Сосуд с кварцевым песком

Характеристики кварца

Кварцевый песок образуется при дроблении породы, содержащей кварц. Распространенность ее залежей достаточно широка.

В составе фракций минеральных пород могут присутствовать примеси:

• оксидов полевого шпата,
• железа,
• глинисто – карбонатных включений.

Они придают кварцевому минералу различные оттенки: от светло-желтых до красно-бурых цветов. Сам же кварц имеет беловатый оттенок или бывает прозрачным. Песчаные фракции имеют разный размер.

По величине песчинок материал подразделяют на следующие фракционные группы:

1. пылевидный тип, имеющий размер частичек меньше 0,1 мм;
2. средняя фракционная группа, с размером песчинок от 0,1 до 0,4 мм;
3. крупный размер фракции, с величиной песчинок от 0,5 до 1 мм;
4. самый крупный размер – кварцевая крошка, имеющая размер фракции более 1 мм.

Величина фракций, очищенного от примесей песка, может меняться в пределах интервала от 0,05 до 3 мм и содержать около 99% кремнезема (SiO2).

Получается он путем естественного образования из кварцевой породы, либо путем специального искусственного дробления кремнеземного сырья.

Виды

По внешнему виду различают два вида кварца, применяемого для фильтров:

1. Окатанная разновидность фильтрующего материала имеет округлый (окатанный) вид гранул. Добывают его из водоемов или из русла рек. Поэтому его окатанную форму создает сама природа.
2. Дробленый вид материала получают искусственно с помощью дробления диоксида кремния. Форма его фракций имеет гранулы с неровными колотыми краями.

   Добывают материал с помощью взрывных работ на кварцевых залежах. После добычи кварцевой породы ее подвергают очистке от примесей, многократному дроблению и рассеиванию по размерам фракций. Такой дробленый материал является отличным абсорбентом, наиболее подходящим для очистки загрязненной воды бассейнов и непроточных водоемов.

Важно! При дроблении минерала во время производства на песчинках могут образоваться микротрещины, которые влияют на их прочность, но зато повышают его адсорбцию. Окатанная же форма песчинок менее подвержена механическому воздействию, особенно после высокотемпературной обработки.

Преимущества и недостатки очистки

Перечисленные свойства и доступность кремнеземного фильтрата дают ему безусловные преимущества в использовании для очистки воды.

К его основным плюсам можно отнести:

• Распространенность кварцевого минерала в природных залежах. Это делает доступной его добычу, что существенно влияет на стоимость средств очистки воды с применением кварца по сравнению с другими используемыми средствами очистки.
• Прочность и химическая нейтральность сыпучего материала упрощает процесс его транспортировки, хранения и эксплуатации. Не вступая в химическую реакцию с содержащимися в грязной воде элементами, кварц не допускает ее вторичного загрязнения.
• Пористая структура материала, состоящего из песчинок, придает ему адсорбирующие свойства, что позволяет задерживать соли тяжелых металлов, радионуклиды, а также обеззараживать от других вредных компонентов.
• Кварцевый фильтр, хотя и уступает фильтру с активированным углем, может использоваться неоднократно после промывки, так как его исходные эксплуатационные характеристики после этого полностью восстанавливаются.

Частота замены песка зависит от интенсивности нагрузки фильтровальной установки, обычно она происходит не чаще двух раз за год. Это не требует особых знаний и трудозатрат.

Внимание! Недостатки кварцевого фильтра могут проявиться только в случае некачественного материала. На потребительские качества изделия влияют примеси из глины и других включений, которые остаются при несоблюдении технологии очищения кварца при производстве песка.

Принцип очистки

Рассмотрим, как происходит очистка воды при ее прохождении через кварцевый водоочиститель на примере бассейна.

1. Фильтр, используемый для этих целей, представляет емкость округлой формы, вмещающую до 50 кг песчаного кварца.
2. С помощью насоса загрязненная вода из бассейна подается сверху через трубу внутрь фильтрационной емкости с песком.
3. Пройдя под напором сквозь все слои фильтрата, она очищается и поступает снизу в выходную трубу, через отверстие которой, поступает снова в бассейн.

Скорость очистки зависит от размера самой фильтровальной емкости и мощности насоса. Естественно, при значительном объеме фильтрующей емкости, вмещающей большое количество песка, процесс очистки будет осуществляться быстрее и качественнее. Эффективный фильтр может уловить грязные частицы размером до 20 – 25 микрон.

В видео информация о том, какой кварцевый песок выбрать для очистки воды в бассейне:

Области применения

Перечисленные характеристики, включающие однородность минерального состава песчаного кварца, позволяют применять его для очистки воды, которая используется в разных сферах производства и быта, в том числе, для очистки бассейнов.

Ввиду замкнутости пространства любых искусственных водоемов и отсутствия в них регулярного протока воды, они подвергаются повышенному риску загрязнения. Поэтому указанные свойства кварцевого водоочистителя здесь особенно важны.

Очистка с помощью кварца проводится также:

• в коммунальной сфере для очистки воды, подаваемой в жилые дома;
• в очистных сооружениях, занимающихся осветлением сточных вод;
• для очистки воды, применяемой в технологических процессах машиностроения, нефтепереработки, легкой промышленности, энергетике.

Важно! Независимо от способа добычи кварцевого сырья, песок подвергается очищению от мусора и ненужных примесей, а также сортировке в соответствии с разновидностью фракций. Такая технология подготовки проводится с целью доведения песка до, соответствующих стандарту, норм.

Следует учитывать, что для различных целей нужно применять разные фракции материала.

Рекомендации по выбору

На эффективность очистки влияет не только объем и степень загрязнения воды, подлежащей фильтрации, мощность насоса и габариты самой фильтровальной установки, но и характеристики самого песка, используемого в качестве фильтра.

При покупке следует учитывать:

• его вид;
• размер песчаной фракции;
• чистоту песка (количество содержащихся в нем примесей).

Чистота, прогоняемой через фильтр, воды зависит от размера используемой фракции материала и его вида.

Чем меньше песчинки, тем эффективнее в них задерживается грязь, особенно ее мелкие фрагменты.

Важно! В качестве фильтрующего компонента для бытовой и промышленной очистки воды используют дробленый вид песка смешанных фракционных размеров. Фракционная разнородность создает условия для лучшей адсорбции наполнителя.

Покупая песок, следует обратить внимание на его цвет. Для фильтров лучше приобретать фильтрат белого цвета, так как он содержит минимальное количество примесей.

Обычно все сведения по характеристикам элемента отражены в сопроводительной документации. Основным документом, подтверждающим его качество, является сертификат качества. Если продукция ему соответствует, то в ней должно содержаться, максимально допустимое для необходимого вида фильтрата, чистого кварца, находящегося в интервале 93 – 99%.

Приобретать песок, предназначенный для фильтров, лучше в специализированных торговых точках. У них всегда можно купить наполнитель, который соответствует параметрам очищаемого сооружения, например, бассейна.

Стоимость такого кварцевого песка в этих точках продажи обычно бывает не менее 400 рублей за упаковку в 25 кг.

Заключение

Проблема очистки воды всегда была актуальной. Рассмотрев характеристики кварца и способы очистки воды с помощью ее пропускания через кварцевый песок, можно сделать вывод, что он является наиболее доступным и эффективным средством механической очистки загрязненной воды, способным улавливать не только мелкие частицы грязи, но и адсорбировать многие вредные примеси.

Для наилучшей эффективности очистки важно подобрать песок, подходящий для конкретной фильтрующей установки и габаритов объекта, вмещающего очищаемую жидкость.

А какова Ваша оценка данной статье?

Источник

Множество материалов, предназначенных для выполнения строительных работ, имеют в своем составе натуральные компоненты, которые обладают определенными свойствами, обеспечивая прочность и надежность изделий. В число таких компонентов входит минерал – кварцевый песок, который добывается карьерным методом.

Этот формовочный элемент применяется в стекольной промышленности, для изготовления силикатных кирпичей, входит в состав некоторых марок бетона, используется для водоочистки. Раздробленный кварц – это горная порода, и сегодня большинство промышленных производственных процессов невозможно себе представить без его применения.

Что это такое?

Наиболее распространенной по поверхности нашей планеты горной породой является кварц – ученые выяснили, что до 60% всей земной коры имеет в своем составе кварцевые песчаные фракции. Данная порода имеет магматическое происхождение, и ее главной составляющей считается диоксид кремния, который мы привыкли называть кварцем. Химическая формула выглядит как SiO2 и состоит из Si (кремния) и оксида кислорода. Помимо этих основных компонентов, состав может дополнительно включать в себя окислы железа или других металлов, примесь глины. Натуральный природный горный песок содержит в составе не менее 92-95% чистого кварца, он используется в строительстве и промышленности из-за своей высокой адсорбирующей способности и стойкости к механическим воздействиям. В составы различного назначения кварц добавляют с целью повышения адгезивности и повышения температурной стойкости.

Диоксид кремния является продуктом, который получается при измельчении гранитных горных пород. Песок может образовываться в природе естественным путем, либо его получают при искусственной обработке более крупных фракций.

Вне зависимости от того, каким способом он получен, перед применением его в обязательном порядке разделяют по размеру на фракции и подвергают очистке.

Наиболее мелкая фракция кварцевого песка составляет 0,05 мм. Внешне состав похож на мелкодисперсионную пыль. Самым крупным считается песок, размер фракции у которого достигает 3 мм. Наиболее высоко ценится материал, обладающий полупрозрачным или беловатым цветом, что является показателем большого содержания в нем кремния. Если в песке присутствуют какие-либо дополнительные примеси, он изменяет свою цветовую палитру.

По внешнему виду зерна песка могут быть округлыми или кубовидными, с шершавыми неровными углами, которые получаются при искусственном дроблении гранитной породы, но такая измельченная крошка имеет низкую эффективность и не подходит для промышленных и строительных нужд. Существуют стандарты, предъявляемые к кварцевому песку, который должен содержать не более 10% воды, а посторонние примеси не должны превышать 1%. Такой состав считается наиболее качественным, но требуется он не везде.

Например, для изготовления силикатных кирпичей состав диоксида кремния может содержать чистый кремний в переделах от 50 до 70% – все зависит от технологии и специфики производства, куда это сырье применяется.

Характеристики

Минеральный песок обладает определенным набором качеств, благодаря которым его можно определить в разряд уникальных природных материалов:

• химически инертное вещество, которое не вступает в реакцию с другими элементами;
• плотность материала обладает высокими показателями, его насыпной параметр составляет не менее 1500 кг/м³, а истинная плотность не менее 2700 кг/м³ – эти значения играют важную роль при вычислении объемов цементной смеси, которая получается при соединении необходимых компонентов;
• имеет свойства устойчивости к истиранию и долговечности;
• не излучает радиационный фон;
• имеет высокую степень адсорбции;
• легко подвергается окрашиванию;
• теплопроводность материала составляет 0,32 Вт/ (м?°C), на этот показатель влияют размер песчинок и их форма – чем плотнее песчинки соприкасаются друг с другом, тем выше показатель уровня теплопроводности;
• температура плавления составляет не менее 1050-1700°C;
• удельный вес зависит от размера фракций, а также от того, в каком состоянии измеряют этот показатель – у рыхлого песка он может составлять 1600 кг/м³, а у уплотненного 1700 кг/м³.

Основным стандартом, который регламентирует показатели качества и свойства кварцевого песка, является ГОСТ 22551-77.

Чем кварцевый песок отличается от обычного?

Обычный речной песок традиционно намывается из рек, и размер фракции так же, как и цвет, зависит от места добычи. Чаще всего речной песок имеет среднюю фракцию и высокую степень натуральной природной очистки, кроме того, здесь не содержится глина. Что касается природного кварцевого песка, то он является продуктом, получаемым при дроблении гранитных пород, и отличаясь от речных аналогов, диоксид кварца имеет свойство однородности и состоит из одного вида минерала. По внешнему виду природный кварцевый песок выглядит однородным, без примесей и имеет приятный белый цвет. Песчинки у него неправильной квадратной формы или имеют неровные остроугольные кромки, тогда как у речного песка каждая песчинка имеет округлую форму, а при рассмотрении смеси можно увидеть примесь донных илистых компонентов.

Кварцевый песок имеет большую способность к впитыванию грязи, чем речной аналог, кроме того, прочность песчинок диоксида кварца намного выше, чем у остальных мелкофракционных аналогов иного происхождения. Ввиду прочности и стойкости к истиранию, кварцевый песок высоко ценится и является необходимым сырьем для различных производственных сфер. Поэтому стоимость кварца значительно превышает цену речного песка, который применяется только в строительных целях – для наполнения смесей, выравнивания поверхностей, засыпки траншей.

Классификация

Разновидности кварцевого песка определяют его назначение. В зависимости от формы песчинок и их размера из гранитного песка делают различные изделия бытового либо промышленного назначения. Помимо этого, классификация материала подразделяется по ряду признаков.

По месту нахождения

Чистый кварцевый минерал добывают на природных месторождениях, которые имеются не только в России, но и в других странах. Фракции мелких песчинок получаются путем естественного распада крупных частей гранитной породы. В нашей стране такие месторождения имеются на Урале, в Калужском регионе, Волгоградском и Брянском месторождениях и даже в Московской области. Кроме того, кварцевый песок находится в поймах уральских рек и на морском дне.

В зависимости от места добычи минеральный материал подразделяется на виды:

• горный – месторождение расположено в горах, песчинки имеют остроугольные кромки и шероховатость;
• речной – наиболее чистый, не содержит посторонних примесей;
• морской – состав может включать в себя примеси глины и алевритовые обломочные компоненты;
• овражный – остроугольные края песчинок обладают шероховатостью, а общая масса песка содержит иловые компоненты;
• почвенный – залегает под слоем грунтовых и глинистых структур, имеет шершавую поверхность.

Наиболее ценным и дорогостоящим является речной вид кварцевого песка, так как он не нуждается в мерах по дополнительной очистке.

По методу добычи

Кварцевый песок добывают разными методами, кроме добычи существует еще и обогащение. Кварцевый обогащенный песок тщательно очищают от примесей глины и добавляют элементы гравия. Фракция у такого материала достигает 3 мм. Кварц в природной среде получается различными путями и в зависимости от происхождения, его разделяют на 2 вида.

• Первичный – образуется вследствие естественного разрушения гранита и располагается под слоем почвы или глины. Такой разложенный материал залегает на одном месте в течение длительного времени без участия в процессе воды, кислорода и ультрафиолетовых лучей. Добыча песка происходит карьерным методом, после чего материал переправляют транспортными путями для дальнейшей переработки, где удаляют путем растворения в воде глинистые отложения, а затем и влагу. Сухой песок распределяют по фракциям и расфасовывают.

• Вторичный – песок образуется в результате воздействия воды на гранитную породу. Потоки размывают гранит и переносят его мелкие частицы на дно рек, такой песок называют окатанный. Со дна реки его поднимают с помощью специального насоса драги, после чего насыпь песка развозят машинами для дальнейшей обработки.

Весь кварцевый песок подразделяют на природный и искусственный. Природный песок под воздействием воды имеет округлые частицы, а искусственный получается путем дробления горной породы с помощью взрыва, после чего острые мелкие осколки делят по размерным фракциям.

Дробленый кварц применяют для выполнения пескоструйных шлифовальных работ.

По размеру и форме зерен

По размерам фракции песка его также подразделяют на различные виды:

• пылевидный – самый мелкий песок, который имеет размер меньше 0,1 мм;
• мелкий – размер песчинок составляет от 0,1 до 0,25 мм;
• средний – размер частиц песка варьируется от 0,25 до 0,5 мм;
• крупный – частицы достигают от 1-2 до 3 мм.

В независимости от размера фракции кварцевый песок имеет отличную впитываемость, что дает возможность применять его для организации водной фильтрации и добавлять в состав смесей для строительных растворов.

По цвету

Природный гранитный кварц – прозрачный или чисто-белый. При наличии примесей кварцевый песок может быть окрашен в оттенки начиная от желтого и достигая коричневого цвета. Нередко кварцевый сыпучий материал можно увидеть и как окрашенный вид – это декоративный вариант, который применяется для дизайнерских целей. Цветной кварц окрашивают в любой необходимый цвет: черный, синий, голубой, красный, ярко-желтый и другие.

Особенности производства

Получить чистый натуральный кварцевый песок можно на местах его природного залегания. Чаще всего строительный материал делают из песка, залегающего в ближайшем его месторождении, что значительно удешевляет себестоимость этого материала. Если требуется песок, обладающий определенными свойствами, то, возможно, что взять его потребуется из дальних регионов, поэтому цена такого материала будет несколько выше. Песок привозят расфасованным в биг-бегах по 1 тонне или в мешках по 50 кг.

Если песок требуется для постройки небольшого дачного сооружения, то вполне можно обойтись обычным речным песком, тогда как производство силикатного кирпича или стекольной продукции потребует применения высококачественного кварцевого минерала, который не подлежит замене другими мелкофракционными аналогами той или иной породы.

Марки

В зависимости от химического состава песка и его назначения материал имеет следующую классификацию:

• марка С – предназначена для изготовления прозрачного стекла;
• марка ВС – нужна для стекла с высокой степенью прозрачности;
• марки ОВС и ООВС – используют для ответственных изделий с высокой степенью прозрачности;
• марка ПС – используют для изделий с пониженной степенью прозрачности;
• марка Б – применяется для изделий без какого-либо цвета;
• марка ПБ – нужна для изделий полубелого оттенка;
• марка Т – требуется для изготовления стекла темного зеленого цвета.

Каждая маркировка имеет, кроме буквенного шифра, еще и номер фракции, а также принадлежность к категории.

Сфера применения

Обладая уникальными характеристиками, кварцевый песок нашел широкое применение в жизни человека и применяется в следующих сферах:

• используется в строительстве для изготовления различных видов декоративных штукатурок, сухих смесей, а также для создания наливных полов;
• для литьевых жаропрочных форм в металлургической сфере;
• для бассейна в качестве фильтровального материала;
• для футбольных полей в качестве покрытия;
• при производстве стекла, стекловолокна;
• в производстве строительных материалов – для изготовления силикатного кирпича, брусчатки, огнеупорного бетона;
• в агропромышленной сфере в качестве добавки в корма животным;
• при производстве электрических предохранителей, так как кварц является диэлектрическим материалом;
• для творчества и рисования, в ландшафтном дизайне;
• при составлении смесей для производства железобетона повышенной прочности.

Кварцевый песок входит в состав современных автодорожных покрытий, так как диоксид кремния обладает прочностью и устойчивостью к истиранию, что позволяет асфальтовому полотну быть долговечным и надежным, невзирая на огромную весовую нагрузку и высокий трафик проходимости. Большинство видов посуды, которая есть на прилавках, изготовлена с применением кварцевого песка. Минеральная добавка из мелкофракционного кварца позволяет добавлять его к фарфору, фаянсу и обычному стеклу, что придает этим материалам повышенную прочность и блеск. Кварц добавляют и при изготовлении технических стекол, а также оконных, автомобильных разновидностей, с его использованием выпускают устойчивую к нагреванию и химическим средам лабораторную посуду, а также добавляют в состав массы, предназначенной для производства керамической отделочной плитки.

Но и это еще не все. Кварцевый песок является неотъемлемым компонентом, используемым при выпуске оптических линз, благодаря чему эти изделия получаются гладкими, прозрачными и прочными в применении. Благодаря способности сохранять тепло кварцевый песок применяется для производственных и бытовых нужд. С его участием изготавливаются электрические нагревательные приборы – кварц входит с систему спирали накаливания, которая быстро нагревается и длительное время сохраняет необходимую температуру.

Гравировальные работы и шлифовка поверхностей, а также обработка камня, металла или прочных полимеров не обходится без применения кварцевого песка, который используют в пескоструйной методике обработки материалов. Суть процесса заключается в том, что остроугольные частицы горной породы, перемешиваясь с потоком воздуха, подаются под определенным давлением на обрабатываемую поверхность, которая полируется и становится идеально чистой и гладкой.

Хорошо известная способность песка из кварца впитывать в себя различные вещества используется для фильтрации воды в гидросооружениях различного типа и назначения. Кроме того, адсорбирующие свойства находят применение и в пищевой промышленности, а также при выпуске фильтровальной техники.

Помимо очистительных свойств, кварц обладает способностью насыщать воду полезными химическими микрокомпонентами, поэтому фильтры с кварцевым песком применяются не только для фильтрования воды в бассейнах, но и в аквариумах, а также в гидроочистных сооружениях и бытовых фильтрах.

О том, как правильно выбрать кварцевый песок для бассейна, смотрите в следующем видео.

Источник