Содержание
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.
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 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.
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.
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.
Для песка характерны все свойства кварца:
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:
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.
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.
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:
Сегодня имеется широкое разнообразие абразивных материалов, но сухой кварцевый песок остается наиболее востребованным для пескоструйных работ.
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.
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.
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:
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.
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.
Кварцевый песок представляет зернистый минерал, образующийся в результате разрушения кварцсодержащих пород. В земной коре распространен очень широко. Чистый кварцевый песок имеет минимум инертных примесей: в основе его состава до 99% составляет диоксид кремния – кремнезем (SiO2), который имеет молочный цвет. Цветовую гамму кварцевому песку придают различные примеси, входящие в его состав, в виде глинистых карбонатов, оксидов железа, полевых шпатов и других горных пород. При этом цвет песка может изменяться от желтого до красно-бурого и даже черного. Кристаллическая структура кварца придает песку исключительные характеристики устойчивости к воздействию кислот и щелочей и его прочности – твердость достигает 7 по шкале Мооса. Тугоплавкость и химический состав кварцевого песка обуславливают его повышенную огнеупорность и пожаробезопасность. Материал по своим свойствам относится к диэлектрикам.
В процессах очистки воды используется два вида песка, которые разделяют по способам добычи и обработки: окатанный и дробленый. Окатанный имеет вид округлых зерен, и образуется в результате природного воздействия, дробленный – является результатом дробления кварцевой породы и выглядит как гранулы неправильной формы с неровными краями.
Добыча окатанного кварцевого фракционного песка производится открытым способом из карьера или земснарядом из природных месторождений в поймах рек и озер. Последний способ позволяет осуществлять добычу песка, содержащего высокий процент содержания диоксида кремния (SiO2), что выгодно отличает его от карьерных разработок, где обычно добывают строительный песок, который зачастую загрязнен глинистыми породами, что требует дополнительных затрат на его обработку. Но при этом зерна окатанного песка могут быть практически любого цвета – от белого до темно-коричневого.
Дробленый кварцевый песок получают дроблением и рассевом горных пород, содержащих кремний. В зависимости от типа используемого сырья – горных пород он бывает нескольких видов: серого цвета (кварцит), молочно-белого цвета (дробленый кварц) и коричневого цвета (другие природные минералы).
Добытый песок-сырец проходит ряд технологических операций, в том числе промывку от грязевых отложений и очистку от примесей химическим методом. В результате этих обогатительных процессов в конечном продукте увеличивается содержание кварца. После сушки на специальных установках отмытый и высушенный кварцевый песок проходит через ряд сит, где разделяется на фракции. Полученную продукцию называют фракционным кварцевым песком.
Наиболее востребованными фракциями кварцевого песка, используемого для очистки воды, являются фракции: 0,4-0,6 мм, 0,6-0,8 мм, 0,5-1,0 мм, 0,8-2,0 мм и 2-5 мм. При этом последний вид чаще всего используется в качестве поддерживающего слоя для основной фильтрующей загрузки.
Кварцевые пески известны своими хорошими адгезионными свойствами (например, в лакокрасочной промышленности их используют как добавки к грунтовкам для повышения их адгезионных свойств). С другой стороны кварцевые пески обладают очень низкой сорбционной способностью, поэтому осветление воды на них осуществляется в основном за счет сил притяжения, вызванных адгезией и суффозией. Окатанные кварцевые пески ввиду низкой шероховатости зерен также имеют относительно низкую грязеемкость, из-за чего нужны дополнительные производственные затраты на частую промывку загрузки. Частично от этой проблемы избавлены дробленые кварцевые пески, но они имеют более высокий процент истираемости и вымываемости, что ведет к более частой замене кварцевого материала в фильтрах.
Проблема вымываемости примесей из кварцевого песка является особенно актуальной при подготовке воды для котлов высокого давления, где ограничено содержание кремния в подпиточной воде.
Поэтому, в последнее время кварцевые пески, как правило, применяют в составе многослойных загрузок, в которых кварцевых песок играет роль финишной загрузки, отвечающей за удержание самых мелких механических примесей (20-25 мкм).
| Наименование показателя | Фракция кварцевого песка | |||||||||
| 0,4-0,6 | 0,6-0,8 | 0,5-1,0 | 0,8-2,0 | 2,0-5,0 | ||||||
| Изготовитель | Поликварц | |||||||||
| Цвет | светло-бежевый | |||||||||
| Вид обработки | окатанный | |||||||||
| Размер зерна, мм | 0,4 – 0,8 | 0,6 – 0,8 | 0,5 – 1,0 | 0,8 – 2,0 | 2,0 – 5,0 | |||||
| Объемный (насыпной) вес, кг/м 3 | 1630 – 1650 | 1590 – 1620 | 1560 – 1610 | 1550 – 1600 | 1270 – 1290 | |||||
| Плотность гранул, кг/м 3 | 2600 – 2650 | |||||||||
| Удельная поверхность, м 2 /г | 2,15 – 2,20 | 2,10 – 2,15 | 2,05 – 2,1 | 1,90 – 2,05 | 1,50 – 1,90 | |||||
| Истираемость, % | 0,15 – 0,30 | |||||||||
| Измельчаемость, % | 2,6 – 3,2 | |||||||||
| Межзерновая пористость, % | 1) , мм | 0,55 | 0,62 | 0,67 | 1,10 | 1,30 | ||||
| Грязеемкость, г/м 3 | ||||||||||
| • без предварит. подготовки | 600 – 750 | – | ||||||||
| • с предварит. подготовкой | 800 – 1250 | – | ||||||||
| Прирост сухого остатка, мг/л | 1) , кПа/м, менее | 30 | 20 | 15 | 10 | |||||
| Рекомендуемая высота слоя, мм | ||||||||||
| • однослойная загрузка | 600 – 900 | |||||||||
| • многослойная загрузка | 250 – 400 | |||||||||
| Высота свободного борта, % от высоты слоя | > 50 | |||||||||
| Время обратной промывки, мин | 15 – 30 | |||||||||
| Расширение слоя при обратной промывке, % от высоты слоя | ||||||||||
| • однослойная загрузка | 30 – 45 | |||||||||
| • многослойная загрузка | 20 – 25 | |||||||||
1) – расчетные данные на основе гранулометрического состава
На сайте нашей компании мы поможем вам как можно кратко, быстро и доходчиво разобраться, что же такое именно кварцевый песок, с его разновидностями и областями применения, не вникая в «дебри» ГОСТов, ТУ и всевозможных классификаций. Тем самым попытаемся сэкономить ВАМ время, а вместе с ним, может быть, и деньги.
Так вот, кварцевый песок – это природный минерал, химическая формула которого SiO2 (двуокись кремния). Минерал почти не содержит ни каких примесей, лишь только около 0,5% могут составлять инородные включения, такие как Fe2O3 ,Al2O3, глинистая составляющая, а так же Li2O, K2O, Na2O, CaO, MgO, TiO2. Природная механическая прочность, химическая однородность (мономинеральность), а также инертность к химическим средам и атмосферостойкость, позволили этому природному минералу снискать огромнейшее, можно сказать, колоссальное применение в самых различных областях. Кварцевый песок делится на несколько категорий, основой которых являются как способы добычи и производства, так и физико-химические показатели.
Фракционированный кварцевый песок производится из сырца добываемого открытым способом (карьерным) и земснарядом в поймах рек и озер исключительно в местах природных месторождений. Таких месторождений, где добывается очень чистый кварцевый песок, в мире не более десяти. И некоторые из них находятся и в нашей стране. Добытый сырец, пройдя цепочку технологических процессов (обогащение), превращается в чистейший материал разделенный на фракции по размеру зерна(песчинок). Теперь, когда из природного сырья удалены все не нужные элементы (органические, механические, глинистые, содержащие железо песчинки), он промыт огромным количеством воды, просушен и рассеян на фракции – этот материал называется фракционированный кварцевый песок. В зависимости от фракции песок кварцевый фракционированный находит себе все больше и больше областей применения:
мелкие фракции:
– для изготовления строительных материалов, таких как всевозможные шпатлевки, строительные смеси, краски, бетонконтакт, абразивные материалы ит. п.
средние фракции:
– благодаря уникальной сорбционной способности кварцевого песка удалять из жидкостей железо и марганец, в том числе из воды, а также межзерновой пористости и грязеемкости(способность задерживать механические включения), он широко применяется для производства фильтров, где наполнителем является обогащенный кварцевый песок, как для очистки воды (водоочистные предприятия, ЖКХ, спортивные и частные бассейны), так и для очистки нефтепродуктов(нефтяная промышленность). Сегодня кварцевый песок для фильтров является одним из востребованных материалов.
– кварцевый песок для пескоструйки – является лидером в этой области обработки материалов. Пескоструйка – это обработка материалов струей абразива под давлением воздуха или жидкости. Обладая высокой прочностью, кварцевый песок не разбивается после нескольких циклов, поэтому может использоваться многократно (пескоструйные установки закрытого типа), чем значительно удешевлять стоимость и без того дорогих работ;
– для изготовления сухих строительных смесей, растворов, фасадных и интерьерных штукатурок, бетонов, наливных полов и т. д;
– в ландшафтном дизайне;
– для строительства спортивных площадок и засыпки футбольных полей.
крупные фракции:
– используются при изготовлении тротуарной плитки, бетонов для изготовления строительных блоков, различных растворов, являясь основным наполнителем в производстве строительных материалов.
– в декоративных целях для отсыпки (ландшафтный дизайн);
– как фильтрующий материал для кварцевых фильтров;
Благодаря широкому спектру применения кварцевый песок крупных фракций пользуется огромным спросом и его популярность растет с каждым днем.
Стекольный кварцевый песок является основным сырьем для предприятий стекольной промышленности. Стекольный песок подразделяется на 17 марок, в связи с этим его еще называют марочным кварцевым песком. Основными параметрами являются низкое содержание железа и алюминия и наоборот очень высокое до 99,9% кремния. Области применения кварцевого (марочного) песка:
– кроме основного применения (стекловарения) марочные пески нашли применение в:
– химической промышленности для пр-ва красок, грунтовок, шпатлевок;
– в строительной индустрии, как наполнитель в производстве всевозможных готовых и сухих смесей;
– для засыпки спортивных площадок, футбольных полей и теннисных кортов.
Дробленый кварцевый песок – это материал получаемый дроблением жильного и молочно-белого кварца, залежи и месторождения которых находятся в предгорных районах, с последующим рассевом по фракциям через специально оборудованные сита, В сравнении с кварцевым песком естественного происхождения, дробленый песок выгодно отличается мономинеральностью и однородностью, еще более выраженной межзерновой пористостью, а следовательно повышенной грязеемкостью. Ввиду того что песчинки получаются в процессе дробления монолитных кварцевых глыб, их колотая поверхность очень пористая, по сравнению с природными окатанными песчинками и обладает еще большей сорбционной способностью. Все эти качества дробленого кварцевого песка, а также эстетическая красота, невероятная механическая прочность, атмосферостойкость и способность прекрасно окрашиваться находят ему постоянно растущий спрос и огромную сферу применения. Трудоемкость технологии, и сложность добычи, делают дробленый кварцевый песок достаточно дорогим материалом и в основном определяют его сферы применения:
— производство декоративно-отделочных материалов;
— производство фасадных и интерьерных штукатурок;
— как декоративный материал в ландшафтном дизайне;
— как фильтрующий наполнитель для фильтров;
— производство элитных строительных материалов.
Основным составляющим материалом для изготовления форм, является формовочный кварцевый песок. С такими связующими материалами, как синтетическая смола, жидкое стекло, цемент и другими, он нашел широкое применение в литейной промышленности. Основной нишей является его использование в крупном, среднем и мелком стальном и чугунном литье. Кроме этого формовочный песок применяется и в мелком цветном литье. Основным отличием формовочных песков от стекольных, не смотря на их сходство по химическому составу, является присутствие в первом глинистой составляющей, по процентному соотношению которой, все формовочные пески делятся на 11 классов:
– 3 класса обогащенных кварцевых песков (ОБ1К, ОБ2К, ОБ3К) – содержащих до 1%г.с. и не менее 97% SiO2;
– 4 класса (К) кварцевых песков, (1К, 2К, 3К, 4К) – содержащих до 2-х %г.с. и не менее 90% SiO2;
– остальные классы: Т-тощие (2-10%), П-полужирные (10-20%), Ж-жирные (20-30%), ОЖ-очень жирные (30-50%).
И по размеру зерна: 063-грубый, 04-очень крупный, 0315-крупный, 02-средний, 016-мелкий, 01-очень мелкий, 0063-тонкий, 005-пылевидный.