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Sable de quartz - classification et performance. Sable de quartz: applications et production Utilisation du sable de quartz

Le sable de quartz est matériau naturel à haute teneur en oxyde de silicium, extrait par broyage d'une veine de quartz, ou à ciel ouvert et rivières ou voie fermée.

Contrairement au sable ordinaire, ce matériau se caractérise par une monominéralité, des propriétés de sorption élevées et une faible teneur en impuretés et en métaux. De plus, le sable de quartz résiste à toutes les influences environnementales.

Où est utilisé le sable de quartz?

Les utilisations du sable de quartz sont nombreuses, mais nous allons nous intéresser aux principaux secteurs industriels et découvrir où le sable de quartz est utilisé:
- l'industrie de l'eau, ce sont les canaux d'eau, les piscines, les réservoirs, tout ce qui concerne la purification de l'eau, le traitement de l'eau. Partout où il y a un besoin de purification de l'eau et des filtres sont utilisés, il y a un besoin de sable de quartz;
- sablage des surfaces - absolument tout matériau est sablé avec du sable de quartz, à la fois pour la protection contre la corrosion et le nettoyage des dépôts de boue, et à des fins décoratives;
- industrie du verre - la production de verre est impossible sans notre matériau;
- l'industrie de la fonderie n'est pas complète sans sable de moulage;
- construction d'installations sportives - aire de jeux, terrains de football, courts de tennis et ainsi de suite, tout est construit en quartz;
- Industrie du pétrole et du gaz;
- production de mélanges de construction secs;
- intérieurs décoratifs, dessins;
- production de plaques de quartz;
- l'industrie ferroviaire et ainsi de suite….

De quoi est fait le sable de quartz?

Le sable de quartz se compose principalement d'oxyde de silicium, le quartz a une structure cristalline et le sable obtenu à partir de celui-ci est très résistant aux alcalis et aux acides. Il est inerte par rapport à la plupart des éléments du tableau périodique de Mendeleev.

Quelle est la différence entre le sable de quartz et le sable ordinaire?

Comme mentionné ci-dessus, le sable ordinaire n'est pas du quartz en raison de sa faible teneur en quartz. Il y a beaucoup de divers élémentsde l'argile aux métaux, et le sable de quartz est caractérisé par une teneur en quartz principalement élevée, atteignant 99% de la masse totale.

Où est extrait le sable de quartz?

Le sable de quartz est extrait dans les carrières voie ouverte, c'est à dire. Je creuse juste de la terre avec des excavatrices et développe des dépôts de sable de quartz. Il est également extrait de manière fermée des réservoirs, à l'aide d'une puissante pompe installée sur une plateforme mobile flottante. Une pompe sous pression aspire de l'eau avec du sable, les transforme en décharges, l'eau retourne dans le réservoir et le sable reste sur les décharges. Et une autre méthode consiste à broyer une veine de quartz, une roche, qui est dynamitée, broyée dans des concasseurs spéciaux à la taille souhaitée.

Quels miracles ne sont pas préparés pour l'homme sur Terre! Par exemple, une vue incroyable - du sable blanc. De loin, vous ne comprendrez pas immédiatement: ces congères sont-elles en plein été, ou en montagne, ou peut-être du sel de table ou un autre produit chimique? Et ce n'est qu'en vous rapprochant, en le prenant dans votre paume et en le renversant entre vos doigts, que vous vous rendez compte qu'il s'agit de sable blanc, dont une photo est donnée dans cet article. Et il se compose de quartz - un minéral commun sur Terre. Le quartz est inclus dans la composition minérale des sables oligomictiques et polymictiques qui composent les dunes des déserts, les dunes des côtes et les bas-fonds des plans d'eau.

Blanc sable naturel

Les gisements se trouvent dans les vallées fluviales. Le sable de rivière blanc est le plus pur, généralement il ne contient pas de polluants, ainsi que du sable de quartz de montagne, des affleurements de veines altérées. Il est tout à fait possible de trouver des pépites de métaux précieux ou de leurs minéraux dans des gisements de sable de quartz naturel. Parfois, du sable blanc est enfoui sous les strates d'autres roches sédimentaires et est extrait de carrière. Il contient généralement des polluants sous la forme d'un mélange d'argiles, de limons sableux, de limons, de sables polymictiques, que l'on retrouve dans l'épaisseur des sables de quartz sous forme d'intercalaires et de lentilles.

Création de la nature et des mains humaines

Le sable blanc, composé de 90 à 95% de quartz, n'est pas si commun et est très apprécié comme matière première pour beaucoup. Le manque de sable naturel peut être reconstitué - pour obtenir du sable de quartz artificiel à l'aide d'équipements de concassage et de criblage. Pour la production de sable, des blocs monolithiques de quartz blanc laiteux sont utilisés, en concassant et en tamisant la roche détruite, du sable avec certaines tailles (fractions) de particules requises. Le sable artificiel diffère du sable naturel par une monominéralité exceptionnelle, des grains de sable à angle aigu.

Où est utilisé le sable de quartz

Le sable blanc est utilisé pour la production de verre. Les exigences suivantes lui sont imposées: 95% il est constitué de quartz, doit être à grain moyen (diamètre des grains de sable 0,25-0,5 mm), sans mélange de substances difficilement solubles dans la masse de verre, sans mélanges nocifs de minéraux contenant du fer, du chrome, du titane (ils colorent le verre et augmentent son absorption lumineuse). Un bon sable de verre est composé à 98,5% de quartz et ne contient pas plus de 0,1% d'oxyde de fer.

Il est nécessaire pour la fabrication de verrerie chimique, dans la fabrication d'instruments - il peut résister à des changements de température importants. Pour les moules et noyaux dans la fonderie de métaux ferreux et non ferreux, on utilise également du sable de quartz, appelé moulage en métallurgie. La qualité de ce sable est déterminée par sa forme de particule, qui affecte la perméabilité aux gaz, et la quantité d'impuretés qui réduisent la réfractarité des sables. Il est nécessaire que les sables ne contiennent pas de minéraux à haute teneur en soufre et en phosphore, nocifs pour la coulée des métaux. Le sable de quartz est utilisé pour la production et le «papier de verre» - pour cela, le sable est fondu avec du graphite et du carborundum est obtenu, juste derrière le diamant en dureté. La capacité exceptionnelle de rétention des saletés (capacité de sorption) du sable de quartz est utilisée dans les filtres pour purifier l'eau des oxydes de fer et de manganèse. Ce sable est utilisé dans la construction pour le plâtrage des surfaces et pour la production de panneaux de finition. aménagement paysager... Et même le café réchauffé dans un bol rempli de sable de quartz blanc vous ravira par son goût aromatique.

Le sable de quartz est un type de sable de fonderie. Il s'agit de quartz concassé, utilisé dans divers domaines. Il est extrait de différentes manières. Dans notre article, vous pouvez voir une photo de sable de quartz afin de mieux comprendre ce qui est réellement en jeu.

Classification

Le sable de quartz est classé en:

rivière (est la plus propre et la plus chère);
marine (les particules sont mélangées à des éléments argileux et limoneux. La demande en est inférieure à celle du fleuve);
sol (enfouissement, situé sous une couche d'argile, sol. Il est caractérisé par une forme et une rugosité à angle aigu. Il est utilisé dans les travaux de construction);
ravin (contient un mélange de limon. Ce sont des fractions rugueuses de forme à angle aigu. Font partie de solutions de plâtre et de béton);
montagneux (l'origine est située dans une région montagneuse. Selon ses caractéristiques, elle est proche du ravin)

Le sable de quartz est subdivisé en naturel et artificiel. Dans le premier cas, du sable naturel et arrondi apparaît à la suite d'une exposition à l'eau et à l'air. Les grains de quartz deviennent lisses et ronds.

Dans le second cas, une veine de quartz est concassée pour obtenir du sable concassé. La roche est dynamitée, recevant des éléments à angle aigu, qui sont subdivisés en fractions. La monominéralité est inhérente au sable artificiel.

Ses avantages sont les suivants:

L'oxyde de silicium IV est de 98%.
La composition ne contient aucune impureté de matière organique.
Résistant aux influences mécaniques et chimiques.
Résiste facilement à des températures élevées.

Application

Ce minéral inorganique possède un certain nombre de propriétés qui en font un certain nombre de matériaux uniques. Le sable de quartz:

ne réagit pas avec d'autres produits chimiques;
a une densité apparente élevée;
durable (les grains ne sont presque pas sujets à l'abrasion);
sans danger pour les radiations;
est un bon sorbant;
peut être taché.

En raison de ses caractéristiques, le minéral est devenu matériel nécessaire dans de nombreux domaines. Comment le sable de quartz est-il utilisé? Il est utilisé dans:

industrie légère et lourde (le sable fractionné est rempli de mélanges de construction de haute qualité. C'est l'un des composants du sol autonivelant, enduits décoratifs);
métallurgie (le sable de moulage participe à la création de moules pour la coulée. Les produits résultants ont des propriétés réfractaires, se distinguent par une résistance élevée);
production de verre (participe à la fabrication de récipients en verre, fibre de verre et autres matériaux. Le nettoyage magnétique élimine le matériau des impuretés de fer);
construction (participe à la création briques de silicate, béton aux propriétés réfractaires);
logement et services communaux;
services de transport;
purification de l'eau (incluse dans les filtres, en raison de ses caractéristiques absorbantes);
bétail (ajouté à l'alimentation);
production de fusibles électriques composites (utilisés en raison des propriétés diélectriques).

Gisements minéraux

Où trouver du sable de quartz? Ce minéral inorganique se trouve souvent sur le fond, sur les berges des réservoirs naturels, dans les carrières. Ses gisements sont connus en Russie, en Inde, en Suisse, en Birmanie et dans d'autres pays. Formé par la désintégration du granit. En Russie, il est exploité dans les régions de Bryansk, Moscou, Volgograd, Kalouga. Aussi, près d'Orenbourg, dans l'Oural. Il y a des dépôts dans les lits des fleuves Samara et Oural.

Fonctions d'extraction

Le quartz peut être classé en primaire et secondaire. La première variété se forme directement lors de la désintégration du granit, est située sous une couche d'argile, des mélanges. Il s'agit de granit décomposé, qui reste longtemps au même endroit, n'étant pas exposé aux effets de l'eau, du soleil et de l'air.

Le quartz secondaire est un minéral qui est attaqué par l'eau. Les cours d'eau s'érodent et la transportent vers d'autres endroits. En règle générale, des accumulations se forment au fond des rivières.

Extraction de quartz primaire

Il est extrait du lieu de l'événement, transporté pour traitement. Ensuite, l'argile est dissoute, le quartz est déshydraté et calciné. Le matériel est divisé en fractions, emballé.

Extraction de quartz secondaire

Des réservoirs, les matières premières sont collectées par une pompe. Le mélange est ensuite transféré vers les sites d'accumulation. Une carrière est formée sur le sol, les dépôts sont collectés à l'aide d'une excavatrice et d'autres équipements.

Quartz concassé

Obtenu par explosion. Ensuite, il est transformé en sable de quartz broyé. Il est utilisé pour le sablage. Son tamisage est optimal et sa composition est granulométrique. Cela rend les surfaces de sablage efficaces. Le quartz concassé peut être utilisé pour nettoyer les surfaces en métal, bois, plastique, verre, béton et brique.

Comment ramasser du sable

Pour chaque type de travail, vous devez choisir du sable de l'épaisseur appropriée. Le sable de quartz peut être fin, grossier, de taille moyenne. Plus la fraction est grande, plus le traitement sera grossier.

Le matériau est plus cher que le sable ordinaire. Son traitement n'est ni facile ni bon marché. Le minéral est très durable et dure longtemps.

Photo de sable de quartz

Base majoritaire matériaux de construction constituent des composants naturels qui ont les propriétés nécessaires et sont en quantité suffisante pour la production industrielle. Le sable de quartz est l'un des minéraux naturels les plus courants et est utilisé dans tous les domaines des activités de construction.

Ce qui fournit les propriétés chimiques du matériau

Le principal composant du sable de quartz est le dioxyde de silicium (quartz). Sa formule est SiO2. Il peut également contenir des impuretés organiques, de l'argile, des oxydes de fer et un certain nombre d'autres métaux. La teneur en quartz du minéral d'origine est généralement d'au moins 93 à 95%.

Le principe de fonctionnement des mélanges de construction utilisés pour obtenir des blocs de construction et des dalles est basé sur l'interaction chimique des composants. Les chaînes inorganiques résultantes fournissent les paramètres de matériau requis.

Le dioxyde de silicium est un oxyde acide, il réagit donc avec les composés de calcium et d'aluminium présents dans le calcaire et l'argile. L'interaction peut avoir lieu à la fois pendant le séchage d'un mélange humide et pendant la cuisson thermique.

Variétés de sable de quartz et son extraction

Allouez des variétés de sable naturelles et artificielles, qui diffèrent par la méthode d'extraction.

Naturel naturel

Ce type de sable est omniprésent dans la nature et se trouve au fond des bassins d'eau et dans le sol. La plupart de ses grains varient en taille de 0,2 à 1 mm.

Il existe plusieurs façons d'extraire du sable de quartz:

exploitation en carrière - est la voie principale. Si l'extraction est effectuée au-dessus du niveau de la mer, le sable résultant est appelé sable de montagne. Les variétés de sable du sol sont extraites lors des fouilles dans les plaines. L'apparence du sable de carrière se distingue par des formes pointues et souvent une surface rugueuse, ce qui en fait un matériau de construction précieux. Le sable extrait peut être soumis à un traitement supplémentaire - tamisage, lavage et séchage. Plus les exigences relatives aux propriétés du sable sont strictes dans toute industrie, plus une préparation minutieuse est nécessaire. Dans la construction de petites structures, le sable n'est généralement exposé à aucune action et est fourni directement à partir du lieu de son extraction;
aménagement de bassins hydrographiques - le sable est lavé par une drague et se caractérise par une grande pureté fournie par un lavage naturel. L'extraction est effectuée dans les lits des rivières, les lacs et les zones maritimes. Le sable de mer est un peu moins précieux en raison de la teneur plus élevée en impuretés minérales. Le sable de la rivière a une forme lisse - sous un grossissement de microscope, les grains de sable ressemblent à des galets de mer. L'utilisation de sables lisses (arrondis) est courante dans les mélanges autonivelants - les grains de sable ne s'accrochent pas les uns aux autres.

Voici à quoi ressemble le sable de quartz naturel sur la photo.

Sable artificiel

Malgré son nom, le minéral est d'origine naturelle, mais au départ il se présente sous la forme de gros cristaux. Pour transformer les cristaux de quartz en sable, une action mécanique (explosion) est utilisée, après quoi les fragments sont broyés.

Méthodes de classification du sable de quartz

Le point de départ du système de classification est les propriétés du matériau et la façon dont il est préparé. Les directions suivantes de classification du sable de quartz sont distinguées:

Par taille (composition fractionnaire)

L'expression numérique est la valeur moyenne des tailles de particules ou leur plage de tailles (fraction):

quartz poussiéreux - représente une fraction de moins de 0,1 mm (tamisée dans un tamis avec un diamètre de pore de 0,1 mm) et se trouve généralement lors du broyage de cristaux de quartz;
sable à grains fins - fraction 0,1-0,25 mm;
sable moyen - fraction 0,25-0,5 mm;
sable grossier - fraction 0,5-1 (rarement jusqu'à 3) mm.

Pour l'enrichissement

Le sable de quartz est divisé en sable brut et enrichi:

le sable brut est un minéral brut qui n'a pas été traité pour augmenter la teneur en silice;
le sable enrichi contient quelques pour cent de teneur en quartz accrue, obtenue en éliminant la plupart des impuretés. Ainsi, le sable de quartz blanc est purifié des composés organiques, des oxydes de fer et des impuretés d'argile par tamisage, lavage et séchage.

En raison de la nature de la production, le principal caractéristiques matériel reçu. Ceci, à son tour, affecte les possibilités de .

Technologie d'enrichissement

Une grande pureté du mélange de silice est une exigence nécessaire dans un certain nombre de processus technologiques... L'étape initiale d'enrichissement comprend le fractionnement et le lavage - avec leur aide, les impuretés les plus grossières sont éliminées.

La prochaine étape consiste à utiliser des technologies spéciales, telles que:

séparation par gravité - la méthode principale, dont l'essence est de séparer les composants du mélange par densité. Les particules plus légères sont emportées par l'écoulement de l'eau, tandis que les plus lourdes se déposent au fond de l'appareil. L'effet gravitationnel peut être amélioré par centrifugation ou par l'ajout de produits chimiques qui modifient la mouillabilité des composants du sable;
séparation électrique et magnétique - représente un impact choc électrique et un champ magnétique conduisant à la séparation de certaines impuretés. Ainsi, l'effet magnétique est particulièrement efficace lors du nettoyage des particules de fer aux propriétés magnétiques.

Les paramètres du sable concentré affectent fondamentalement la qualité du travail effectué. Les mélanges de sable présentant les meilleures propriétés sont produits uniquement par des entreprises certifiées utilisant des technologies standard.

Par couleur

C'est naturel et coloré. Le sable de quartz naturel est de couleur jaune pâle à jaune brunâtre. La coloration artificielle est réalisée avec des peintures résistantes à base de liants synthétiques, vous permettant de créer des ornements multicolores originaux à partir de sable. Un tel sable peut être coloré et blanc.

Par le degré de préparation

Selon les exigences technologiques, le sable peut être produit dans les variétés suivantes:

fractionné - représente une fraction spécifique de sable dont la taille est limitée par les réglementations techniques;
sec - séché à un état sec à l'air. Avec le sable fractionné, il peut être utilisé comme milieu de travail pour les machines de sablage;
sable calciné - complètement déshydraté par calcination. Un chauffage nettement supérieur à 100 ° C assure la désorption de l'humidité même des pores profonds du quartz. Un tel sable est utilisé dans le fini mélanges de constructionstocké pendant une longue période - même une légère teneur en humidité peut rendre le mélange entier inutilisable;
sable de quartz arrondi - a des propriétés moins abrasives, il convient donc aux applications délicates, par exemple, les bacs à sable dans les terrains de jeux;
moulage de sable de quartz - est utilisé pour obtenir des produits en quartz coulé et présente un degré d'enrichissement élevé.

Production et extraction de sable de quartz

Sur le territoire de la Russie, il existe un nombre important de grands gisements de sable de quartz. Les plus célèbres sont les gisements de Chulkovskoye (région de Moscou), Kozlovskoye (région de Briansk), Elshanskoye (région de Volgograd), Berezichskoye (région de Kaluga) et un certain nombre d'autres.

Les différences dans le sable de construction en quartz, extrait de ces endroits, résident dans les paramètres de qualité initialement élevés et le coût plus élevé. Il est important de comprendre que les propriétés du sable de la carrière la plus proche seront tout à fait suffisantes pour la construction de petits chalets d'été, vous ne devriez donc pas payer trop cher. Si l'objectif est de construire un grand manoir, économiser sur la qualité du sable peut nuire à la longévité de la maison.

Voici comment le sable de quartz est extrait sur une ligne de production spéciale:

Comment les caractéristiques du sable sont normalisées

Le principal document réglementaire est GOST 2138-91, il existe également d'autres documents réglementaires ( gOST 22551 77, GOST 51641 2000, 8736 93)... Ils reflètent les exigences des principaux paramètres et propriétés de qualité, à savoir:

le contenu du composant argileux. Il existe 5 groupes avec des quantités d'argile spécifiées de 0,2 à 2,0%;
teneur en dioxyde de silicium - de 99% à 93%, correspondant aux groupes de K1 à K5;
coefficient d'uniformité reflétant la variation de la taille des particules par rapport à la moyenne (en%). Plus la valeur est élevée, plus le mélange de sable est homogène. Au total, il existe cinq groupes (de O1 à O5), différant par le coefficient d'homogénéité (de 80 à 50%);
composition fractionnée. Ce paramètre reflète la taille moyenne des particules de sable de quartz: jusqu'à 0,14 mm; 0,14-0,18 mm, 0,19-0,23 mm, 0,24-0,28 mm, plus de 0,28 mm;
humidité. Les sables secs ne contiennent pas plus de 0,5% d'humidité, les sables humides - pas plus de 4,0%, les sables humides - pas plus de 6,0%;
dans la composition du sable, la teneur en oxydes métalliques, la surface des grains, leur forme, la perméabilité aux gaz, ainsi que la perte de poids au feu sont également normalisées.

Le sable de haute qualité doit nécessairement avoir un certificat de conformité aux normes spécifiées.

Propriétés de performance du sable de quartz

Les paramètres du matériau qui affectent la qualité du travail et déterminent le champ d'application comprennent:

densité apparente - est d'environ 1300-1500 kg / m3;
la densité réelle est comprise entre 2 600 et 2 700 kg / m3. La valeur de la densité réelle est utilisée lors du calcul du volume de ciment ou de mortier de béton obtenu en mélangeant les composants;
la conductivité thermique du sable de quartz est d'environ 0,30 W / (m? ° C). La forme et la taille des granulés de sable ont un effet significatif sur les propriétés d'isolation thermique - plus leur emplacement est dense et plus les espaces sont petits, plus le coefficient de conductivité thermique est élevé;
la température de fusion -la température maximale de travail du sable de quartz est estimée à 1050 ° C, ce qui est largement suffisant pour tout travail de construction. Lors de la coulée de produits en quartz, des températures de 1700 ° C et plus sont utilisées.
le sable de quartz meuble ordinaire a une densité apparente de 1 500 kg / m3 et une densité apparente de 1 600 kg / m3.

Avantages et inconvénients du matériau - évaluation générale

Le sable de quartz est un composant presque irremplaçable dans de nombreux domaines d'application, et les technologies avec sa participation ont été développées à la perfection. Pour des raisons pratiques, le matériau reçoit un "5".

L'apparence du sable est familière depuis l'enfance et les plates-formes de sable sont souvent associées à la plage et à la détente - pour apparence a également mis un "5" ferme.

Malgré l'utilisation massive de sable, sa fine poussière peut entraîner des maladies chroniques chez les constructeurs. Pour le respect de l'environnement, le matériau reçoit "4".

Le coût du sable est comparable à celui des autres matériaux de construction. N'ayant aucun avantage particulier en termes de prix, le sable de quartz mérite une note «4».

Le coût approximatif de diverses fractions de sable de quartz est indiqué dans le tableau:

Nom	Coût, frotter
Sable de quartz VS-050-1	3000
Sable de quartz fr.0,1-0,63	3200
Sable de quartz fr 0,5-0,8	3750
Sable de quartz fr 0,5-1,0	3750
Sable de quartz fr 0.8-1.4	3950
Sable de quartz fr 0.8-2.0	3950
Sable de quartz fr.1,2-3,0	3950

Avec l'argile et le calcaire, le sable de quartz est l'un des composants les plus importants et nécessaires à la production et à la vie quotidienne. La variété des propriétés des matériaux offre une large gamme d'applications. La présence de sablières à proximité du chantier réduit considérablement le coût de construction d'une maison.