رمل الكوارتز (37 صورة): ما هو وماذا يتكون؟ الصيغة الكيميائية والكثافة ونقطة الانصهار. GOST والكسور ، مجالات التطبيق

2024 مؤلف: Beatrice Philips | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-18 12:03

تحتوي العديد من المواد المخصصة لأعمال البناء على مكونات طبيعية لها خصائص معينة ، مما يضمن قوة وموثوقية المنتجات. وتشمل هذه المكونات معدنًا - رمل الكوارتز ، الذي يتم استخراجه من المحاجر.

يستخدم عنصر التشكيل هذا في صناعة الزجاج ، لتصنيع الطوب الرملي الجيري ، وهو جزء من بعض درجات الخرسانة ، ويستخدم في معالجة المياه . الكوارتز المكسر هو صخرة ، واليوم لا يمكن تخيل معظم عمليات الإنتاج الصناعي بدون استخدامه.

ما هذا؟

الصخر الأكثر شيوعًا على سطح كوكبنا هو الكوارتز - وجد العلماء أن ما يصل إلى 60 ٪ من قشرة الأرض بأكملها تحتوي على كسور رمل الكوارتز. هذا الصخر من أصل صهاري ، ومكونه الرئيسي هو ثاني أكسيد السيليكون ، والذي اعتدنا أن نسميه الكوارتز. تشبه الصيغة الكيميائية SiO2 وتتكون من Si (السيليكون) وأكسيد الأكسجين . بالإضافة إلى هذه المكونات الرئيسية ، قد تشتمل التركيبة بالإضافة إلى ذلك على أكاسيد الحديد أو معادن أخرى ، شوائب من الطين. يحتوي الرمل الجبلي الطبيعي الطبيعي على ما لا يقل عن 92-95٪ كوارتز نقي ؛ يتم استخدامه في البناء والصناعة بسبب قدرته العالية على الامتصاص ومقاومة الإجهاد الميكانيكي. يُضاف الكوارتز إلى التراكيب لأغراض مختلفة من أجل زيادة الالتصاق وزيادة مقاومة درجات الحرارة.

ثاني أكسيد السيليكون منتج يتم الحصول عليه عن طريق طحن صخور الجرانيت . يمكن أن يتشكل الرمل بشكل طبيعي في الطبيعة ، أو يتم الحصول عليه من خلال المعالجة الاصطناعية للكسور الكبيرة.

بغض النظر عن كيفية الحصول عليها ، قبل الاستخدام ، يجب تقسيمها إلى كسور حسب الحجم وتخضع للتنقية.

أفضل جزء من رمل الكوارتز هو 0.05 ملم . ظاهريًا ، يشبه التكوين الغبار المنتشر بدقة. يعتبر أكبرها رملًا ، يصل حجم كسره إلى 3 مم. المواد الأكثر قيمة لها لون شفاف أو أبيض ، وهو مؤشر على محتواها العالي من السيليكون. في حالة وجود أي شوائب إضافية في الرمال ، فإنها تغير لوحة ألوانها.

في المظهر ، يمكن أن تكون حبيبات الرمل مستديرة أو مكعبة ، مع زوايا خشنة غير مستوية ، والتي يتم الحصول عليها عن طريق التكسير الاصطناعي لصخور الجرانيت ، ولكن هذه الرقائق المكسرة لها كفاءة منخفضة وليست مناسبة لاحتياجات الصناعة والبناء. توجد معايير لرمل الكوارتز ، والتي يجب ألا تحتوي على أكثر من 10٪ ماء ، ويجب ألا تزيد الشوائب عن 1٪ . يعتبر هذا التكوين من أعلى مستويات الجودة ، ولكنه غير مطلوب في كل مكان.

على سبيل المثال ، لتصنيع طوب السليكات ، يمكن أن يحتوي تكوين ثاني أكسيد السيليكون على السيليكون النقي في حدود 50 إلى 70٪ - كل هذا يتوقف على التكنولوجيا وخصائص الإنتاج ، حيث يتم استخدام هذه المادة الخام.

صفات

يحتوي الرمل المعدني على مجموعة معينة من الصفات ، والتي بفضلها يمكن تصنيفها على أنها مواد طبيعية فريدة:

• مادة خاملة كيميائيًا لا تتفاعل مع العناصر الأخرى ؛
• كثافة المادة ذات أداء عالٍ ، ومعلمة الكتلة الخاصة بها لا تقل عن 1500 كجم / م 3 ، والكثافة الحقيقية لا تقل عن 2700 كجم / م 3 - تلعب هذه القيم دورًا مهمًا في حساب حجم خليط الأسمنت ، والذي يتم الحصول عليها من خلال الجمع بين المكونات الضرورية ؛
• له خصائص مقاومة التآكل والمتانة ؛
• لا ينبعث منها إشعاع الخلفية ؛
• لديه درجة عالية من الامتزاز ؛
• ملطخة بسهولة
• الموصلية الحرارية للمادة هي 0.32 واط / (م؟ درجة مئوية) ، ويتأثر هذا المؤشر بحجم حبيبات الرمل وشكلها - كلما كانت حبيبات الرمل أكثر كثافة ، كلما ارتفع المؤشر مستوى التوصيل الحراري.
• نقطة الانصهار 1050-1700 درجة مئوية على الأقل ؛
• تعتمد الثقل النوعي على حجم الكسور ، وكذلك على الحالة التي يتم فيها قياس هذا المؤشر - بالنسبة للرمل السائب يمكن أن يكون 1600 كجم / م 3 ، وبالنسبة للرمل المضغوط يمكن أن يصل إلى 1700 كجم / م 3.

المعيار الرئيسي الذي ينظم مؤشرات الجودة وخصائص رمل الكوارتز هو GOST 22551-77.

كيف يختلف رمل الكوارتز عن الرمل العادي؟

عادة ما يتم غسل رمال الأنهار العادية من الأنهار ، ويعتمد حجم الجزء ، وكذلك اللون ، على مكان الاستخراج. غالبًا ما تحتوي رمال الأنهار على نسبة متوسطة ودرجة عالية من التنقية الطبيعية الطبيعية ؛ علاوة على ذلك ، فهي لا تحتوي على الطين . أما بالنسبة لرمل الكوارتز الطبيعي ، فهو منتج يتم الحصول عليه عن طريق تكسير صخور الجرانيت ، وعلى عكس نظائر الأنهار ، فإن ثاني أكسيد الكوارتز له خاصية التجانس ويتكون من نوع واحد من المعادن. في المظهر ، تبدو رمل الكوارتز الطبيعي متجانسة ، بدون شوائب ولها لون أبيض لطيف. حبيبات الرمل غير منتظمة الشكل أو ذات حواف حادة غير متساوية ، بينما في رمال النهر كل حبة رمل لها شكل دائري ، وعند فحص الخليط ، يمكنك رؤية خليط من المكونات الطينية السفلية.

تتمتع رمل الكوارتز بقدرة أكبر على امتصاص الأوساخ مقارنةً بنظير النهر ، بالإضافة إلى أن قوة حبيبات ثاني أكسيد الكوارتز أعلى بكثير من نظائرها ذات الأجزاء الدقيقة الأخرى من أصل آخر. نظرًا لقوتها ومقاومتها للتآكل ، فإن رمل الكوارتز ذو قيمة عالية وهو مادة خام ضرورية لمناطق الإنتاج المختلفة . لذلك ، فإن تكلفة الكوارتز تتجاوز بشكل كبير سعر رمال النهر ، والتي تستخدم فقط لأغراض البناء - لملء الخلائط وتسوية الأسطح وملء الخنادق.

تصنيف

تحدد أنواع رمل الكوارتز الغرض منه. اعتمادًا على شكل حبيبات الرمل وحجمها ، يتم تصنيع العديد من المنتجات المنزلية أو الصناعية من رمل الجرانيت. بجانب، ينقسم تصنيف المواد وفقًا لعدد من الخصائص.

حسب الموقع

يتم استخراج معدن الكوارتز النقي في الرواسب الطبيعية المتوفرة ليس فقط في روسيا ، ولكن أيضًا في البلدان الأخرى. يتم الحصول على كسور حبيبات الرمل الصغيرة عن طريق التحلل الطبيعي لقطع كبيرة من صخور الجرانيت. توجد في بلادنا مثل هذه الودائع في جبال الأورال ومنطقة كالوغا ودائع فولغوغراد وبريانسك وحتى في منطقة موسكو. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على رمل الكوارتز في السهول الفيضية لنهر الأورال وفي قاع البحر.

حسب مكان الاستخراج ، تنقسم المواد المعدنية إلى أنواع:

• جبل - يقع الرواسب في الجبال ، وحبيبات الرمل لها حواف حادة الزاوية وخشونة ؛
• نهر - أنقى ، لا يحتوي على شوائب ؛
• بحري - قد تشتمل التركيبة على شوائب من الطين والمكونات الطينية ؛
• واد - الحواف ذات الزاوية الحادة لحبيبات الرمل لها خشونة ، وتحتوي الكتلة الكلية للرمل على مكونات الطمي ؛
• تربة - تقع تحت طبقة من التربة والهياكل الطينية ، لها سطح خشن.

الأكثر قيمة والأغلى هو نوع النهر من رمل الكوارتز ، لأنه لا يحتاج إلى إجراءات تنقية إضافية.

عن طريق طريقة التعدين

يتم استخراج رمل الكوارتز بطرق مختلفة ، بالإضافة إلى التعدين ، هناك أيضًا تخصيب. يتم تنظيف الرمل المخصب بالكوارتز جيدًا من الشوائب الطينية ويتم إضافة عناصر الحصى. يصل جزء هذه المواد إلى 3 مم. يتم الحصول على الكوارتز في البيئة الطبيعية بطرق مختلفة ، واعتمادًا على الأصل ، يتم تقسيمه إلى نوعين.

خبرات - يتكون نتيجة التدمير الطبيعي للجرانيت ويقع تحت طبقة من التربة أو الطين. تبقى هذه المواد المتحللة في مكان واحد لفترة طويلة دون مشاركة الماء والأكسجين والأشعة فوق البنفسجية في العملية. يتم استخراج الرمل باستخدام طريقة المحجر ، وبعد ذلك يتم نقل المادة عن طريق طرق النقل لمزيد من المعالجة ، حيث تتم إزالة الرواسب الطينية عن طريق إذابتها في الماء ، ثم الرطوبة. تنقسم الرمال الجافة إلى كسور وتعبئتها.

ثانوي - يتكون الرمل نتيجة تأثير الماء على صخور الجرانيت. تتآكل التيارات الجرانيتية وتنقل جزيئاتها الصغيرة إلى قاع الأنهار ، وتسمى هذه الرمال مستديرة. يتم رفعه من قاع النهر باستخدام مضخة نعرات خاصة ، وبعد ذلك يتم نقل السد الرملي بواسطة الآلات لمزيد من المعالجة.

تنقسم كل رمل الكوارتز إلى طبيعية واصطناعية. الرمل الطبيعي تحت تأثير الماء له جزيئات مستديرة ، ويتم الحصول على الرمل الاصطناعي عن طريق تكسير الصخور بانفجار ، وبعد ذلك يتم تقسيم الأجزاء الصغيرة الحادة إلى كسور ذات حجم.

يتم استخدام الكوارتز المطحون في أعمال الطحن بالسفع الرملي.

حسب حجم الحبوب وشكلها

وفقًا لحجم جزء الرمل ، يتم تقسيمه أيضًا إلى أنواع مختلفة:

• مغبر - أجود أنواع الرمل التي يقل حجمها عن 0.1 مم ؛
• صغير - حجم حبيبات الرمل من 0.1 إلى 0.25 مم ؛
• معدل - يتراوح حجم حبيبات الرمل من 0.25 إلى 0.5 مم ؛
• كبير - تصل الجسيمات من 1 إلى 2 إلى 3 مم.

بغض النظر عن حجم الكسر ، فإن رمل الكوارتز يتمتع بامتصاص ممتاز ، مما يجعل من الممكن استخدامه لتنظيم تنقية المياه وإضافته إلى مخاليط الملاط.

حسب اللون

الكوارتز الجرانيت الطبيعي - أبيض شفاف أو نقي. في حالة وجود شوائب ، يمكن تلوين رمل الكوارتز بظلال تتراوح من الأصفر إلى البني. غالبًا ما يمكن اعتبار مادة الكوارتز السائبة كمظهر مطلي - وهذا خيار زخرفي يستخدم لأغراض التصميم. الكوارتز الملون مصبوغ بأي لون مرغوب: الأسود والأزرق والأزرق الفاتح والأحمر والأصفر الفاتح وغيرها.

ميزات الإنتاج

يمكنك الحصول على رمل الكوارتز الطبيعي النقي في أماكن تواجده الطبيعي. غالبًا ما تكون مواد البناء مصنوعة من الرمل الموجود في أقرب رواسب ، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة هذه المادة. إذا كانت هناك حاجة إلى رمل بخصائص معينة ، فمن الممكن أن تكون هناك حاجة لأخذه من مناطق بعيدة ، وبالتالي فإن سعر هذه المواد سيكون أعلى قليلاً . يتم تسليم الرمل معبأ في أكياس كبيرة سعة 1 طن أو في أكياس 50 كجم.

إذا كان الرمل مطلوبًا لبناء كوخ صيفي صغير ، فمن الممكن تمامًا الحصول على رمال النهر العادية ، بينما يتطلب إنتاج طوب السيليكات أو منتجات الزجاج استخدام معدن الكوارتز عالي الجودة ، والذي لا يمكن استبداله عن طريق نظائرها الدقيقة من سلالة معينة.

طوابع بريدية

اعتمادًا على التركيب الكيميائي للرمل والغرض منه ، فإن المادة لها التصنيف التالي:

• الصف C - مخصص لتصنيع الزجاج الشفاف ؛
• العلامة التجارية VS - مطلوبة للزجاج بدرجة عالية من الشفافية ؛
• العلامات التجارية OVS و OVS - تستخدم للمنتجات الهامة بدرجة عالية من الشفافية ؛
• درجة PS - تستخدم للمنتجات ذات درجة الشفافية المنخفضة ؛
• الدرجة ب - تستخدم للمنتجات بدون أي لون ؛
• العلامة التجارية PB - مطلوبة للمنتجات شبه البيضاء ؛
• الصف T - مطلوب لتصنيع الزجاج الأخضر الداكن.

تحتوي كل علامة ، بالإضافة إلى تشفير الحروف ، أيضًا على رقم الكسر ، بالإضافة إلى الانتماء إلى الفئة.

نطاق التطبيق

بامتلاكه خصائص فريدة ، وجد رمل الكوارتز تطبيقًا واسعًا في حياة الإنسان ويستخدم في المجالات التالية:

• تستخدم في البناء لتصنيع أنواع مختلفة من اللصقات الزخرفية ، والخلطات الجافة ، وكذلك لإنشاء أرضيات التسوية الذاتية ؛
• لأشكال الحقن المقاومة للحرارة في صناعة المعادن ؛
• لحمام السباحة كمواد ترشيح ؛
• لملاعب كرة القدم كغطاء ؛
• في إنتاج الزجاج والألياف الزجاجية.
• في إنتاج مواد البناء - لتصنيع طوب السيليكات وأحجار الرصف والخرسانة المقاومة للحرارة ؛
• في مجال الصناعات الزراعية كمادة مضافة في علف الحيوانات ؛
• في صناعة الصمامات الكهربائية ، لأن الكوارتز مادة عازلة ؛
• للإبداع والرسم ، في تصميم المناظر الطبيعية ؛
• عند تكوين مخاليط لإنتاج الخرسانة المسلحة بقوة متزايدة.

يعد رمل الكوارتز جزءًا من أسطح الطرق الحديثة ، نظرًا لأن ثاني أكسيد السيليكون قوي ومقاوم للتآكل ، مما يسمح لطريق الإسفلت بأن يكون متينًا وموثوقًا به ، على الرغم من حمل الوزن الضخم وحركة المرور العالية عبر البلاد. معظم أدوات المائدة الموجودة على الرفوف مصنوعة من رمل الكوارتز . تسمح المضافات المعدنية من الكوارتز الدقيق بإضافته إلى البورسلين والأواني الفخارية والزجاج العادي ، مما يمنح هذه المواد قوة وتألقًا أكبر. يُضاف الكوارتز أيضًا في صناعة الزجاج التقني ، وكذلك النوافذ ، وأصناف السيارات ، مع استخدامه ، ويتم إنتاج الأواني الزجاجية المخبرية المقاومة للحرارة والبيئات الكيميائية ، كما يضاف إلى تركيبة الكتلة المخصصة للإنتاج من بلاط السيراميك التشطيب.

لكن هذا ليس كل شيء. يعد رمل الكوارتز مكونًا أساسيًا يستخدم في إنتاج العدسات البصرية ، مما يجعل هذه المنتجات سلسة وشفافة ومتينة في الاستخدام . نظرًا لقدرته على الاحتفاظ بالحرارة ، يتم استخدام رمل الكوارتز لتلبية الاحتياجات الصناعية والمنزلية. بمشاركته ، يتم تصنيع أجهزة التدفئة الكهربائية - تم تضمين الكوارتز في نظام حلزوني متوهج ، والذي يسخن بسرعة ويحافظ على درجة الحرارة المطلوبة لفترة طويلة.

لا تكتمل أسطح الحفر والطحن ، وكذلك معالجة الأحجار أو المعدن أو البوليمرات المتينة بدون استخدام رمل الكوارتز المستخدم في مواد السفع الرملي. يكمن جوهر العملية في حقيقة أن جزيئات الصخور ذات الزاوية الحادة ، التي تختلط مع تدفق الهواء ، يتم توفيرها تحت ضغط معين على السطح المراد معالجته ، وهو مصقول ويصبح نظيفًا وسلسًا تمامًا.

تُستخدم القدرة المعروفة لرمل الكوارتز على امتصاص المواد المختلفة لتصفية المياه في الهياكل الهيدروليكية من مختلف الأنواع والأغراض . بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام خصائص الامتصاص في صناعة المواد الغذائية ، وكذلك في إنتاج تكنولوجيا التصفية.

بالإضافة إلى خصائص التنقية ، يتمتع الكوارتز بالقدرة على تشبع المياه بمكونات دقيقة كيميائية مفيدة ، لذلك تُستخدم المرشحات برمل الكوارتز ليس فقط لتصفية المياه في حمامات السباحة ، ولكن أيضًا في أحواض السمك ، وكذلك في محطات المعالجة المائية والمرشحات المنزلية.