Кварцевый песок: описание, свойства, применение
Кварцевый песок состоит из смеси природного кварца молочного и белого цветов. В природе он встречается в виде SiO2 с однородным составом, в котором содержание примесей практически нулевое. Добывают минерал двумя основными способами: в карьерных месторождениях открытым методом или методом направленных взрывов в долинах рек и озер. Частицы песка обычно имеют размеры от 0,1 до 5 мм. При последующей обработке песчинки просеиваются и распределяются по фракциям в зависимости от размеров – мелкие, крупные и средние. После этого песок дополнительно промывается и прокаливается.
Кварц – это широко распространенный минерал, составляющий более половины от всех объемов полезных ископаемых. Кварц можно обнаружить практически везде в различных состояниях, в том числе и в виде песка. Совокупность полезных свойств материала обуславливает его широкое вовлечение в самых разных сферах деятельности – от нефтепроизводства до изготовления ювелирных украшений.
Добыча и особенности производства
Добыча песка производятся двумя методами – открытым и закрытым.
- В карьерах песок добывается при помощи экскаваторов, самосвалов, бульдозеров, самосвалов и скреперов – это открытый способ. При такой технологии сперва снимается слой грунта, скрывающий месторождение, а потом прокладываются транспортные пути для техники.
- В районах рек и озер применяется гидромеханический закрытый способ добычи песка. Сооружаются специальные плавучие платформы и земснаряды. На платформах располагаются земляные насосы большой мощности, в которые порода поступает после контакта с разрыхрытелем, и попадает в систему труб. После материал сваливают в отвалы, где происходит обратное сцеживание воды. Далее кварц отправляется на последующую обработку;
- Кварцевый песок изготавливают методом дробления горных пород при помощи специальных машин.
После непосредственно добычи сырье отправляется на постобработку – просушивание, просеивание и фракционное разделение. Это позволяет получить песок однородного состава.
Виды кварцевого песка
В зависимости от типа добычи материала, песок может быть природного или искусственного происхождения.
По форме песчинок песок подразделяют на окатанный – с округлыми песчинками, и дробленый – с угловатыми.
Более обширную классификацию дает разделение по месторасположению залежей кварца:
- погребной песок;
- горный песок;
- речной и морской песок;
- овражный песок (имеет большую долю глиняных примесей);
- дюнные пески.
Прежде чем песок попадает к конечному потребителю, он обязательно проходит этапы промывки и отсеивания для уменьшения процента примесей в конечном составе. После этого материал отправляется на просушку и просеивание по фракциям. Лишь после этого песок можно отправлять заказчику.
Искусственный песок производится методом дробления минерала, добытого из горных пород. Здесь выделяют четыре вида фракций:
- пылевидный (до 0,1 мм);
- средний (от 0,1 до 0,4 мм);
- крупный (от 0,5 до 1 мм);
- крошка (более 1 мм).
По типу сферы применения различают стекольный, формовочный и фракционный типы песка. Применение песка зависит от его физико-химических свойств.
- Стекольный кварцевый песок используется в основном в стекольной промышленности для изготовления технических, медицинских, парфюмерных, листовых стекол, а также для стекловолокон для электроники, керамики, фарфора, изоляторов и пр. Требования, предъявляемые к характеристикам материала, регламентируются ГОСТом 22551-77.
- Формовочный песок в литейной промышленности может служить для изготовления элементов в чугунно-, сталелитейном и алюминиевом производстве, а также как сырье для формовочных материалов. Основные требования к формовочному песку изложены в ГОСТе 2138-91. Материал должен обладать высокими характеристиками газопроницаемости и просушивания, что в совокупности обеспечивает низкие потери при прокаливании и высокую стойкость к воздействию температуры. Другим важным параметром формовочного песка является высокое содержание диоксида кремния.
- Фракционный песок отличается высоким качеством и применяется в зависимости от типа фракции. Материал хорошо себя проявляет в тяжелой промышленности – нефтегазовой, химической, металлургической, а также при производстве и сооружении фильтров и очистительных сооружений, дренажных систем, изготовлении различных сухих смесей и в качестве засыпки для площадок.
Основные характеристики вещества
Высокую потребность в кварцевом песке обуславливают его технические и эксплуатационные показатели. Стоимость кварцевого песка достаточно высока, поэтому используют только там, где действительно необходимо. Так, песок экономически невыгодно использовать в качестве наполнителя в смесях и материалах, предназначенных для заполнения пустот и выравнивания земляной поверхности.
У кварцевого песка выделяют три главные характеристики:
- высокая пористость и инертность частиц, обеспечивающие хорошие фильтрующие способности;
- однородность состава;
- межзерновая пористость, обеспечивающая высокую грязеемкость.
Еще одним важным свойством песка является твердость его частиц. Это позволяет ему выдерживать химические и механические воздействия. Способность легко окрашиваться позволяет песку широко использоваться в качестве декоративного материала.
Химические свойства и состав
Кварцевые частицы имеют кристаллическую структуру, которая обеспечивает высокую прочность и невосприимчивость к воздействию химических реагентов типа кислот и щелочей. Химические свойства кварцевого песка обеспечиваю его твердость и тугоплавкость, инертность к ряду химических веществ, огнеупорность и пожаробезопасность.
Песок может иметь различные оттенки. Если он чист от побочных элементов, то имеет белый или молочный оттенок. При высоком присутствии титана песок преобладает розовый оттенок, а с железом – бурый.
В отличие от природного песка, кварцевый имеет мономинеральный состав, который обеспечивает стабильность таких свойств, как пористость, инертность, грязеемкость, механическая прочность и сорбиционные качества.
К основным особенностям состава кварцевого песка относятся:
- содержание оксида железа – менее 1 %;
- содержание глинистых примесей – менее 1 %;
- содержание оксида кремния – около 95-99 %;
- влажность – менее 10 %;
- насыпная плотность – до 1400 кг/куб. м.
Именно химические свойства обуславливают широкое применение кварцевого песка в сферах производства, промышленности, осуществлении ремонтных работ и создании ландшафтного дизайна.
Физические свойства
Для кварцевого песка важны такие параметры, как истинная и насыпная плотность.
Истинной плотностью называется неизменный показатель соотношения кварца в плотном состоянии к его объему. Величину этого показателя определяет молекулярная структура и химический состав. Обычно плотность кварцевого песка составляет не менее 1400 г/куб. см.
Насыпной плотностью называется показатель соотношения массы к объему материала. Данная величина меняется в зависимости от влажности, а также уровня пористости внутренней структуры и воздушного пространства внутри нее.
Важными физическими характеристиками кварцевого песка являются:
- истираемость – 0,1;
- дробимость – 0,3;
- использование по радиоактивности – 1 класс;
- твердость (по Моссу) – 1 класс.
Применение кварцевого песка
Благодаря своим химическим и физическим свойствам кварцевый песок нашел широкое употребление в следующих областях.
- Очистка воды и фильтрация. Являясь долговечным адсорбентом, кварц хорошо задернул вредные частицы. Есть особый вид кварцевого песка для фильтров, который используется в промышленных и бытовых условиях, а также в бассейнах. Крупные фракции обеспечивают задержку органического мусора, мелкие – тщательную очистку от остальных элементов. Уровень очистки зависит от емкости фильтра. Чем больше фильтр, тем больше в нем можно использовать песка и, соответственно, тем больше в нем будут задерживаться загрязнения. Для фильтра хорошим показателем считается способность задерживать частицы размерами около 20-25 микрон.
- Напольные покрытия и наливные полы. Кварцевый песок может использоваться как заполнитель, повышая при этом уровень износостойкости, а также как декоративный элемент для обеспечения необходимого цвета или фактуры.
- Изготовление силикатного кирпича и бетона. Также в строительной сфере песок широко используется для фасадной и декоративной штукатурки.
- Стекольная промышленность. Для изготовления стекла используется мелкая фракция песка, проходящая предварительное обогащение сухим или мокрым способом для избавления от примесей железа.
- Спецпокрытия. Кварцевый песок широко используется при обустройстве дорожных и спортивных покрытий. Материал применяется для дренажных систем, а также при нанесении разметки, при засыпке искусственной травы и швов между плитками. На спортивных объектах он используется при строительстве теннисных кортов, полей для гольфа, футбольных площадок, ипподромов и др.
- Металлургия. Здесь песок используется для изготовления литьевых форм. Такую формовочную продукцию отличает высокая прочность и огнеупорность благодаря высокому показателю однородности вещества.
- Обработка поверхностей песком. Высокая твердость песочных частиц позволяет использовать их под высоким давлением для очистки различных поверхностей от сильных загрязнений. В зависимости от типа поверхности можно использовать песок разных фракций.
- Декор. Песок можно окрашивать и использовать в качестве декоративного материала, например, при оформлении аквариумов. При этом он достаточно долго сохраняет приобретенный цвет.
Также в небольших количествах песок применяют в пищевой промышленности, сельском хозяйстве, для изготовления электрических предохранителей и др.
Добавьте товары в корзину!