Как добывают и где используют кварцевый песок?

Виды кварцевого песка

Различают кварцевые пески естественного и искусственного происхождения. Песок естественного происхождения добывают из карьеров механическим способом. Искусственного – путем дробления кварцевых пород на фракции разных размеров.

По форме крупинок, кварцевый песок разделяют на окатанный и дробленный. Окатанный имеет округлый вид, дробленный – отличается неровной, колотой формой.

От того, в какой области применяется кварцевый песок, его классифицируют на песок стекольной марки, формовочный и фракционный.

Отличительные особенности

Особенности производства и технические показатели кварцевого песка делают его достаточно ценным сырьем для промышленности. В качестве наполнителя для строительных смесей его не используют, не выравнивают им поверхность земли в строительстве, не засыпают в траншеи. Это будет невыгодно с экономической точки зрения. Стоимость кварцевого песка намного превышает цену обычного строительного песка.

Если сравнить кварцевый песок со строительным, то он будет выгодно отличаться своей мономинеральностью (однородностью) состава. Межзерновая пористость обеспечивает его наибольшую, по сравнению с другими материалами грязеемкость, а незначительный износ песчинок делает кварцевый песок достаточно ценным в качестве фильтрующего материала.

Добыча и производство кварцевого песка

Кварцевый песок получают путем разработки его месторождений, или дроблением горных пород, содержащих кварц.

Добыча естественного кварцевого песка

Добыча кварцевого песка в местах его естественного залегания, происходит различными способами.

Открытый способ

Применяется при карьерном, механическом методе добычи. При этом используется следующая строительная техника и оборудование: экскаваторы, самосвалы, бульдозеры, скреперы, подвесные канатные дороги. По технологии добычи кварцевого песка открытым способом вначале происходит удаление верхних, скрывающих месторождение, слоев грунта. Затем прокладываются траншеи для подъезда транспортной техники.

Закрытый способ

Используется при разработке подводных месторождений кварцевого песка, в руслах рек и водоемов. При закрытом способе применяется гидромеханический метод добычи. В этом случае используются плавучие установки и земснаряды. На закрепленных плавучих платформах устанавливают мощный земляной насос.

Разрыхленная при помощи механического разрыхлителя порода засасывается насосом в систему труб и выливается в отвалы, откуда попавшая вместе с песком вода, стекает обратно в реку. В дальнейшем, подсохший песок насыпается при помощи экскаваторов в кузова самосвалов и вывозится на место его дальнейшей переработки.

Кварцевый песок, полученный при разработке открытым и закрытым способом, содержит большое количество посторонних примесей, поэтому подвергается дополнительной обработке. Его промывают и освобождают от всевозможных загрязняющих веществ, затем просушивают до необходимого уровня влажности.

Особенность естественного кварцевого песка в округлой форме его песчинок, что послужило получению им названия – окатанный. Такой песок часто используют для детских площадок и различных спортивных манежей, так как он менее травмоопасен и отвечает санитарным нормам, предъявляемым к подобным сооружениям.

Производство искусственного кварцевого песка

Искусственный кварцевый песок получают из содержащих кварц горных пород, путем их дробления в специальных камнедробильных машинах. Процесс обработки включает в себя также промывание и дальнейшую просушку.

При дроблении кварца, его частицы получают неровную форму и имеют различные размеры. Чтобы получить дробленый песок, однородный по составу, производят его просеивание и распределение по фракциям.

Различают следующие фракции в зависимости от величины его песчинок:

• пылевидный – с размером частиц менее 0,1 мм;
• средней фракции – имеет диаметр от 0,1 до 0,4 мм;
• крупный песок – величина песчинок от 0,5 до 1 мм;
• кварцевая крошка – самая крупная фракция с размерами песчинок свыше 1 мм.

Искусственный дробленный кварцевый песок обладает более однородный и чистый состав, чем естественный, так как получается путем дробления цельной горной породы. Его не загрязняют посторонние примеси, неизбежные при добыче песка из почвы. Цена такого песка будет намного больше, чем стоимость естественного.

Неотъемлемая особенность дробленного кварцевого песка – его пористая структура, которая обусловлена технологией его производства. Такая особенность придает искусственному кварцевому песку способность собирать на свою поверхность большое количество грязи, что широко используется при производстве промышленных и бытовых фильтров.

Характеристики и свойства

Крупинки кварцевого песка могут иметь диаметр от 0,05 мм до 3 мм. В зависимости от содержащихся в их составе примесей, песок может быть различного цвета. Так, например, высокое содержание железа придает ему бурую окраску. Из кварца, имеющего в своем составе титан, получают розовый песок. Чистый, не имеющий примесей кварц, бесцветен, или же может иметь молочный оттенок. Песок, полученный из такой породы, чистого белого цвета.

Плотность кварцевого песка не менее 1400 г/см3 Использование по радиоактивности – 1 класс Твердость по Моосу – 7 Дробимость – 0,3 Истираемость – 0,1

Как покрасить кварцевый песок

Покрасить песок возможно самостоятельно, но использовать его будет можно лишь в хозяйственных и художественных целях. Для покраски своими руками применяют анилиновые красители, которыми красят ткани.

Технология работы следующая:

1. песок просеивают на ситах до получения фракции 0,8-1,5 мм, после чего промывают и тщательно высушивают;
2. подготавливают раствор красителя в соответствии с рекомендациями на упаковке. В раствор добавляется незначительное количество водорастворимого клей, наподобие ПВА;
3. красящий раствор переливают в широкую емкость. Следом небольшими порциями засыпают песок и энергично перемешивают. Подсыпать песок следует до полного поглощения красителя;
4. после окончания процесса окрашивания материал необходимо разложить тонким слоем и дать высохнуть.

Окрашиваем кварцевый песок в домашних условиях:

Химические и физические свойства

Кварц имеет кристаллическую структуру. Такое строение придает этому минералу и песку, получаемому из него, исключительную прочность и устойчивость к воздействию кислот и щелочей. Кварцевый песок является очень твердым и тугоплавким материалом, его химический состав обуславливает его пожаробезопасность и повышенную огнеупорность. Песок, получаемый из кварца, обладает инертностью по отношению к большинству химическим веществам и имеет свойства диэлектрика.

Требования, предъявляемые к промышленному кварцевому песку

По химическому составу, промышленный кварцевый песок должен иметь не менее 95 % доли содержания оксида кремния. Соотношение глинистых примесей не должно превышать 1 %. Наличие оксида железа – не более 1%. Содержание в просушенном песке влаги не должно быть больше 10%.

Особые требования предъявляются к песку стекольной марки. В зависимости от его химического состава производится разделение по маркам, имеющим следующие буквенные обозначения:

• ООВС – особо ответственная высокой светопрозрачности;
• ОВС – ответственная высокой светопрозрачности;
• ВС – высокой светопрозрачности;
• С – светопрозрачная;
• Б – бесцветная;
• ПБ – полубелая;
• ПС – пониженной светопрозрачности;
• Т – темно- зеленое стекло.

Кварцевый песок для силикатной промышленности имеет разделение по классам:

• класс А – содержание оксида кремния более 70%;
• класс Б – не меньше 60%;
• класс С – не меньше 50%.

Основная классификация кварцевых песков

Формовочные кварцевые пески классифицируют по разным параметрам: количеству влаги, pH, процентному присутствию вредных добавок, а также форме составных частичек.

В зависимости от количества влаги, кварцевые пески подразделяют на такие группы:

• сухие (не больше 0,5%),
• влажные (до 4%),
• сырые (до 6%).

В зависимости от pH:

• кислые: до 6,2;
• нейтральные: от 6,2 до 7,0;
• щелочные: свыше 7,0.

В зависимости от процентного присутствия вредных примесей:

В зависимости от формы зернышек (берут во внимание коэффициент угловатости):

• округлая (не больше 1,10 ед.);
• полуокруглая (не больше 1,25 ед.);
• угловатая (не больше 1,40 ед.).

В составе формовочных песков не могут присутствовать посторонние добавки: известняк, уголь, растительные остатки, торф, частицы кварцевых песчаников, а также кварцитов.

Области применения кварцевого песка

Высокие физико-химические свойства кварцевого песка находят свое применение в самых разнообразных промышленных областях. При этом его использование в конкретной отрасли напрямую зависит от вида песка и его физических показателей.

Песок стекольной марки

Используется в стекольной промышленности, для производства стекловолокна, стеклянной тары, изоляционных материалов, фарфоровых и керамических изделий. Такой песок имеет фракцию от 0,1 до 0,4 мм.

Содержание оксида железа в исходном сырье влияет на сортовую принадлежность получаемого в результате стекла. Для очистки песка от железосодержащих примесей применяется его магнитное обогащение. При этом сырье подвергается магнитной сепарации сухим или мокрым методом.

Формовочный песок

Применяется в металлургии при изготовлении форм для литья. Для литейного производства используются однородные по размеру частиц фракции. Коэффициент однородности формовочных песков должен иметь показатели от 72 до 80 %. Изделия, получаемые из такого рода песка, отличаются повышенной огнеупорностью и прочностью.

Песок фракционный

Находит свое применение в самых разнообразных областях промышленности. Фракции с диаметром частиц менее 0,1 мм ( пылевидная) используется в качестве наполнителя для высококачественных строительных смесей. Например, пылевидный кварц входит в состав наливных полов на эпоксидной или полиуретановой основе, декоративных штукатурок и в качестве тонирующего пигмента в отделочных материалах.

Кварцевый песок с размером песчинок от 0,2 до 0,8 мм применяется для абразивной обработки металлических, стеклянных и каменных поверхностей с применением пескоструйных машин. Металлические изделия при этом избавляются от посторонних загрязнений, ржавчины и окалины. Таким образом, можно удалить старую краску и подготовить изделие для повторной покраски. Стеклянные и каменные поверхности при помощи кварцевого песка шлифуются до необходимой степени гладкости.

Крупные фракции кварцевого песка (кварцевая крошка) используется в ландшафтном дизайне для устройства насыпных дорожек и тропинок. В быту крупный кварцевый песок применяется для оформления декоративных элементов интерьера.

Фильтры для промышленной и бытовой очистки воды содержат смешанные фракции кварцевого песка, но не ниже средней. Такая разнородность обеспечивает лучшие сорбционные свойства наполнителя. Кварцевый песок используется также при очистке нефтепродуктов от посторонних примесей.

В качестве грунта для аквариумов и в детском творчестве большое распространение получил окрашенный кварцевый песок. Принцип окраски заключается в нанесении на поверхность кварцевых зерен краски на эпоксидной или полиуретановой основе. Такой песок устойчив к физическим и химическим воздействиям, не истирается и не выгорает.

Цветной кварцевый песок применяется при производстве мозаичной штукатурки и других отделочных материалов, придании строительным смесям желаемой окраски и для дорожной разметки асфальтового покрытия.

В пищевой промышленности кварцевый песок используется при приготовлении заварного кофе.

В строительной отрасли кварцевый песок применяют для производства силикатных кирпичей и огнеупорных бетонов.

Используется кварцевый песок в дорожных работах, в качестве противоскользящего элемента дорожного покрытия.

В животноводстве крупные фракции кварцевого песка добавляются в корма для облегчения механического перетирания зернового корма в зобе птицы.

Диэлектрические свойства кварцевого песка используются в производстве элементов электрических предохранителей.

Применение кварцевого песка для фильтрации воды в бассейне

В настоящее время широкое распространение получили бассейны с системой очистки воды, использующей в качестве фильтрационного материала кварцевый песок.

Принцип действия фильтров с кварцевым песком

Фильтр для бассейна состоит из насоса и фильтрационного устройства, имеющего вид округлой емкости с объемом, позволяющим вместить в себя до 50 кг кварцевого песка. При помощи насоса вода подается в верхнюю часть фильтрационного устройства. Пройдя сквозь слой песка, вода очищается и сквозь выходное отверстие в нижней части фильтра выливается обратно в бассейн.

Какой песок пригоден для фильтра

В качестве наполнителя для фильтра используется дробленый кварцевый песок с фракцией частиц от 0,1 до 1 мм. При этом чистота воды напрямую зависит от величины песчинок. Чем мельче фракция, тем более мелкие частицы грязи она может задержать и тем лучше будет процесс очистки.

На чистоту воды также будет влиять величина емкости для фильтра. Чем больше объем, тем больше кварцевого песка он вместит, и тем чище будет вода. Хороший фильтр способен улавливать частицы грязи, размером в 20-25 микрон.

Преимущества кварцевого песка в качестве фильтра для бассейна

Замена кварцевого песка происходит не чаще 1-2 раз в год, в зависимости от степени нагрузки. По сравнению с картриджным способом очистки, фильтр на кварцевом песке намного удобнее и экономичнее, так как не требует частой смены фильтрующего элемента.

Уход за фильтром, содержащим кварцевый песок, не потребует специальных знаний и не займет много времени.

Отрывок, характеризующий Кварцевый песок

– Нет, я тут, – проговорила Наташа. – Да ложитесь же, – прибавила она с досадой. И она зарылась лицом в подушку. Графиня, m me Schoss и Соня поспешно разделись и легли. Одна лампадка осталась в комнате. Но на дворе светлело от пожара Малых Мытищ за две версты, и гудели пьяные крики народа в кабаке, который разбили мамоновские казаки, на перекоске, на улице, и все слышался неумолкаемый стон адъютанта. Долго прислушивалась Наташа к внутренним и внешним звукам, доносившимся до нее, и не шевелилась. Она слышала сначала молитву и вздохи матери, трещание под ней ее кровати, знакомый с свистом храп m me Schoss, тихое дыханье Сони. Потом графиня окликнула Наташу. Наташа не отвечала ей. – Кажется, спит, мама, – тихо отвечала Соня. Графиня, помолчав немного, окликнула еще раз, но уже никто ей не откликнулся. Скоро после этого Наташа услышала ровное дыхание матери. Наташа не шевелилась, несмотря на то, что ее маленькая босая нога, выбившись из под одеяла, зябла на голом полу. Как бы празднуя победу над всеми, в щели закричал сверчок. Пропел петух далеко, откликнулись близкие. В кабаке затихли крики, только слышался тот же стой адъютанта. Наташа приподнялась. – Соня? ты спишь? Мама? – прошептала она. Никто не ответил. Наташа медленно и осторожно встала, перекрестилась и ступила осторожно узкой и гибкой босой ступней на грязный холодный пол. Скрипнула половица. Она, быстро перебирая ногами, пробежала, как котенок, несколько шагов и взялась за холодную скобку двери.

Отличительные характеристики

Кварцевый песок обладает однородной структурой. Он является мономерным. Благодаря отличной межзерновой пористости увеличивается емкость поглощения грязи. В составе у него выявлено минимальное количество глины. Преимущества:

• длительный эксплуатационный срок;
• доступность;
• незначительная стоимость;
• присутствие гранул разного диаметра

Подразделение

Кварцевый песок- измельченный компонент, имеющий значительный процент кварца.

По варианту получения выделяют:

• речной;
• природный;
• горный;
• погребной;
• искусственный

Искусственный материал-продукт дробления кварца. После просеивания сквозь различные сита, идет сортировка по параметрам частиц от 0,1 до 1 мм.

Кварцевый песок добывают в открытых карьерах. Раздробленный кварц предварительно очищают. Обогащение осуществляется электрохимическим методом.

Стандартизация

Наполнители, применяемые в современных водяных фильтрах, проверяют на соблюдение: «Кварцевый песок для водоочистки и водоподготовки. ГОСТ 51641-2000». В документе есть требования к фильтрующим пористым материалам для водоочистки.

Для данного фильтрующего агента важны следующие характеристики:

• химическая стойкость;
• плотность;
• компоненты глины;
• радиологические свойства

Он соответствует санитарным и эпидемиологическим требованиям. Реализуется кварцевый песок в мешках по ТУ (техническим условиям).