Piidioksidihiekalla, joka on luonnossa esiintyvä hiekkatyyppi, joka sisältää murskattuja kvartsihiukkasia, on laaja valikoima teollisia sovelluksia. Asiantuntijat arvostavat kvartsihiekan kovuutta, kemiallista inerttiä ja korkeaa sulamispistettä, ja se toimii pääkomponenttina erilaisten tuotteiden, kuten lasin, keramiikan ja betonin, valmistuksessa.
Piidioksidihiekan monipuolisuus ulottuu sen alkuainekoostumuksen ulkopuolelle. Keksijät ja taiteilijat käyttävät piidioksidihiekkaa sen rakeisessa muodossa sellaisiin tarkoituksiin, jotka ovat olennainen osa veden suodatusta, hydraulista murtamista ja taiteellista ilmaisua. Koska teollisuus on yksi maan runsaimmista mineraaleista, se etsii edelleen tapoja käyttää piidioksidihiekkaa, mikä edistää teknistä kehitystä useilla aloilla.
Mikä on silica Sand?
Piihiekka on rakeinen materiaali, joka koostuu pääasiassa piidioksidista (SiO2), joka on kvartsikiteiden muodossa. Se on yksi yleisimmistä hiekkatyypeistä maailmassa. Piidioksidihiekkaa muodostuu kvartsia sisältävien kivien eroosion seurauksena.
Piidioksidihiekalla on teollisuusmaailmassa arvokkaita kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia, kuten korkea sulamispiste, kemiallisten reaktioiden kestävyys, lujuus, kovuus, läpinäkyvyys ja erinomainen lämmönkestävyys. Valmistajat eivät arvosta hiekkaa vain sen ominaisuuksien, vaan sen alhaisten kustannusten ja runsauden vuoksi.
Piidioksidihiekalla on myös ominaisuuksia, joilla on haittoja tietyissä sovelluksissa. Joitakin näistä ovat korkea lämpölaajenemisnopeus, alhainen lämmönjohtavuus ja piidioksidihiukkasten vapautuminen kvartsihiekan louhinnan tai käsittelyn aikana, mikä voi aiheuttaa hengitystieriskin työntekijöille.
Piidioksidihiekan lähteet
Valmistajat hankkivat kvartsihiekkaa eri geologisista paikoista ja käyttävät erilaisia menetelmiä. Nämä elementit vaikuttavat piidioksidihiekan laatuun sen puhtauden ja hiukkaskoon suhteen. Tämä voi myös määrittää, otetaanko piihiekka kestävällä tavalla ja sen ympäristövaikutusten kannalta.
Hiekan louhinta – Perinteiset hiekanlouhintatekniikat ovat yleisiä piihiekan louhinnassa. Kaivostyöläiset keräävät kvartsihiekkaa maan pinnalla olevista hiekkaesiintymistä tai kaivavat maan alle avolouppauksella tai ruoppauksella. Louhokset – Valmistajat hankkivat myös piidioksidihiekkaa louhoksista, joissa he louhivat kvartsihiekkaa kalliomuodostelmista, joissa on suuria määriä kvartsia. Louhinta sisältää poraamisen, puhalluksen ja kivien murskaamisen piidioksidihiekan tuottamiseksi. Ranta- ja rannikkohiekka – Joillakin alueilla piidioksidihiekka on luonnollinen esiintymä tietyillä rannoilla ja rannikkoalueilla. Luonnolliset prosessit, mukaan lukien aallot ja eroosiota aiheuttavat tuulet, aiheuttavat rakeisten hiukkasten kertymistä näille alueille. Alluviaaliesiintymät – Piidihiekka on yleistä tulvaesiintymissä, jotka ovat sedimenttiesiintymiä jokien ja purojen reunoilla. Ajan myötä nämä kerrostumat keräävät suuria määriä piidioksidihiekkaa, joka kerätään ja käsitellään muiden epäpuhtauksien poistamiseksi. Teolliset prosessit – Jotkut teolliset prosessit, mukaan lukien louhinta tai muiden mineraalien louhinta, voivat tuottaa piidioksidihiekkaa sivutuotteena. Näissä tapauksissa valmistajat keräävät piidioksidihiekan ja käyttävät sitä muissa sovelluksissa.
Piidioksidihiekan ominaisuudet
Piidioksidihiekalla, joka tunnetaan myös nimellä teollisuushiekka, on monia ominaisuuksia, jotka merkitsevät tärkeää käyttöä monilla eri teollisuudenaloilla.
Korkea puhtaus
Piidihiekan pääalkuaine on piidioksidi (SiO2), jonka puhtausaste on noin 95 %. Tämä tarkoittaa, että se sisältää piidioksidia ja on suurelta osin vapaa muiden hiekkatyyppien sisältämistä epäpuhtauksista, kuten savesta, lieteestä, raudasta, kiillestä, maasälpästä ja orgaanisista aineista.
Korkea puhtaus on välttämätöntä sovelluksissa, kuten lasinvalmistuksessa, metallinvalussa ja elektroniikan tuotannossa, joissa epäpuhtaudet voivat vaikuttaa haitallisesti syntyvien tuotteiden ulkonäköön ja käyttäytymiseen.
Kovuus
Piidihiekka sisältää runsaasti kvartsia, joka tuo hiekkahiukkasiin vaikuttavan kovuuden. Kvartsin kovuus on aivan ruostumattoman teräksen alapuolella, mikä on korkeampi kuin monien muiden hiekan tyyppien mineraalien. Kovuus tuo korkean tason kestävyyden hankaaviin piidioksidihiekkasovelluksiin, kuten hiekkapuhallukseen, hiontaan ja kiillotukseen.
Matala lämmönjohtavuus
Piidihiekalla on alhainen lämmönjohtavuus, mikä tarkoittaa, että se ei johda lämpöä hyvin. Tämä tekee siitä vähemmän luotettavan tietyissä metallivalusovelluksissa, mutta tarkoittaa, että se sopii hyvin lämmöneristeeksi. Monet valimot käyttävät piidioksidihiekkaa tulenkestävän materiaalin eristemateriaalina tai valumuoteissa.
Korkea lämpölaajenemiskerroin
Piidioksidihiekalla on korkea lämpölaajeneminen, mikä tarkoittaa, että se laajenee ja supistuu lämpötilan muutosten seurauksena. Tämä on haitta metallivalussa, kun käytetään metalleja, joilla on korkea sulamispiste, jolloin liike voi aiheuttaa vikoja.
Kemiallinen inertisyys
Piidioksidihiekka on kemiallisesti inerttiä, mikä tarkoittaa, että se ei reagoi kemiallisesti useimpien aineiden kanssa. Tämä ominaisuus tekee siitä ihanteellisen ympäristöissä, joissa on korkea kemiallinen altistuminen tai äärimmäiset sääolosuhteet, joissa muut aineet voivat syöpyä tai hajota.
Tasainen hiukkaskokojakautuma
Hiekkahiukkasten koko vaihtelee välillä 1/16 mm – 2 mm. Piidioksidihiekka lajitellaan siten, että sen hiukkaskokojakautuma on tasainen. Tämä kokojakauma on elintärkeä ominaisuus, joka valmistajien on tiedettävä, kun he valitsevat tietyn raekoon käyttötarkoitukseensa. Tarkka hiukkaskokojakauma on erittäin tärkeä tietyissä sovelluksissa, kuten veden suodatuksessa, hydraulisessa murtamisessa, valimossa ja lasinvalmistuksessa.
Läpinäkyvyys ja selkeys
Piidioksidihiekan läpikuultavuus ja kirkkaus liittyvät toisiinsa. Läpinäkyvyys tarkoittaa piidioksidihiekan kykyä päästää valoa läpi. Piidioksidihiekan kirkkaus tarkoittaa, että se voi siirtää valoa sen läpi mahdollisimman vähän vääristymiä. Piidioksidihiekan korkea kvartsipitoisuus tarkoittaa, että sillä on sekä korkea läpikuultavuus että kirkkaus. Näihin tasoihin vaikuttaa hiekan epäpuhtauksien määrä, minkä vuoksi lasinvalmistajat tarvitsevat 95–99 % puhdasta piidioksidihiekkaa. Kirkas lasi vaatii puhtainta piidioksidihiekkaa.
Yltäkylläisyys
Piihiekka on yksi maan runsaimmista materiaaleista ja sillä on laaja maantieteellinen levinneisyys, joten sitä löytyy paikoista ympäri maailmaa. Materiaalin runsaus pitää kvartsihiekan hinnan alhaisina, mutta kvartsihiekan tarkka hinta riippuu valmistusprosessista ja hiekan puhtaudesta.
Ympäristövaikutukset
Piidioksidihiekan käytöllä on monia ympäristöhyötyjä, mukaan lukien se, että se on luonnollisesti kestävää. Piidioksidihiekkaa on luonnostaan runsaasti ja se uusiutuu jatkuvasti luonnollisten prosessien kautta. Piidihiekalla on myös muita rakennusmateriaaleja pienempi ympäristövaikutus, koska se vaatii minimaalisia tuotantoprosesseja hankinnasta jakeluun. Piidioksidihiekkakomponentit, kuten valumuotit ja rakennusmateriaalit, voidaan usein kierrättää.
Turvallisuusriskit
Piidioksidihiekapartikkelit hajoavat hankinnan, käsittelyn tai teollisten sovellusten aikana. Nämä voivat tuottaa hienoja piidioksidihiukkasia, jotka tunnetaan hengitettävänä kiteisenä piidioksidina ja joiden halkaisija on 2,5 mikrometriä tai pienempi. Nämä hengitetään helposti ja voivat päästä keuhkoihin. Nämä hiukkaset voivat aiheuttaa merkittäviä vaurioita keuhkoihin, mikä voi johtaa silikoosiin, keuhkosyöpään, krooniseen obstruktiiviseen keuhkosairauteen ja tuberkuloosiin.
Piidioksidihiekan tyyppi ja käyttötarkoitukset
Piidioksidihiekkaa on erilaisia, ja niiden erottavat ominaisuudet tekevät niistä käyttökelpoisia tiettyihin sovelluksiin.
Tavallinen piidioksidihiekka
Tämä on yleisin piidioksidihiekkatyyppi. Sillä on hyvin luokiteltu hiukkaskokojakauma, joka vaihtelee karkeasta hienoon. Sen pääkomponentti on piidioksidi, joka muodostaa noin 95 % sen kokonaiskoostumuksesta. Epäpuhtaudet, kuten alumiinioksidi, rauta ja kalkki, muodostavat loput 5%.
Käyttökohteet: Maisema- ja koristeprojektit, teollinen hiekkapuhallus, sementtipohjainen laasti, urheilukenttätäyte, rakennustäyttömateriaali
Teollinen piidioksidihiekka
Teolliselle piidioksidihiekalle on ominaista korkea puhtaan piidioksidin pitoisuus minimaalisella epäpuhtaudella. Tämä varmistaa, että se täyttää useiden erikoissovellusten laatustandardit.
Käyttökohteet: Lasinvalmistus, keramiikka, lasikuitu, maalien, pinnoitteiden ja kumituotteiden täyteaine
Erittäin hieno piidioksidihiekka
Erittäin hienojakoisella piidioksidihiekalla on tasainen hiukkaskokojakauma välillä 0,06–1 mm. Erittäin hienolle piidioksidihiekalle on myös ominaista korkea puhtausaste.
Käyttökohteet: Tehokas betoni, tulenkestävät materiaalit, öljy- ja kaasukaivosementti, polymeerikomposiitit, nanoteknologia, korkean suorituskyvyn pinnoitteet, elektroniikka
Vedensuodatus Silica Sand
Veden suodatushiekkaa tuotetaan tasaisen hiukkaskokojakauman, korkean puhtauden ja pyöristetyn muodon säätelemiseksi. Tämäntyyppinen hiekka poistaa tehokkaasti epäpuhtaudet vedestä, kun se virtaa hiekkahiukkasten läpi.
Käyttökohteet: Juomaveden suodatus, uima-allassuodatus, teollisuusvedenkäsittely, jäteveden käsittely, pohjaveden kunnostus, suolanpoisto.
Nurmipiihiekka
Nurmipiihiekka on täyttöhiekkaa, joka on valmistettu käytettäväksi tekonurmijärjestelmissä. Se stabiloi ja tukee nurmijärjestelmiä. Sen hiukkaskoko on karkeampi kuin tavallisella piidioksidihiekalla, mikä varmistaa oikean vedenpoiston. Nurmihiekalla on pyöristetty muoto, joka minimoi hankauksen mahdollisuutta, ja korkea puhtausaste parantaa hiekan ulkonäköä.
Käyttökohteet: Täyte- ja koristehiekka urheilu- ja virkistysnurmialueille
Frac Silica Sand
Frac-piidioksidihiekkaa käytetään öljyn ja kaasun erikoisporaustekniikoissa. Frac-hiekalle on ominaista erittäin korkea puhtausaste (yli 99 % piidioksidia), mikä on elintärkeää öljyn ja kaasun suojaamiseksi saastumiselta. Sillä on myös erityinen pyöristetty muoto, tasainen hiukkaskoko ja murskauskestävyys.
Käyttökohteet: Hydraulinen murtaminen, murtohiekan louhinta
Valimo piidioksidihiekka
Metalliteollisuus käyttää valimohiekkaa luodakseen muotteja ja hylsyjä metallinvalua varten. Valimohiekassa on sekä karkeita että hienoja hiekkahiukkasia hyvän tiivistymisen mahdollistamiseksi. Sillä on myös korkea puhtausaste, 95–99 % valettavan metallin tyypistä riippuen, ja alhainen kosteuspitoisuus.
Käyttökohteet: Muotinvalmistus, hylsyn valmistus, paistamaton valu, vahavaha
