Способ получения кварцевого песка

Кварцевый песок. Что это такое?

Кварцевый песок представляет зернистый материал минерального происхождения. Образуется в результате разрушения кварцсодержащих пород. Распространение в земной коре очень широкое. Размер фракций песка варьируется в пределах 0,1-6 мм, В составе кварцевых пород часто содержатся различные примеси в виде глинистых карбонатов, оксидов железа, полевых шпатов и других горных пород. Они придают кварцу (от природы прозрачному или белому) различные оттенки. Меняется цветовая гамма от желтого до красно-бурого и даже черного. Чистые кварцевые пески имеют минимум инертных примесей: до 99% состава составляет кремнезем. Химическая формула SiO2. Цвет кварцевого песка без примесей — молочный.

Виды кварцевого песка

Кварцевый песок подразделяют на две разновидности: материал природного и искусственного происхождения. Первый встречается в виде обогащенного кварцевого песка разных фракций и его добывают в разработанном месторождении механическим способом. Второй также имеет естественное происхождение: сырьем служит кварц жильный дробленый — обычая горная порода (чистый кварц). Для добычи применяют буровзрывной способ, а затем полученный материал дробится для дальнейшего использования.

Кварцевый песок подразделяется на несколько категорий по происхождению. Речной, горный и погребной песок добывается соответственно на побережьях рек, в местах выхода скальных пород и под почвой на некоторой глубине. Речная разновидность содержит минимальное количество загрязняющих примесей.

Песок кварцевый разделяют также по форме крупинок на окатанный и дробленный. Окатанный имеет вид округлых зерен, дробленный выглядит как неровные колотые крупинки.

Добыча и производство кварцевого песка

Добыча кварцевого фракционного песка производится открытым способом из карьера или земснарядом из природных месторождений в поймах рек и озер.

Малое количество примесей и большое количество кварца — этим отличаются разработки, в которых добывают кварцевый песок, от карьеров, в которых добывают обычный строительный песок. Добытый сырец проходит ряд технологических процессов: промывку от грязевых отложений и очистку от примесей химическим методом. Данный процесс называют обогатительным, он служит для получения песка необходимого качества. В результате увеличивается содержание кварцевой породы, и получается чистейший материал, который после сушки на специальных установках, проходит через ряд сит и распределяется на фракции. Полученную продукцию называют фракционный кварцевый песок.

Процесс добычи земснарядом происходит так: смесь песка и воды со дна водоема закачивается и передается по специальному трубопроводу к месту складирования. Вода постепенно отделяется от добытого грунта и уходит по водостокам обратно в водоем. Полученный материал отправляют на предприятие для его дальнейшего обогащения и разделения на фракции.

Искусственный кварцевый песок получают из жильной кварцевой породы, которую сначала отправляют в дробильный комплекс. Там сырье измельчают на зерна. Затем следуют процедуры, аналогичные при работе с карьерным песком: материал промывается, просушивается и разделяется техническим ситом на фракции.

Характеристики и свойства кварцевого песка

Особенности кварцевого песка

Особенность кварцевого песка, отличающая его от других видов песка, состоит в том, что материал этот является мономинеральным, то есть состоящим только из одного минерала — кварца. Эта однородность делает его ценным промышленным сырьем. Малая доля примесей позволяет получить из сырья стекло с высокой степенью прозрачности. Еще одна особенность — межзерновая пористость. По сравнению с другими материалами кварцевый песок обеспечивает наибольшую грязеемкость. В дополнение к этому свойству малая степень износа песчинок, и кварцевый песок отлично проявляет себя уже как фильтрующий материал.

Химические свойства кварцевого песка

Кристаллическая структура кварца придает ему и полученному из него песку исключительные характеристики прочности и устойчивости к действию щелочных и кислотных материалов. Очень высокая твердость, тугоплавкость и химический состав кварцевого песка обуславливают его повышенную огнеупорность и пожаробезопасность. Материал по своим свойствам соответствует диэлектрику и инертен к широкому ряду химических веществ.

Физические свойства кварцевого песка

Для песка характерны все свойства кварца:

• насыпная плотность 1300-1500 г/см3
• истираемость — 0,1
• дробимость — 0,3
• твердость (шкала Мооса) — 7 (для сравнения твердость алмаза — 10)
• использование по радиоактивности — 1 класс

Плотность кварцевого песка определяется двумя разными подходами. Есть плотность насыпная, и есть плотность истинная. Насыпная рассчитывается как отношение массы материала в сыпучем состоянии к его объему. В эту величину входят поры в зернах песка и воздушные пространства между ними. То есть данное значение может изменяться в зависимости от влажности материала. Истинная плотность — величина постоянная, представляет собой отношение вещества в абсолютно плотном состоянии к его объему. Влажность песка роли не играет. Для изменения плотности должен быть изменен химический состав или молекулярная структура. Насыпная плотность меньше истинной. Плотность материала — важная характеристика, которую обязательно нужно учитывать для расчета мест для хранения, его перевозки и перемещения подъемно-транспортным оборудованием.

Истираемость, дробимость и твердость кварцевого песка — косвенные показатели его прочности. Для определения значений проводят испытания зерен на вращающемся истирающемся круге из металла, сжатие массы фракций механическим способом и царапание зерном эталона и, наоборот, эталоном зерна.

Фракции кварцевого песка:

• пылевидный — менее 0,1 мм
• мелкозернистый: 0,1- 0,8 мм
• среднезернистый: 0,8 — 1,6 мм;
• крупнозернистый: 1,6 — 6,0 мм

Кварцевый песок пылевидный и мелкозернистый применяют в составе разных строительных материалов, таких как строительные смеси, шпатлевки, затирки, абразивные материалы, тонкие штукатурки и краски.

Кварцевый песок средней зернистости используют для фильтрации и очистки жидкостей, для пескоструйных работ, для строительных смесей, фасадных и интерьерных штукатурок, наливных полов, бетонных растворов, в ландшафтном дизайне, для засыпки спортивных площадок.

Материал крупных фракций используют для изготовления тротуарной плитки, бетонных блоков, декорирования ландшафта. Также он используется для фильтрации.

Песок всех фракций находит применение в стекольной, литейной и химической промышленности.

Применение кварцевого песка

Для очистки и фильтрации воды

Химические и физические свойства кварцевого песка обуславливают идеальные качества для использования его в качестве фильтра для воды. Питьевая или технического назначения вода, в том числе и в бассейнах может быть качественно и легко очищена от механических примесей и снижения содержания железа, фторидов, хлоридов, сульфатов, солей тяжелых металлов и других вредных примесей. Отличные адгезивные свойства способствуют притягиванию грязи к поверхности песчинок.

Кварцевый песок для фильтров используется в первой ступени многоступенчатых бытовых и промышленных фильтров для предварительной механической очистки. Возможно многократное использование, так как материал легко промывается при загрязнении путем водо-воздушной промывки. Использование фильтра из кварцевого песка продлевает срок действия последующих ступеней фильтра.

Пескоструйные работы

Один из наиболее эффективных приемов очистки поверхностей — пескоструйная обработка. На поверхность (стекло, металл, камень, дерево), которую необходимо очистить, с помощью сжатой струи воздуха или воды распыляется кварцевый песок или другой абразив. Песчинки летят с огромной скоростью и разрушают верхний слой поверхности, очищая ее от окалины, коррозии и других покрытий. Необходимо следить, чтобы вместе с удаляемым слоем, например, плесени на старой каменной кладке, не повредить сам камень. Кварцевый песок для пескоструйной обработки необходимо подбирать с учетом материала поверхности, степени ее загрязнения и дальнейшей обработки.

Основные направления работ:

• очистка металла от ржавчины и других загрязнений;
• обезжиривание поверхностей;
• матирование стекла;
• очистка бетонных и каменных кладок;
• придание поверхности шероховатости для дальнейшей обработки.

Сегодня имеется широкое разнообразие абразивных материалов, но сухой кварцевый песок остается наиболее востребованным для пескоструйных работ.

Кварцевый песок для наливных полов

Полимерные полы с наполнителем из кварцевого песка — это долговечное, бесшовное, нескользящее и гигиеничное покрытие, которое легко убирать. Кварцевый песок для наливных полов — хороший способ удешевления традиционного наливного пола. Такой материал подходит как для новых покрытий, так и для существующих полов из бетона. Чаще всего полимерные полы используют в помещениях с существенными абразивными нагрузками на бетонную поверхность. Наливные полы в данном случае используют как финишное декоративное покрытие. Оно имеет гладкую и привлекательную поверхность, отлично сопротивляется нагрузкам. Для такого пола характерна малая истираемость, так как полимер в данном случае выступает как связующее, а основную функциональную нагрузку, связанную с износом несет наполнитель из кварца, истираемость которого крайне низка. Для сохранения декоративных свойств пол необходимо покрыть мастикой, защитным лаком или воском.

Кварцевый песок в литейной промышленности

Формовочный кварцевые песок применяют в металлургической промышленности для изготовления форм для литья и стержней. Качество литья в разовые формы непосредственно связано с характеристиками формовочного песка. Точность отливки, качество ее поверхности, структура и свойства литейных сплавов, вероятность развития дефектов и необходимость в сложных финишных операциях очень сильно зависят от характеристик песка. Комплекс операций, связанных с изготовлением формы, составляет примерно 60% трудозатрат на получение отливок. Формовочные кварцевые пески имеют коэффициент однородности от 72 до 80 % и отличаются повышенной прочностью и огнеупорностью.

Производство стекла

Стекольная промышленность состоит в группе основных потребителей кварцевого песка. Стекольный кварцевый песок, предназначенный для изготовления стекла, должен соответствовать особым требованиям. В материале доля оксида кремния должна быть не менее 95%, глинистые примеси составлять не более 1%, оксид железа — не более 1%. В высоких марках содержание оксида кремния достигает 99,8%. Влага в просушенном песке должна составлять не более 0,5%. Доля примесей в песке напрямую влияет на прозрачность изготовленного из него стекла. Кварцевый песок — основа для изготовления всех видов стекла. Обычное оконное, медицинское, стекловолокно, лабораторное, для электроники и так далее получают из одного материала. Поэтому очистке сырья при производстве кварцевого песка уделяется огромное внимание.

В зависимости от химического состава песок классифицируют по маркам, которые имеют буквенное обозначение и предназначение:

• ООВС — изделия особо ответственные с высокой светопрозрачностью;
• ОВС — изделия ответственные с высокой светопрозрачности;
• ВС — изделия с высокой светопрозрачностью;
• С — изделия светопрозрачные;
• Б — изделия бесцветные;
• ПБ — изделия полубелые;
• ПС — изделия с пониженной светопрозрачностью;
• Т — стекло темно-зеленое.

Для спортивных покрытий

При организации спортивных площадок с покрытием в виде искусственной травы может использоваться засыпка из кварцевого песка в сочетании с резиновым гранулятом или только кварцевый песок. На футбольных полях используют композитный состав: резиновая крошка смягчает трение в случае скользящего падения игрока. На теннисных кортах, многофункциональных игровых площадках, школьных стадионах и тренировочных территориях между травой засыпается только кварцевый песок. Отличные дренажные свойства песка при условии, что трава уложена на поле правильно, — гарантия того, что даже при осадках на поле не будут застаиваться лужи и образовываться грязь. Кварцевый песок для спортивных покрытий отличается экологической безопасностью, нейтральностью к окружающей природе и проверенной прочностью. Таким образом использование кварцевого песка в качестве подложки искусственного газона придает особый комфорт при играх и тренировках на спортивных площадках.

Для дорожных покрытий

Кварцевый песок для дорожных покрытий может использоваться для обозначения мест повышенной опасности и особого внимания. Цветным материалом можно выделять дорожные переходы, места остановок общественного транспорта, подъезды к промышленным объектам или школам. Крутые повороты на скоростных трассах, покрытые кварцевой крошкой, снизят опасность проезда таких участков. Увеличенная шероховатость повысит сцепление с колесами и уменьшит риск неуправляемого заноса.

Можно использовать кварцевый песок для садовых дорожек и тропинок, а также пешеходных зон. Отличные декоративные и гигиенические свойства позволят содержать прогулочные аллеи в надлежащем виде без особых усилий.

Кварцевый песок практически незаменим во множестве областей применения и относится к числу важнейших компонентов для дома и производства. Технологии с его применением отработаны до совершенства. Привлекательный природный цвет, а также возможность окраски в любой оттенок благодаря отличным абсорбирующим свойствам, расширяет привычные рамки применения. За практичность материалу можно поставить высший бал.

Источник

Производство кварцевого песка

Кварцевый песок – это сыпучий материал мелкодисперсной структуры, полученный в результате разрушения минералов кварца. От д р угих видов песка он отличается повышенным содержанием диоксида кремния, или кремнезема (SiO2).

В этой статье мы расскажем о том, как производится этот материал. Вы узнаете о способах его добычи, а в конце страницы мы познакомим вас с технологией производства кварцевого песка в Свердловской области.

Но сначала давайте коротко разберемся в том, что это за материал.

Что такое кварц

Кварц – это минерал, принадлежащий к классу оксидов. Они составляют порядка 17% массы земной коры. Помимо кварца, в эту группу входят корунд, гематит и еще 197 минералов. Оксиды присутствуют во всех типах горных пород (например, в граните или песчаниках). Содержание диоксида кремния в них достигает 65-7 5 %. То есть, можно сказать, что любые горные породы более чем наполовину состоят из кварца.

В природе кварц может быть образован тремя способами:

• Магматическим – в таком случае минералы появляются в результате застывания и кристаллизации магмы
• Пневматолитовым – минералы появляются при взаимодействии раскаленных газов и воды в магматическом очаге
• Гипергенным – здесь речь идет об образовании минералов у поверхности (или на поверхности) земной коры под воздействием окружающей среды и живых организмов. При этом процесс происходит в условиях низких температур.

Напомним, речь идет о природном кварце. Но есть и искусственная разновидность, полученная путем синтеза природных минералов и полиэфирной смолы. Такой материал впервые был создан в 1845 году, и сегодня он пользуется большим спросом. Лидером в производстве искусственного кварца является Китай , также этот продукт изготавливают в Израиле, Индии и Турции. Что касается нашей страны, то крупнейшие российские предприятия, выпускающие синтезированный кварц, расположены в городах Гусь-Хрустальный и Южноуральск.

Кстати, несмотря на название «искусственный», данный материал все же содержит в своем составе значительную часть (до 93%) природного кварца. И тут может возникнуть вопрос: зачем же нужно такое обогащение? Все дело в том, что искусственная разновидность используется в ювелирной промышленности и для изготовления сложных оптических приборов. Это отрасли, для которых принципиально важно, чтобы сырье было максимально чистым. А поскольку природный кварц так или иначе содержит различные примеси, то использовать его для таких целей невозможно – здесь подойдет только искусственно обогащенный мате р иал.

А теперь давайте разберем способы добычи природного кварца и дальнейшей его переработки на песок.

Как добывается кварцевый песок

Прежде всего, нужно сказать, что способ добычи зависит от типа залежей.

Обычно по типу залегания выделяют три разновидности:

• Первичный кварцевый песок
• Вторичный кварцевый песок
• Кварцевые жилы

Теперь подробнее о каждом.

Первичный песок

Эта разновидность представляет собой разрушенную естественным образом горную породу, в которой присутствуют зерна кварца вперемешку с каолином (белой глиной). Особенность заключается в том, что такой песок может миллионами лет лежать у поверхности земли практически без изменений своей структу р ы и химического состава.

Добыча проходит в несколько этапов:

1. Добыча сырья
   Кварц собирают на месторождении и направляют на дальнейшую переработку.
2. Дробление
   Крупные минералы перемалывают и избавляют от металлических примесей с помощью магнитной сепарации.
3. Мокрая очистка
   Из получившегося на предыдущем этапе песка удаляют органические соединения.
4. Прокаливание
   Оно заключается в воздействии на материал высоких температур (порядка 1000 градусов).

Вторичный песок

Вторичный песок – это та же смесь зерен кварца и глины, которая была перенесена ветром или водой с места изначального залегания. В процессе такого переноса глина вымывается из песка, поэтому на выходе получается достаточно чистое сырье. Обычно место р ождения вторичного кварцевого песка находятся в руслах высохших рек.

Такой песок добывается двумя способами:

• Открытым — в карьерах экскаваторы и бульдозеры добывают песок, перевозят его на заводы.
• Из рек и озер с помощью земснаряда. Мощный насос высасывает разрыхленную породу на берег. Там она погружается в самосвалы и перевозится в места дальнейшей обработки кварцевого песка.

После добычи этот материал очищают, просушивают и разбивают на фракции.

И первичный, и вторичный кварцевый песок могут содержать посторонние включения и требуют тщательной очистки. Это, в свою очередь, ведет к удорожанию производства материала. Самый чистый кварц содержится в жилах. О том, как его добывают, мы расскажем далее.

Кварцевые жилы

Как уже упоминалось, в чистом виде песок из кварца залегает достаточно редко. Обычно минералы образуют монолитные скопления – так называемые жилы. И здесь речь идет не о песке, а о связанных минералах кварца. Для их разработки жилы нужно углубляться под землю, зачастую на целые километ р ы. Поэтому на месте добычи часто оборудуют карьеры или возводят шахты.

Кварцевые жилы разрушают, а затем дробят на специальных установках. На выходе получается смесь камней и частиц разной крупности. Всю эту смесь помещают на вибросита, с помощью которых происходит разделение на фракции. На этом этапе отсеивается и песок – самые мелкие зерна дробленого кварца.

Однако это еще не финальный шаг: песок дополнительно просеивают, разделяя его частицы на более и менее крупные. Для этого также используют сита. Песчинки размером свыше 2 мм остаются на верхних ситах, а остальная масса (мелкий песок) проходит ниже.

В чем особенность кварцевого песка из Свердловской области

В России имеется более 65 разработанных месторождений кварца. Наиболее крупные расположены в Московской, Ульяновской и Амурской областях , а также в Свердловской области. В нашем регионе кварцевый песок добывают в окрестностях Екатеринбурга, на карьере «Гора Хрустальная».

На сегодня это месторождение является крупнейшим на Урале. Содержание диоксида кремния в добываемом сырье достигает 99,997%, что говорит об очень высокой чистоте. На это же указывает и цвет – от светло-серого до белого и периодически полупрозрачного. Это значит, что такой кварц почти не содержит посторонних примесей.

Месторождение здесь открыли еще в начале 1700-х годов. Добывать же кварц начали лишь в 1925 году. Изначально он использовался как строительный материал, но во второй половине XX века его уникальные свойства позволили использовать песок из кварца в качестве фильтрующего элемента.

Особенностью предприятия является то, что здесь есть две производственных линии: одна рассчитана на изготовление высококачественного кварца (он используется для производства оптических приборов), а вторая ориентирована на выпуск недорогого кварцевого песка. Этот песок и представлен у нас в продаже.

Химически чистый кварцевый песок обладает практически неограниченным потенциалом применения в различных сфе р ах жизнедеятельности: от использования в ландшафтном дизайне до применения в установках фильтрации воды и стекольной промышленности.

Подробнее об этом вы можете узнать на странице Применение кварцевого песка.

Подробно о том, как добывают песок, а также о других способах добычи песка читайте на наших страницах:

Если вы хотите узнать о разновидностях песка, рекомендуем следующие страницы:

Если вы хотите подробно прочитать о свойствах песка, рекомендуем следующие страницы:

О том, как можно использовать песок и для каких работ он подходит, вы можете узнать на наших страницах:

В компании Грунтовозов вы можете приобрести следующие виды песков по фракциям:

В продаже имеются следующие разновидности карьерного песка:

В продаже имеется кварцевый песок:

Если вы хотите купить речной песок, рекомендуем следующие страницы:

У нас вы также можете купить эфельный песок:

Источник