Кварцевый песок

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 65-75%. 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 материал.

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

Как добывается кварцевый песок

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 структуры и химического состава.

Добыча проходит в несколько этапов:

• Добыча сырья
  Кварц собирают на месторождении и направляют на дальнейшую переработку.
• Дробление
  Крупные минералы перемалывают и избавляют от металлических примесей с помощью магнитной сепарации.
• Мокрая очистка
  Из получившегося на предыдущем этапе песка удаляют органические соединения.
• 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 месторождения 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 километры. 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 ни