочных устройств на шлюзы Тимофеева даст стране тонны дополнительного золота.

Публикация сущности открытия была осуществлена и в патентах на изобретения Тимофеева, и в статьях множества газет, и в выступлениях автора перед золотодобытчиками страны.

Затраты на переоборудование имеющихся шлюзов минимальные и занимают непродолжительное время. Все рабочие чертежи в наличии.

Все лица, заинтересованные во внедрении шлюзов Тимофеева могут обращаться к его представителю — Захарову Геннадию Сергеевичу — моб. +7 (916) 590-39-32, E-mail: zaharovgs@skmost.ru. По желанию будет организована встреча с автором.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 4 (22)/декабрь 2013 г.