Кварцевый песок формируется в результате природных геологических процессов, связанных с разрушением горных пород, содержащих кремний. Его образование и добыча связаны с несколькими ключевыми процессами и методами:
1. Образование кварцевого песка
Кварцевый песок состоит преимущественно из диоксида кремния (SiO₂) и образуется в результате распада гранитов или других силикатных пород. Этот процесс может происходить двумя основными способами:
- Первичный кварц:
Первичный кварц формируется на месте разложения гранита. В этом случае материал остается в своем первоначальном месторождении, где он защищен от воздействия воды и воздуха. Такой кварц находится под слоем смеси глины и кварца, что предотвращает его полировку или шлифовку природными факторами. - Вторичный кварц:
Вторичный кварц образуется при переносе первичного материала водой или другими природными агентами. Потоки воды размывают гранитные породы, отделяя кварц от каолина (глины), насыщая его влагой и подвергая воздействию воздуха. Этот процесс приводит к накоплению вторичного кварца на речном или озерном дне либо в других местах осадочного происхождения.
2. Методы добычи
Добыча кварцевого песка осуществляется двумя основными способами:
- Намывной метод (окатанный песок):
Этот метод используется для извлечения вторичного кварца из речного или озерного дна, а также из обводненных карьеров. Для этого применяются земснаряды – насосы, которые собирают смесь воды и песка с последующим разделением компонентов. - Карьерный метод (дробленый песок):
Дробленый кварцевый песок получают путем взрыва горных пород, содержащих жильный кварц, с последующим дроблением материала в специальных устройствах. Это позволяет извлекать крупные куски породы и перерабатывать их в мелкие зерна.
3. Очистка и обработка
После добычи сырой материал проходит несколько этапов обработки для удаления примесей и улучшения качества:
- Очистка:
Природный песок часто содержит примеси (глина, почва, органические остатки). Их удаляют промывкой водой или химическими методами. - Обогащение:
На этом этапе удаляются тяжелые металлы, окисные пленки и слабые зерна для получения чистого диоксида кремния. - Сушка:
Для различных применений требуется определенный уровень влажности песка. Например, для стекольной промышленности допустимая влажность составляет до 7%, а для водоочистки – минимальная влажность достигается прокаливанием при температуре около 800 °C. - Фракционирование:
Песок сортируют по размеру зерен через сито с различной сеткой – от самых мелких фракций (0,1–0,6 мм) до более крупных частиц.
4. Географическое происхождение
Кварцевый песок встречается во многих регионах мира благодаря широкому распространению силикатных пород:
- Крупнейшие месторождения находятся в таких странах как Бразилия, Швейцария, Уругвай, Индия, Шри-Ланка и Мадагаскар.
- В России также имеется множество месторождений высококачественного кварцевого песка.