Температура плавления песка кварцевого – Кварцевый песок: технические характеристики и виды

Содержание

Кварц — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Кварц

Кристалл кварца
Формула SiO2
Физические свойства
Цвет Бесцветный, розовый, белый, фиолетовый, серый, жёлтый, коричневый, чёрный
Цвет черты Белая
Блеск Стеклянный, в сплошных массах иногда жирный
Прозрачность Когда как
Твёрдость 7
Спайность несовершенная
Излом раковистый
Плотность 2,6—2,65 г/см³
Сингония тригональная
Показатель преломления 1,544
 Кварц на Викискладе

Кварц (нем. Quarz) — один из самых распространённых минералов в земной коре, породообразующий минерал большинства магматических и метаморфических пород. Свободное содержание в земной коре - 12 %[1]. Входит в состав других минералов в виде смесей и силикатов. В общей сложности массовая доля кварца в земной коре - более 60 %.

Химическая формула: SiO2 (является полиморфной модификацией диоксида кремния).

Слово «кварц» произошло от немецкого слова Quarz, происходящего от средневерхненемецкого twarc, что значит «твёрдый»[2]. По другим данным от нем. Querkl

ru.wikipedia.org

Формула кварца, его свойства и применение

В этой статье:

Формула кварца — SiO2. Минерал имеет широкое распространение в природе, образуется при высоких температурах и используется в промышленности. Минерал подвергают обработке, поскольку в природе он встречается в форме кристаллов. Из кристаллов удается получить материал, пригодный для создания стекла и ювелирных украшений.

Кварц и его химическая формула

А также кварц считается спутником золота: при проведении поисковых работ старатели опираются на месторождения кварца. Залежи этого минерала в недрах Земли свидетельствуют о том, что условия климата того или иного региона можно считать благоприятными для формирования золота.

Химическая формула не считается сложной, что позволяет синтезировать минерал в условиях лаборатории. При этом кварц, созданный руками человека, подчас отличается выдающимися характеристиками. Он более прочный, да и цвет искусственных кристаллов насыщенный и яркий. По этой причине часто используют его для инкрустации драгоценностей, обрамляя кварц золотом или серебром.

Как образуется?

Процесс образования кварца сложный, в природе необходимо наличие специальных температурных условий, а также соблюдение определенного уровня давления. Минерал образуется в магматических породах, поэтому его нередко обнаруживают в местах активности вулканов и гейзеров.

Магма выходит на поверхность земли, а после застывает под действием температур и давления — так в породе образуется кварц. Но не весь кварц, который можно найти на нашей планете, пригоден для тех или иных отраслей промышленности. Все зависит от разновидности минерала и условий его формирования.

Температура плавления колеблется в пределах от 1713 до 1728 градусов Цельсия.

По своей природе кварц считают минералом, который не имеет цвета, но он может быть белым (другими словами, снежным или сахарным). Такой тип минерала используется ювелирами для создания украшений. Белый цвет можно получить, если нарушить целостность кристаллов. А также в природе существуют:

  1. Дымчатый кварц или раухтопаз.
  2. Розовый и зеленый кварц.

Самым редким и наиболее ценным считают минерал зеленого цвета, встретить его в природе практически невозможно. А путем синтезирования ученым удается создать не только кварц зеленого, но и синего оттенка, который в природе не встречается вовсе.

Несмотря на редкость и высокую стоимость, особого дефицита с розовым и дымчатым кварцем ювелиры не испытывают. Причиной всему технический прогресс, он помогает получить минерал любого оттенка.

В природе кристаллы нередко встречаются с примесями, то есть это не кварц в чистом виде, а смесь нескольких элементов. Можно обнаружить кристаллы с золотом и серебром, а также с примесью железа.

Нельзя сказать, что этот минерал обладает высокой стоимостью, несмотря на большое количество разновидностей. Его также не считают драгоценным, но стоимость некоторых украшений, инкрустированных кварцем, может удивить и даже повергнуть в шок.

В России его добывают:

  • на Урале;
  • на Кольском полуострове.

Так уж распорядилась природа, что этот минерал можно обнаружить где угодно. Часто его находят при поиске более ценных и дорогих металлов или камней.

Кварцевый песок, например, в старину использовали для обжига других минералов. В песке чаще всего обжигали топазы, чтобы изменить их цвет и придать нужный оттенок.

Температура плавления кварцевого песка мало чем отличается от температуры плавления кристаллов — она составляет от 1713 до 1728 градусов Цельсия.

Quarz — это немецкое слово, которое в переводе на русский означает «твердый». В природе минерал образуется при температуре в 1000°C.

Ценные разновидности

Существует несколько разновидностей кварца, которые ценятся дороже других, имеют такую же химическую формулу — они используются ювелирами для изготовления драгоценностей:

  1. Розовый кварц.
  2. Раухтопаз.
  3. Сахарный или снежный кварц.
  4. Агат.
  5. Аметист.
  6. Горный хрусталь.
  7. Кошачий глаз.

1) Кристаллы розового или другого цвета в периоде встречаются редко. Их используют для изготовления драгоценностей. Считается, что минерал этого цвета идеально подходит девушкам, символизирует молодость, чистоту и невинность.

2) Раухтопаз не имеет никакого отношения к топазам — это кристаллы дымчатого цвета, они отличаются прозрачностью, используются ювелирами. Нередко полудрагоценный минерал выдают за драгоценный камень, поскольку раухтопаз — это бренд. Стоимость украшений с таким кварцем может удивить покупателя. Причина высокой стоимости может заключаться не только в цене раухтопаза, но и в стоимости оправы. Чаще всего для создания драгоценностей с раухтопазом ювелиры используют золото.

3) Бусы из снежного кварца поражают своей белизной, чистотой. Они стоят недорого, но при этом выглядят очень эффектно. А также подобная разновидность минерала используется для создания колец и серег. Ювелиры предпочитают сочетать снежный кварц с серебром.

4) Агат высокой стоимостью не отличается. Минерал имеет неравномерный цвет, бывает различных оттенков. Используется в ювелирной промышленности.

5) Аметист — это камень, который меняет цвет. Утром аметист нежно-розовый и прозрачный, днем при ярком свете он имеет насыщенный цвет, а к вечеру в сумерках становится фиолетовым. Сам по себе камень прозрачный, имеет овальную или прямоугольную форму, в зависимости от способа огранки.

6) Еще одной разновидностью кварца можно считать горный хрусталь. Прозрачный и бесцветный материал, который используют в различных отраслях промышленности, в основном для изготовления посуды и других предметов (статуэтки, сувениры и кристаллы).

7) Кошачий глаз — еще одна разновидность минерала, которую используют ювелиры. Камень имеет эффект вкрапления, напоминает глаз кошки.

На минерал влияют условия формирования — по этой причине он может быть различных цветов и иметь разнообразные свойства.

Природный камень розовый кварц и изделие с ним

Свойства и месторождения

Кварц считается одним из наиболее распространенных минералов на Земле. Обнаружить месторождение кварца можно в любой точке земного шара.

Основные месторождения:

  1. Бразилия.
  2. Австралия.
  3. Мадагаскар.
  4. Шри-Ланка.
  5. США (здесь впервые и был обнаружен минерал).

Благодаря широкому распространению по всему миру, особой надобности в синтетическом производстве минерала нет. Но эксперименты помогли создать материал, который превосходит по свойствам кварц природного происхождения.

Основные свойства:

  • твердый и плотный, по шкале Мосса показатель оценивается в 7 баллов;
  • прозрачный или белый минерал;
  • плохо переносит взаимодействие с кислотами и щелочами.

Каждая из разновидностей кристаллов имеет свою историю открытия. В старину кристалл считали обрезом, в Риме его использовали в качестве кондиционера — считалось, что если подержать шарик в руках, то он способен охладить руки.

Немного магии

Маги наделяли минерал совершенно особыми свойствами: считали, что если долго всматриваться в кварц, то можно увидеть в кристалле будущее, разглядеть судьбу и разобраться в себе.

Минерал обладает несколькими свойствами и, по мнению магов и эзотериков, способен защитить человека:

  • от необдуманных поступков;
  • разочарований в жизни;
  • депрессий и расстройств психики.

Колдуны с помощью кристалла связывались с потусторонним миром. По этой причине кварц использовали во время проведения обрядов. А также носили на шее, оберегая себя от потусторонних сил.

Талисманы устанавливали в доме, пытаясь защитить семью от ссор и скандалов. А еще люди верили, что кристалл способен избавить человека от порчи и сглаза. Снять усталость и переутомление, выполнить порученную работу на отлично.

Лекари уверяли, что кварц поможет избавиться:

  1. От депрессии, истерики.
  2. От бессонницы и ночных кошмаров.
  3. От заболеваний сердца и сосудов.
  4. От скачков артериального давления.

Минерал использовали для лечения заболеваний репродуктивной системы, а также рекомендовали носить слишком чувствительным барышням, которые часто теряли сознание и падали в обморок.

Но главным образом кварц воздействовал на органы дыхания. С его помощью лечили астму и бронхиты.

Но, несмотря на все свойства магического и иного характера, химики утверждают, что минерал прочный, но чувствительный к воздействию кислот и щелочей. Реагенты могут повредить камень, поскольку он является всего лишь диоксидом кремния.

Применение в промышленности

Если верить ювелирам, то все разновидности кварца сегодня очень востребованы именно в этой отрасли промышленности. Их используют для изготовления сравнительно доступных по цене украшений, которые неизменно пользуются спросом на рынке.

Найти драгоценности с кварцем можно в любом ювелирном магазине, при этом ассортимент их будет достаточно широк.

Особой сложности при огранке ювелиры не испытывают. Также одним из плюсов считается богатая цветовая гамма кварца, которая позволяет создавать изделия различного характера.

Другие отрасли, где применяют кварц:

  • для изготовления оптических приборов;
  • генераторов ультразвука;
  • для создания посуды;
  • при изготовлении электронных приборов;
  • считается необходимым элементом для создания телефонов и некоторых деталей для радио;
  • компонент устройств электронных генераторов, которые отвечают за колебания звука и чистоту звучания;
  • кварцевый песок можно использовать для изготовления стекла.

Если говорить о качествах минерала, то они ценятся не только ювелирами. По этой причине кварц имеет широкое применение в разных отраслях промышленности. Он используется повсеместно еще и потому, что на планете достаточно месторождений, которые вовсю эксплуатируются человечеством.

Можно назвать кристаллы уникальными еще и потому, что они обладают свойствами, благодаря которым можно использовать кварц в качестве материала для создания украшений невысокой стоимости.

Рекомендуем похожие статьи

okaratah.com

Кварц. Описание, свойства, происхождение и применение камня

 
Кварц — один из самых распространённых минералов в земной коре, породообразующий минерал большинства магматических и метаморфических пород. Свободное содержание в земной коре 12%. Входит в состав других минералов в виде смесей и силикатов. В общей сложности массовая доля кварца в земной коре более 60%. Имеет множество разновидностей и как ни один другой минерал разнообразен и по цвету, и по формам нахождения, и по генезису. Встречается практически во всех типах месторождений.

Химическая формула: SiO2 (диоксид кремния).

СТРУКТУРА


Тригональная сингония. Кремнезём, наиболее распространённой формой нахождения которого в природе является кварц, обладает развитым полиморфизмом.
Две основные полиморфные кристаллические модификации двуокиси кремния: гексагональный β-кварц, устойчивый при давлении в 1 атм. (или 100 кн/м2) в интервале температур 870-573°С, и тригональный α-кварц, устойчивый при температуре ниже 573°С. В природе широко распространён именно α-кварц, эту устойчивую при низких температурах модификацию обычно называют просто кварцем. Все гексагональные кристаллы кварца, находимые в обычных условиях, являются параморфозами α-кварца по β-кварцу. α-кварц кристаллизуется в классе тригонального трапецоэдра тригональной сингонии. Кристаллическая структура — каркасного типа, построена из кремне-кислородных тетраэдров, расположенных винтообразно (с правым или левым ходом винта) по отношению к главной оси кристалла. В зависимости от этого различают правые и левые структурно-морфологические формы кристаллов кварца, отличимые внешне по симметрии расположения некоторых граней (например, трапецоэдра и др.). Отсутствие плоскостей и центра симметрии у кристаллов α-кварца обусловливает наличие у него пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств.

СВОЙСТВА


В чистом виде кварц бесцветен или имеет белую окраску из-за внутренних трещин и кристаллических дефектов. Элементы-примеси и микроскопические включения других минералов, преимущественно оксидов железа, придают ему самую разнообразную окраску. Причины окраски некоторых разновидностей кварца имеют свою специфическую природу.
Часто образует двойники. Растворяется в плавиковой кислоте и расплавах щелочей. Температура плавления 1713—1728 °C (из-за высокой вязкости расплава определение температуры плавления затруднено, существуют различные данные). Диэлектрик и пьезоэлектрик.

Относится к группе стеклообразующих оксидов, то есть может быть главной составляющей стекла. Однокомпонентное кварцевое стекло из чистого оксида кремния получают плавлением горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка. Диоксид кремния обладает полиморфизмом. Стабильная при нормальных условиях полиморфная модификация — α-кварц (низкотемпературный). Соответственно β-кварцем называют высокотемпературную модификацию.

МОРФОЛОГИЯ


Обычны кристаллы в виде шестигранной призмы, с одного конца (реже с обоих) увенчанной шести- или трехгранной пирамидальной головкой. Часто по направлению к головке кристалл постепенно сужается. На гранях призмы характерна поперечная штриховка. Наиболее часто кристаллы имеют удлиненно-призматический облик с преимущественным развитием граней гексагональной призмы и двух ромбоэдров, образующих головку кристалла. Реже кристаллы принимают облик псевдогексагональной дипирамиды. Внешне правильные кристаллы кварца обычно сложно сдвойникованы, образуя наиболее часто двойниковые участки по т. н. бразильскому или дофинейскому законам. Последние возникают не только при росте кристаллов, но и в результате внутренней структурной перестройки при термических β-α полиморфных переходах, сопровождаемых сжатием, а также при механических деформациях.
В магматических и метаморфических горных породах кварц образует неправильные изометричные зерна, сросшиеся с зернами других минералов, его кристаллами часто инкрустированы пустоты и миндалины в эффузивах.
В осадочных породах — конкреции, прожилки, секреции(жеоды), щётки мелких короткопризматических кристаллов на стенках пустот в известняках и др. Также обломки различной формы и размеров, галька, песок.

РАЗНОВИДНОСТИ КВАРЦА


Авантюрин — желтоватый или мерцающий буровато-красный кварцит (в связи с включениями слюды и железной слюдки).
Агат— слоисто-полосчатая разновидность халцедона.
Аметист— фиолетовый.
Бингемит — иризирующий кварц с включениями гётита.
Бычий глаз — густо-малиновый, бурый
Волосатик — горный хрусталь с включениями тонкоигольчатых кристаллов рутила, турмалина и/или других минералов, образующих игольчатые кристаллы.
Горный хрусталь — кристаллы бесцветного прозрачного кварца.
Кремень — тонкозернистые скрытокристаллические агрегаты кремнезёма непостоянного состава, состоящие в основном из кварца и в меньшей степени халцедона, кристобалита, иногда с присутствием небольшого количества опала. Обычно находятся в виде конкреций или гальки, возникающей при их разрушении.
Морион — чёрный.
Переливт — cостоят из перемежающихся слоев микрокристаллов кварца и халцедона, никогда не бывают прозрачными.
Празем — зелёный (из-за включений актинолита).
Празиолит — луково-зелёный, получается искусственно прокаливанием жёлтого кварца.
Раухтопаз (дымчатый кварц) — светло-серый или светло-бурый.
Розовый кварц — розовый.
Халцедон— скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность. Полупрозрачен или просвечивает, цвет от белого до медово-жёлтого. Образует сферолиты, сферолитовые корки, псевдосталактиты или сплошные массивные образования.
Цитрин— лимонно-жёлтый.
Сапфировый кварц — синеватый, грубозернистый агрегат кварца.
Кошачий глаз — белый, розоватый, серый кварц с эффектом светового отлива.
Соколиный глаз — окварцованный агрегат синевато-серого амфибола.
Тигровый глаз — аналогичен соколиному глазу, но золотисто-коричневого цвета.
Оникс— коричневый с белыми и чёрными узорами, красно-коричневый, коричнево-жёлтый, медовый, белый с желтоватыми или розоватыми прослоями. Для оникса особо характерны плоско-параллельные слои разного цвета.
Гелиотроп — непрозрачная тёмно-зелёная разновидность скрытокристалического кремнезема, по большей части тонкозернистого кварца, иногда с примесью халцедона, оксидов и гидроксидов железа и других второстепенных минералов, с ярко-красными пятнами и полосами.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ


Кварц образуется при различных геологических процессах:
Непосредственно кристаллизуется из магмы кислого состава. Кварц содержат как интрузивные (гранит, диорит), так и эффузивные (риолит, дацит) породы кислого и среднего состава, может встречаться в магматических породах основного состава (кварцевое габбро).
В вулканических породах кислого состава нередко образует порфировые вкрапленники.
Кварц кристаллизуется из обогащенных флюидами пегматитовых магм и является одним из главных минералов гранитных пегматитов. В пегматитах кварц образует срастания с калиевым полевым шпатом (собственно пегматит), внутренние части пегматитовых жил нередко сложены чистым кварцем (кварцевое ядро). Кварц является главным минералов апогранитных метасоматитов — грейзенов.
При гидротермальном процессе образуются кварцевые и хрусталеносные жилы, особое значение имеют кварцевые жилы альпийского типа.
В поверхностных условиях кварц устойчив, накапливается в россыпях различного генезиса (прибрежно-морских, эоловых, аллювиальных и др.). В зависимости от различных условий образования кварц кристаллизуется в различных полиморфных модификациях.

ПРИМЕНЕНИЕ


Кварц используется в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в телефонной и радиоаппаратуре (как пьезоэлектрик), в электронных приборах («кварцем» в техническом сленге иногда называют кварцевый резонатор — компонент устройств для стабилизации частоты электронных генераторов). В больших количествах потребляется стекольной и керамической промышленностью (горный хрусталь и чистый кварцевый песок). Также применяется в производстве кремнезёмистых огнеупоров и кварцевого стекла. Многие разновидности используются в ювелирном деле.

Монокристаллы кварца применяются в оптическом приборостроении для изготовления фильтров, призм для спектрографов, монохроматоров, линз для Уф-оптики. Плавленый кварц применяют для изготовления специальной химической посуды. Кварц также используется для получения химически чистого кремния. Прозрачные, красивоокрашенные разновидности кварца являются полудрагоценными камнями и широко применяются в ювелирном деле. Кварцевые пески и кварциты используются в керамической и стекольной промышленности


Кварц (англ. Quartz) — SiO2

Молекулярный вес60.08 г/моль
Происхождение названияот стар. нем. «Querklufter» — «руда секущих жил», или от нем «quarz».
IMA статусдействителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

КЛАССИФИКАЦИЯ


Strunz (8-ое издание)4/D.01-10
Nickel-Strunz (10-ое издание)4.DA.05
Dana (7-ое издание)75.1.3.1
Dana (8-ое издание)75.1.3.1
Hey’s CIM Ref.7.8.1

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Цвет минераласам по себе бесцветный или белый за счет трещиноватости, примесями может быть окрашен в любые цвета (пурпурный, розовый, чёрный, жёлтый, коричневый, зелёный, оранжевый, и т д.)
Цвет чертыбелый
Прозрачностьполупрозрачный,прозрачный
Блескстеклянный
Спайностьвесьма несовершенная ромбоэдрическая спайность по {1011} наблюдается наиболее часто, имеется по меньшей мере шесть других направлений
Твердость (шкала Мооса)7
Изломнеровный, раковистый
Прочностьхрупкий
Плотность (измеренная)2.65 г/см3
Радиоактивность (GRapi)0

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Типодноосный (+)
Показатели преломленияnω = 1.543 — 1.545 nε = 1.552 — 1.554
Максимальное двулучепреломлениеδ = 0.009
Оптический рельефнизкий
Плеохроизмне плеохроирует
Рассеиваниенизкое, 0,009
Люминесценция в ультрафиолетовом излучениифлюоресцентный и триболюминесценый, при УФ — желто-оранжевый

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Точечная группа3 2 — трапецоэдрический
Пространственная группаP31 2 1
СингонияТригональная
Параметры ячейкиa = 4.9133Å, c = 5.4053Å
Двойникованиепо дофинейскому закону, по бразильскому закону, по японскому закону

Интересные статьи:

mineralpro.ru   13.07.2016  

mineralpro.ru

ТЕХНОЛОГИЯ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО СТЕКЛА И ШЛАКОСИТАЛЛОВ

Производство непрозрачного кварцевого стекла.

Отличительная особенность изготовления кварцевого

Стекла — высокая температура плавления кварца. С дру­гой стороны, необходимость достижения высоких физико - химических свойств кварцевого стекла выдвигает весь­ма высокие требования к чистоте сырьевых материалов. В силу этого при производстве кварцевого стекла ис­пользуется обогащенное сырье.

Для производства непрозрачного кварцевого стекла используют обогащенные кварцевые пески с содержа­нием, % по массе: Si02—99,6—99,7, Fe203 — не более 0,02. Обогащение кварцевого песка заключается в об­работке на сотрясательных столах, последующей про­мывке в гидравлическом классификаторе и вакуумном обезвоживании.

Получают кварцевое стекло методом наплавлення из кварцевых песков, которое осуществляют в электричес­ких печах сопротивления с графитовыми или угольными нагревателями. Температура в этих печах может дости­гать 1900—2000 °С, продолжительность плавки состав­ляет 1—4,5 ч.

Изделия формуют при температуре 1550—1650 °С. В зависимости от конфигурации изделий их выработка может производиться как в печи, так и вне ее. Так, при изготовлении изделий простой конфигурации, например сосудов и горшков, их вырабатывают методом раздува непосредственно в печи. Изделия, изготовляемые методом прессования (огнеупорные брусья, изделия малых форм), вырабатывают вне печи.

После выработки изделия подвергаются отжигу, за­тем очистке от приварившихся зерен кварца, после чего они подвергаются механической обработке — резке, шли­фовке, полировке. Механическую обработку осуществля­ют абразивным инструментом на металлообрабатываю­щих или специальных станках. Используются алмазные пилы, абразивные круги и пескоструйные аппараты.

Производство прозрачного кварцевого стекла. Для производства такого стекла используют особо чистое сырье — горный хрусталь, гранулированный и молочно - белый кварц, которые с целью удаления из них мине­ральных и газожидких включений подвергают специаль­ной обработке. В сырье, используемом для производст­ва особо чистого прозрачного кварцевого стекла, содержание посторонних примесей не должно быть более 0,0001—0,00001 %. Получать его можно плавкой: в ва­куумной индукционной печи, в электрических вакуум - компрессионных и в газовых печах.

Рис. 20.2. Индукционная вакуум-ат - мосфериая тигельная печь для плавки стекла и вытягивания квар­цевых труб 1 — индуктор; 2 — кварцевый кор­пус; 3 — графитовый тигель; 4 — нижний диск; 5 — заглушка; 6— изоляционное кольцо; 7 — тепловая изоляция; 8 — графитовая втулка; 9 — вакуумная прокладка; 10 — сильфои

Рис. 20.3. Схема получения про­зрачного кварцевого стекла спосо­бом газовой плавки 1 — прнмаика; 2— кварцевая заго­товка; 3 — горелка; 4— муфель из непрозрачного кварцевого стекла

Вакуум-компрессионный способ. Сущность этого ме­тода заключается в том, что вначале плавку осуществля­ют под вакуумом, что способствует резкому сокращению числа газовых включений в расплаве, а перед концом плавки вакуум заменяют давлением с целью сжимания и растворения в расплаве оставшихся пузырей. В про­мышленных масштабах нашел применение вакуум-ат­мосферный вариант этого способа производства про­зрачного кварцевого стекла. Отличительная особенность этого варианта состоит в том, что расплав стекломассы после вакуумной плавки выдерживается некоторое вре­мя под атмосферным давлением.

Для получения кварцевого стекла по этому вариан­ту применяют электрические индукционные печи с графитовыми тиглями. В этих же печах получают трубы из кварцевого стекла диаметром 3—150 мм, для чего печь снабжают вытяжной машиной (рис. 20.2). Пита­ние индукционных печей электроэнергией осуществляют с помощью ламповых или машинных генераторов мощ­ностью 30—250 кВт. Режим вакуума создают масляным насосом до остаточного давления 10—3—-10-4 мм рт. ст. (0,01—0,001 Па), а давление создается инертным газом, его величина может составлять (15—25) 105 Па. Про-
должителыюсть плавки при этих режимах составляет 1—5 ч. В этих печах наряду с трубами получают блоки из кварцевого стекла массой 15—25 кг.

Газовый способ. Применяется для получения осо­бо чистого кварцевого стекла, пригодного для оптичес­ких целей. Сущность способа заключается в том, что мелкую крупку из горного хрусталя размером 0,1— 0,3 мм специальным дозатором подают в пламя горелок, которые работают на во дородно-кислородной смеси. Под воздействием пламени горелок зерна кварца нагревают­ся и падают на раскаленную до 2100—2150°С поверх­ность кварцевого стекла, находящегося в печи. Зерна при этом расплавляются и, сливаясь друг с другом, об­разуют прозрачную массу. Схема получения прозрачного кварцевого стекла способом газовой плавки дана на рис. 20.3. Этим способом получают блоки до 20—25 кг. Расход газа при этом составляет 120—150 м3 на 1 кг стекла.

Блоки из кварцевого стекла, получаемые различными способами для получения изделий, подвергаются даль­нейшей обработке. Это достигается прессованием, мол- лированием или механической обработкой. Изделия химико-лабораторной посуды получают кварцедувным способом с применением водородно-кислородных горе­лок.

В настоящее время разработаны и промышленно ос­воены новые способы получения особо чистых кварце­вых стекол. К их числу относятся получение стекла из синтетической двуокиси кремния с применением источ­ников тепловой энергии, а также путем высокотемпера­турного гидролиза летучих соединений кремния (тетра - хлорида кремния) в факеле водородно-кислородного пламени.

Многослойное стекло относят к группе защитных без­опасных безосколочных стекол, которые отличаются наи­более совершенными защитными свойствами. Наиболь­шее распространение получило трехслойное стекло — триплекс, состоящее из двух листов стекла и эластичной прокладки. …

Химический состав исходных стекол, предназначен­ных для получения шлакоситаллов, должен удовлетво­рять ряду требований; одни из них определяются эксплу­атационными свойствами конечного материала, другие диктуются технологией их промышленного производства. Первые из них требуют, …

Характеристика изделий. Стеклянные строительные блоки представляют собой изделия с герметически за­крытой полостью, образованной в результате сварки двух отпрессованных коробок с гладкими или рифлеными по­верхностями. Их выпускают квадратными, прямоуголь­ными, шестиугольными, угловыми; …

msd.com.ua

Кварцевый песок

Песок – такой материал, который применяется в любом строительстве. На данный момент выделяется несколько его типов. Это кварцевый, речной и овражный. Каждый из этих видов обладает определенными особенностями. Сегодня мы поговорим о кварцевом песке, который нашел широкое применение не только в строительстве, но и в промышленности.

Основные свойства кварцевого песка

Кварцевый песок – это дробленый кварц, который получается либо естественным путем, либо после специальной обработки. Материал очень сыпучий и однородный. В зависимости от того, из какой именно породы он получен, его можно подразделить на фракции. Величина их может варьироваться в пределах от 0,05 мм до 3 мм. Часто в материале встречаются примеси, обычно это кремнезем.

Есть несколько видов кварцевого песка в зависимости от его внешнего вида:

  • Окатанный – материал, имеющий округлую форму гранул. Добывают его карьерным способом или в реках, после добычи он прокаливается. Чаще всего такой вариант используется для посыпки площадок и дорожек.
  • Дробленный. Он представляет собой диоксид кремния в чистом виде. Форма такого минерала колотая с неровными краями. Такой материал – отличный абсорбент, который применяется для очистки воды в бассейнах или искусственных водоемах, где вода имеет свойство быстро загрязняться. Одним словом, это кварцевый песок для фильтров.

При любом способе добычи диоксид кремния проходит обработку и очищение, благодаря чему он сортируется в соответствии с видом и очищается от ненужного мусора и примесей.

Кварцевый песок имеет высокую абсорбцию, а также прекрасно сцепляется с различными смесями и материалами. Помимо этого, материал необычайно устойчив к температурным и механическим воздействиям.

Применение кварцевого песка

Материал применяется в очень многих отраслях. Сюда относится строительство, промышленность, фармацевтика и даже пищевая отрасль. Помимо этого, его применение можно встретить даже в тех сферах, где, казалось бы, он и вовсе не уместен.

Строительство

В сфере строительства применение кварцевого песка часто встречается в различных строительных материалах, например, блоков. Такие блоки имеют спокойный цвет и отличаются особой прочностью. Привлекательный внешний вид позволяет использовать этот материал для декорирования фасадов зданий и оформления ландшафтов. Также для придания особой прочности кирпичам для печей туда также добавляют диоксид кремния.

Особое внимание следует уделить тому, что наиболее прочные асфальт и бетон изготавливаются с применением кварцевого песка. Так, все современные марки цемента выпускаются только с добавлением этого материала, для повышения сцепления с поверхностью. Также на рынке представлены варианты грунтовки с добавлением кварцевого песка.

Важно! Иногда в готовом цементе есть столько песка, что дополнительное его добавление для создания бетонной смеси не требуется.

Так как нагрузка на покрытие дороги в тех местах, где постоянно повышенное движение высокое, то лучше укладывать асфальт, в составе которого находится дробленый кварц, дающий прочность.

Такого рода материал добавляют в декоративную штукатурку для финишной обработки поверхностей. Благодаря разнообразию кварца, готовое покрытие может отличаться по цвету и фактуре. Такое покрытие способно прослужить длительное время, а также если выбрана декоративная штукатурка с мелкой фракцией, дать идеально ровное покрытие.

При достижении температуры плавления из диоксида кремния можно создать даже особо прочное стекло. Помимо этого, в массу добавляются также горный хрусталь и жильный кварц.

Промышленность и водоочистка

Для придания прочности изготавливаемым элементам из фаянса или фарфора в материал также добавляется кварцевый песок. Именно таким образом эти хрупкие изделия могут прослужить довольно длительное время.

В фармацевтической промышленности материал из кварца используется из изготовления разнообразных линз. Из-за того, что материал обладает высокими абразивными свойствами, готовые стекла после пескоструйной обработки получаются идеально гладкими. На прозрачность линз такая обработка никак не влияет, так как для нее применяется песок белого оттенка. Используется песок для пескоструя, предназначенного для обработки других материалов.

В пищевой промышленности кварцевый песок используется для очистки воды. Благодаря своим уникальным свойствам, он полностью удаляет из жидкости все вредные примеси и частицы. Для большинства дорогостоящих фильтров используется только этот материал.

Но такой очищающий материал нужно периодически менять, чтобы он не утрачивал свою способность к очистке. В противном случае он станет грязным и непригодным для выполняемой функции. Помимо этого, вода не будет обогащаться теми минеральными веществами, которые содержатся в нем.

Кварцевый песок для частного использования

Очень распространено использование песка из кварца для очистки бассейнов. Для этого нужен мелкодисперсный кварц, который замечательно очищает воду от коллоидов, а также примесей механического типа.

Процесс очистки очень прост. Он представляет собой прогон воды через фильтр для бассейна с диоксидом кремния внутри и выход уже очищенной жидкости. Для увеличения срока эксплуатации нужно четко соблюдать инструкцию по применению и периодически менять находящийся внутри материал.

Совет! Для того чтобы песок не так сильно засорялся, раз в неделю можно очищать фильтр для бассейна путем прогона воды в обратную сторону.

Частота замены фильтрующего материала зависит от того, в каком водоеме он размещен. В постоянно используемом бассейне замена должна осуществляться 1 раз в 2 года, для бассейна сезонного типа хватит 1 раза в 5 лет, а для небольшой дачной емкости замена должна производиться 1 раз каждые 2 месяца.

Активно используется кварцевый песок для аквариума. И это неслучайно, ведь никакого вредного воздействия на живые организмы и воду он не оказывает, а декоративность придает особую.

Если песок будет окрашен в какой-либо цвет, то такое оформление будет выгодно отличать именно этот аквариум. Но цветной кварцевый песок будет отвлекать от рыбок и концентрировать внимание наблюдателя только на дне. Белый песок кварцевого типа для аквариума подходит не слишком хорошо, так как рыбки не выделяются на его фоне, а несколько теряются.

Зато черный вариант отлично подчеркнет внешнюю красоту рыбок и гармонично впишется в окружающий мир. Самым оптимальным вариантом будет смесь белого и черного песка, которая наиболее лаконично подчеркнет красоту аквариума.

Но перед использованием такого материала для аквариума, он обрабатывается тщательным образом. Он обязательно промывается проточной водой, кипятиться или же обдается кипятком. Слой песка на дне может быть в промежутке между 3 и 8 см с уклоном на переднюю стенку. Для удаления загрязнений из песка используется сифон, работающий на основе вакуума.

Купить песок из кварца для частного применения для бассейна можно в расфасовке по 25 и 50 кг. Также в зоомагазинах есть и мелкие по объему пачки с диоксидом кремния. В промышленных масштабах такой материал, конечно, используется в более значительных объемах.

Заключение

Материал универсального типа диоксид кремния подходит для использования в различных сферах жизни, вплоть до пищевой. Такая популярность заработана благодаря высоким качественным характеристикам, которые придают прочность любому материалу, куда добавляется этот песок. Высокая степень очищения воды и насыщение ее минеральными веществами позволяют материалу занять почетную позицию для частного использования. Но не только полезными свойствами славится песок из кварца. Он также обладает высокими декоративными характеристиками, которые могут украсить и поверхность стены, и дно аквариума. 

bouw.ru

Как добывают кварцевый песок: область применения

Самый известный и распространённый минерал, ископаемое, находящееся в толще земной коры – это кварц. Диоксид кремния, формула этого соединения – SiO2. Месторождения кварцевой породы находятся во многих уголках планеты. Насчитывают десятки его разновидностей, один из них, белый кварц, наиболее широко применяется в производстве, для изготовления технических сортов стекла, также из него получают металлический кремний. Его используют как главный составляющий компонент в металлических, и не только, сплавах. Методом дробления и рассева белого кварца получают кварцевый песок.

Особенные характеристики минерального состава

Особенные характеристики минерального состава

Основные свойства кварцевого песка:

  • Высокая устойчивость ко всем видам воздействий, будь то физическое, химическое, водное или атмосферное разрушающее действие.
  • Высокая пористость и плотность – это характеризует этот материал как отличный фильтр.
  • Так как кварцевый песок является мономинеральной породой, и это, её главное достоинство в сравнении с другими песками естественного происхождения. Насчитывается более ста месторождений кварцевого песка в России.

Существует такое понятие, как первичный и вторичный кварц. Принципиальное различие – это место происхождения и добывание минеральной породы. Добыча кварцевого песка в местах естественного происхождения породы – это и есть добыча первичного кварца. Этот минерал долгое время находится в слоях земной коры, без доступа и воздействия воздуха и воды.

Разновидности песка естественного происхождения

Разновидности песка естественного происхождения

Кристаллы такого песка имеют правильную форму, напоминающую куб, с более – менее прямыми углами. Отсутствие вытянутых углов и других изъянов не препятствуют уплотнению. Такой высококачественный песок применяется в качестве наполнителя фильтра, так как высокая плотность укладываемых крупинок, задерживает разные виды загрязнений, или для пескоструйного процесса. Кварцевый песок естественного происхождения имеет полупрозрачный, белый цвет.

С помощью специальной техники добываемый песок транспортируют на предприятия по переработке. Из каолиновой смеси минерал вымывают в воде. Проведение обработки и тщательного анализа, классифицирует материал по знаку качества.

Качественный песок, применяемый в металлургии

Качественный песок, применяемый в металлургии

Где добывают вторичный кварцевый песок? Это песок естественного происхождения, исключительной чертой является то, что этот песок водой переносится с месторождения. То есть подземные воды или из-за разломов поверхности коры земли потоки воды попадают в недра ископаемых и выносят их на поверхность.

Находясь снаружи, минеральная порода подвергается воздействию стихии, которая производит естественную шлифовку кристаллов песка, стирая углы и грани. Такой песок, подвергается и химическому воздействию, поэтому не является экологически чистым.Если песок состоит из примесей, то это можно определить по цвету, так как натуральный кварц, исключительно белого цвета, а химический состав окрашивает его в цвета, которые свойственны тому или иному элементу. Следовательно, область, где используется кварцевый песок такого сорта, значительно сужается. Применение для пескоструя или для наполнения фильтров не желательно, так как обеспечение эффективного результата не возможно.

Расплавленный кварцевый песок

Для того чтобы расплавить изделие содержащее кварц, необходимо достичь температуры плавления от 1050 до 1700 градусов по Цельсию, в зависимости от фракций. Столь высокая теплопроводность кварцевого песка и электрическая прочность, позволяют использовать его как идеальный изоляционный материал в трансформаторах. Именно для этой цели, наиболее подходящий песок с кристаллами округлой формы. Добыча такого минерала производится с карьеров, либо со дна водоёмов.

Искусственное происхождение кварцевого песка

Искусственное происхождение кварцевого песка

Чтобы получить дроблёный кварцевый песок используют горную породу, крупные фракции первичного или вторичного кварца. Дробление производится для того, чтобы достичь того оптимального размера зёрен песка, наиболее востребованных в большинстве областей производства. Кристаллы песка, полученные таким методом, имеют неправильную форму, с вытянутыми углами, либо напротив плоскими формами. Выглядит такой песок колючим по виду. Использоваться такой материал может, например, в архитектурном дизайне. Химическая промышленность применяет в своём производстве данное сырьё, устойчивое к воздействиям щелочей и кислот. Добывают породу в карьерах.

Основные технические характеристики минерального состава

Основные технические характеристики минерального состава

Производство кварцевого песка делят его на три класса: песок стекольной марки, формовочные и фракционные сорта. На элитарность материала указывает высокая стоимость кварцевого песка, его применение экономически приемлемо для техпроцессов, без содержания которого сложно было бы достичь определённых целей.

Истинная плотность кварцевого песка – это в пределах 2600 – 2700 кг/м. куб, а насыпная плотность его достигает 1400 кг/м.куб. Величина кристалла песка может достигать размера от 0,1 до 3 мм. Влажность песка,находящегося в сыром состоянии, не должна превышать 6,0%,влажное состояние не превышает 0,4%, после просушивания, примерно 0,5%. По шкале Мооса, показатель твёрдости равен – 7. Максимальная температура плавления песка достигает температуры свыше 1000 градусов по Цельсию.

Для чего нужен кварцевый песок, область его применения

Область применения кварцевого песка

В какой области используется определённый вид песка, всё зависит от его технических характеристик. Наиболее высокие требования к сырью, которое используется в стекольной промышленности. Для производства стеклотары, стекловолокон, керамики, фарфора и других изделий применяют песок фракции от 0,1 до 0,4 мм. В металлургии используют формовочный песок. Изделия, в которых примесь кварцевого песка отличаются высокой огнеупорностью. Фракционный песок используют при изготовлении отделочных материалов в строительстве.

Широкое применение в ландшафтном дизайне нашли крупные фракции. Кварцевую крошку используют для декоративного покрытия дорожек. Для того чтобы ландшафту придать ноту роскоши, следует отметить,для чего нужен этот дорогостоящий материал, в оформлении территории.

Кварцевый песок для аквариума

Из кварцевого песка, в домашних условиях делают различные элементы декора. В творчестве, как украшение аквариума, используют кварцевый песок, окрашенный в различные цвета. Существует множество способов выполнить окрашивание собственными руками. Фильтры для бытовых условий и для очистки бассейнов наполняют песком фракций от 0,1 до 1 мм. Зачем для этой цели использовать песок столь мелкими кристаллами? Укладываясь в резервуар, песчинки делают плотный слой, через который пропускаемая вода очищается, а загрязнения остаются в фильтре.

Чтобы понять, какой необходимо использовать песок кварцевый в пескоструйных работах, для начала важно знать какой вид поверхности будет подвергаться обработке.


Такое применение подойдёт кварцу, самых разных фракций. Важно – это качество абразивных частиц. Лучше, конечно, для такого вида работ брать кварцевый песок лучшего качества, с наименьшим количеством примесей. Кварцевый песок для пескоструйной обработки

Всё самое лучшее нам дарует Земля. Кварцевый песок – это природный материал, который отличается не только по прочности и красоте, но и долговечности. Лучшее, что мог бы предпринять, каждый желающий использовать этот благородный минерал – это использовать как дизайнерское украшение своей территории и жилища, а также как средство безопасности, обеспечивающее высокую противопожарную защиту.

Как правильно выбрать кварцевый песок

1nerudnyi.ru

Что такое кварц? Свойства минерала, химические характеристики, разновидности и его применение

Минерал кварц является одним из наиболее распространённых в недрах Земной коры. Его химическая формула выглядит таким образом SiO2, диоксид кремния. Название данного минерала происходит от немецкого слова «Querklufter», что означает руда секущих жил.

Химическая характеристика кристаллов кварца

Кремнезём является наиболее распространённой формой кварца и  имеет свойство развитого полиморфизма. Существует две основные кристаллические полиморфные модификации кремневой двуокиси: 1) α-кварц гексагональный, хорошо устойчивый при давлении в 1 атмосферу в диапазоне температур  от573 до  870°С; 2) β-кварц тригональный, устойчивый при более низких температурах, значения которых ниже 573°С.

На фото кристаллы кварца

В природе β-кварц более распространён, чем α-кварц. Отсутствие центра симметрии и плоскостей у кристаллов β-кварца свидетельствует о наличии у него пироэлектрических и пьезоэлектрических свойств.

Существуют другие модификации полиморфного кремнезёма:

Сейфертит

Моганит

Тридимит

Коэсит

Кристобалит

Стишовит (образуется при наличии очень высокого давления, а  также  умеренной температуре, впервые  был  найден  на месте ядерного взрыва, в его эпицентре )

Сейфертит

Морфология

На фото зеленый кварц

Кристаллы кварца, по своей структуре очень схожи с кристаллами берлинита. Обычно они образуются в виде шестигранной призмы. С одного края, иногда с обоих, увенчанной трехгранной или шестигранной головкой, по форме напоминающей пирамиду. 

Очень часто кристаллы кварца по направлению к головке постепенно сужаются, а  на плоских гранях кристаллической призмы просматривается характерная поперечная штриховка.

Довольно редко кристаллы кварца имеют форму псевдогексагональной дипирамиды. Внешне, кристаллы кварца обычно правильные, но иногда образуют  сложные сдвоенные участки.

Они  возникают как при росте кристаллов, так и в процессе  внутренней структурной формировки при механических деформациях, а также термических полиморфных α-β  переходах, которые сопровождаются сильным сжатием.

В горных породах метаморфического и магматического происхождения кристаллы кварца образуют неправильные зерна изометрической  формы. Они часто бывают сросшиеся с кристаллами других минералов.

Свойства кварца

Кварцу присущ стеклянный блеск, иногда с жирным отливом. Излом его кристаллов раковистый или неровный. Спайность кварца несовершенная, а твердость равна 7 по шкале Мооса. Плотность данного минерала составляет 2,6 — 2,65 г/см3.

Кварц хорошо растворяется в плавиковой кислоте. Температура плавления минерала составляет 171 — 1728°С. Из-за сильной вязкости раствора очень трудно определить  точную температуру плавления. Кварц относится к группе оксидов образующих стекло, другими словами он склонен к образованию кристаллов переохлажденного расплава — стекла.

Разновидности кварца

Существует большое количество разновидностей кварца. К ним относится горный хрусталь, представляющий собой кристаллы прозрачного бесцветного кварца. Раухтопаз или ещё его называют дымчатый кварц, имеет светло-серый или светло-буроватый. Ещё один вид кварца называется морион, имеет чёрную окраску.

Аметист является драгоценной разновидностью горного хрусталя, который имеет фиолетовый, фиолетово-розовый, сиренево-красный цвета. Кристаллы цитрина имеют лимонный жёлтый цвет. Авантюрину присущ мерцающий цвет из-за большого количества мелких чешуек гематита или слюды.

На фото золотое кольцо с дымчатым кварцем

Празем имеет в составе включения актинолита, которые придают ему зелёный оттенок. Волосатик — это ещё одна разновидность горного хрусталя, имеет в составе включения кристаллов тонкоигольчатого рутила, гётита, турмалина или других видов минералов, которые образуют кристаллы тонко-игольчатой формы.

Халцедон – полупрозрачный минерал скрытокристаллической тонковолокнистой разновидности. Он бывает белого, серого и медово-жёлтого цветов. Образует кристаллы сферолитов, псевдосталактиты или сплошные больших размеров  массивные образования, а  также сферолитовые корки. Агат — одна из разновидностей халцедона со слоисто-полосчатой структурой кристаллов.

На фото разновидность кварца волосатик

Кремень образует скрытокристаллические тонкозернистые агрегаты кремнезёма, имеющие  непостоянный  состав, которые образованны  в основном из кварца и в наименьшей степени  из кристобалита, халцедона, в редких случаях с присутствием маленького количества кристаллов опала.

Они чаще всего находятся в виде гальки или конкреций, которые возникают при их разрушении  механического характера. Соколиный глаз, Тигровый глаз, Бычий глаз – все они являются псевдоморфозами, то есть продуктами замещения кварцем различных разновидностей асбеста.

Образование кварца

Кристаллы кварца образуется в процессе различных геологических изменений. Кристаллизуется кварц непосредственно из магмы кислотного состава, а также из богатых флюидами пегматитовых магм.  В породах вулканического происхождения с присутствием  кислого состава часто образуются порфировые вкрапления.

Кварц является одним из главных минералов семейства гранитных пегматитов, в которых кварц образует сращения с полевым калиевым шпатом. Кристаллы кварца также являются главными минералами метасоматитных апогранитов — грейзенов. В наружных условиях кварц хорошо устойчив, он накапливается и образуется в россыпях различного генезиса.

Применение кварца

Данный минерал является ценным минеральным сырьём. Он используется в производстве оптических приборов, в радио и телефонной аппаратуре, а  также в генераторах ультразвука.

В огромных количествах используется  керамической и  стекольной промышленностью (чистый кварцевый песок  и горный хрусталь ). Также этот минерал применяют для производства кварцевого стекла и изготовления  кремнеземистых  огнеупоров. В ювелирном  искусстве применяется  в  качестве  вставок в украшения или  как поделочные камни.

Самым важнейшим  свойством кристаллов кварца является  пьезоэффект. Он был открыт в 1880 г. учеными из Франции, братьями Полем и Пьером  Кюри, на кристаллах кварца. Применить явление пьезоэффекта впервые предложил Поль Ланжевен, он также был французом.

Это открытие произошло в годы первой мировой войны. Суть предложения Поля Ланжевен состояла  в применении ультразвука для обнаружения подводных лодок  противника, а вот для получения этого ультразвука предполагалось использование пьезоэффекта.

Плоская, параллельная, гладкая, полированная пластина кварца с держателем и электродами  представляла собой пьезоэлектрический резонатор, другими словами это  был колебательный контур с определенной частотой резонансных колебаний. Резонансная частота напрямую зависит от направления среза и от толщины самой пластинки.

На фото розовый кварц

Кварцевые резонаторы используются  в качестве фильтров, имеющих высокую избирательную способность, а также для эталонирования и стабилизации  частоты в генераторах. Одним из главных  и  важнейших требований к кварцевым  резонаторам является температурный режим резонансной частоты.

Пьезокварц, до недавнего времени, применялся  исключительно  только для военных нужд. В современное время различные пьезоэлементы используются как хорошие источники ультразвука, а также  в различных промышленных, медицинских, исследовательских и даже иногда бытовых приборах, например пьезозажигалки, приборы для ультразвуковой борьбы с грызунами. Работа данного прибора на  протяжении нескольких дней вызывает у них не комфортное состояние и желание быстро покинуть помещение.

tvoi-uvelirr.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о