Silicazand, een natuurlijk voorkomend zandtype dat gebroken kwartsdeeltjes bevat, heeft een grote verscheidenheid aan industriële toepassingen. Deskundigen waarderen de hardheid, chemische inertie en het hoge smeltpunt van kwartszand en het dient als het belangrijkste onderdeel bij de productie van diverse producten zoals glas, keramiek en beton.
De veelzijdigheid van kiezelzand reikt verder dan de elementaire samenstelling. Vernieuwers en kunstenaars gebruiken kwartszand in zijn korrelige vorm voor doeleinden als een integraal onderdeel van waterfiltratie, hydraulisch breken en artistieke expressie. Als een van de meest voorkomende mineralen op aarde zullen industrieën manieren blijven vinden om kwartszand te gebruiken, wat de technologische vooruitgang in meerdere disciplines zal stimuleren.
Wat is silicazand?
Kiezelzand is een korrelig materiaal dat voornamelijk bestaat uit siliciumdioxide (SiO2) dat aanwezig is in de vorm van kwartskristallen. Het is een van de meest voorkomende zandsoorten ter wereld. Kiezelzand ontstaat als gevolg van de erosie van gesteenten die kwarts bevatten.
Kiezelzand heeft chemische en fysische eigenschappen die waardevol zijn in de industriële wereld, waaronder een hoog smeltpunt, weerstand tegen chemische reacties, sterkte, hardheid, transparantie en uitstekende thermische stabiliteit. Fabrikanten prijzen zand niet alleen vanwege zijn eigenschappen, maar ook vanwege de lage kosten en overvloed.
Kiezelzand heeft ook eigenschappen die bij bepaalde toepassingen nadelen hebben. Sommige hiervan omvatten een hoge mate van thermische uitzetting, een lage thermische geleidbaarheid en het vrijkomen van silicadeeltjes tijdens de mijnbouw of het hanteren van kwartszand, wat ademhalingsrisico's voor werknemers kan veroorzaken.
Bronnen van silicazand
Fabrikanten betrekken kwartszand uit verschillende geologische locaties en gebruiken verschillende methoden. Deze elementen beïnvloeden de kwaliteit van het kwartszand wat betreft de zuiverheid en deeltjesgrootte. Dit kan ook bepalen of het kwartszand al dan niet duurzaam wordt gewonnen en wat de impact op het milieu is.
Zandwinning – Traditionele zandwinningstechnieken zijn gebruikelijk voor de winning van kwartszand. Mijnwerkers verzamelen kwartszand uit zandafzettingen op het aardoppervlak of graven onder de aarde met behulp van dagbouw- of baggermethoden. Steengroeven – Fabrikanten betrekken ook kwartszand uit steengroeven, waar ze het kwartszand winnen uit rotsformaties met grote hoeveelheden kwarts. Bij steengroeven wordt geboord, gestraald en verpletterd om kwartszand te produceren. Strand- en kustzand – In sommige regio's is kwartszand een natuurlijke afzetting langs bepaalde stranden en kustgebieden. Natuurlijke processen, waaronder golven en wind, die erosie veroorzaken, zorgen voor de opeenhoping van korrelige deeltjes in deze gebieden. Alluviale afzettingen – Kiezelzand komt veel voor in alluviale afzettingen, dit zijn sedimentaire afzettingen langs de randen van rivieren en beken. In de loop van de tijd verzamelen deze afzettingen grote hoeveelheden kwartszand dat wordt verzameld en verwerkt om het mengsel van andere onzuiverheden te verwijderen. Industriële processen – Sommige industriële processen, waaronder delfstoffen of mijnbouw voor andere mineralen, kunnen kwartszand als bijproduct genereren. In deze gevallen verzamelen fabrikanten het kwartszand en gebruiken het voor andere toepassingen.
Eigenschappen van silicazand
Silicazand, ook wel industrieel zand genoemd, heeft veel eigenschappen die zich vertalen in een belangrijk gebruik in een grote verscheidenheid aan industrieën.
Hoge zuiverheid
Het belangrijkste element van kiezelzand is siliciumdioxide (SiO2) met een zuiverheid van ongeveer 95%. Dit betekent dat het siliciumdioxide bevat en grotendeels vrij is van onzuiverheden in andere soorten zand, waaronder elementen als klei, slib, ijzer, mica, veldspaat en organisch materiaal.
Hoge zuiverheid is essentieel bij toepassingen zoals glasfabricage, metaalgieten en elektronicaproductie, waarbij de onzuiverheden een negatief effect kunnen hebben op het uiterlijk en het gedrag van de resulterende producten.
Hardheid
Kiezelzand bevat een hoog kwartsgehalte, wat een indrukwekkende hardheid aan de zanddeeltjes geeft. Kwarts heeft een hardheid vlak onder roestvrij staal, die hoger is dan die van veel mineralen die in andere zandsoorten voorkomen. Hardheid zorgt voor een hoge mate van duurzaamheid bij schurende silicazandtoepassingen zoals zandstralen, slijpen en polijsten.
Lage thermische geleidbaarheid
Kiezelzand vertoont een lage thermische geleidbaarheid, wat betekent dat het de warmte niet goed geleidt. Dit maakt het minder betrouwbaar bij bepaalde metaalgiettoepassingen, maar betekent dat het zeer geschikt is als warmte-isolator. Veel gieterijen gebruiken kwartszand als isolatiemateriaal voor vuurvast materiaal of in gietvormen.
Hoge thermische uitzettingscoëfficiënt
Kiezelzand heeft een hoge thermische uitzetting, wat betekent dat het uitzet en samentrekt als reactie op temperatuurveranderingen. Dit is een nadeel bij het gieten van metaal waarbij metalen met hoge smeltpunten worden gebruikt, waarbij de beweging defecten kan veroorzaken.
Chemische inertie
Kiezelzand is chemisch inert, wat betekent dat het met de meeste stoffen niet chemisch reageert. Deze eigenschap maakt het ideaal in omgevingen met hoge chemische blootstelling of extreem weer, waar andere stoffen kunnen corroderen of afbreken.
Uniforme deeltjesgrootteverdeling
Zanddeeltjes variëren in grootte van 1/16 mm-2 mm. Kiezelzand wordt zo gesorteerd dat het een uniforme deeltjesgrootteverdeling heeft. Deze grootteverdeling is een essentieel kenmerk dat fabrikanten moeten weten bij het kiezen van een specifieke korrelgrootte voor hun toepassing. De precieze deeltjesgrootteverdeling is van cruciaal belang bij bepaalde toepassingen, waaronder waterfiltratie, hydraulisch breken, gieterijgieten en glasfabricage.
Doorschijnendheid en duidelijkheid
De doorschijnendheid en helderheid van kwartszand zijn verwante eigenschappen. Doorschijnendheid betekent het vermogen van kwartszand om licht door te laten. De helderheid van kwartszand betekent dat het licht erdoorheen kan laten met minimale vervormingen. Het hoge kwartsgehalte van kwartszand betekent dat het zowel een hoge mate van doorschijnendheid als helderheid heeft. Deze niveaus worden beïnvloed door de hoeveelheid onzuiverheden in het zand, wat de reden is dat glasmakers tussen 95% en 99% puur kwartszand nodig hebben. Helder glas vereist het meest zuivere kwartszand.
Overvloed
Kiezelzand is een van de meest voorkomende materialen op aarde en heeft een brede geografische verspreiding, wat betekent dat je het op locaties over de hele wereld kunt vinden. De overvloed aan materiaal houdt de kosten van kwartszand laag, maar de exacte kosten van kwartszand zijn afhankelijk van het productieproces en de zuiverheid van het zand.
Implicaties voor het milieu
Het gebruik van kwartszand heeft veel voordelen voor het milieu, waaronder dat het van nature duurzaam is. Kiezelzand is van nature overvloedig aanwezig en wordt voortdurend vernieuwd door natuurlijke processen. Kiezelzand heeft ook een lagere impact op het milieu dan andere bouwmaterialen, omdat er minimale productieprocessen nodig zijn, van de inkoop tot de distributie. Kiezelzandcomponenten zoals gietvormen en bouwmaterialen kunnen vaak worden gerecycled.
Veiligheidsrisicos
Silicazanddeeltjes worden afgebroken tijdens de inkoop, verwerking of industriële toepassingen. Deze kunnen fijne silicadeeltjes genereren, bekend als inadembaar kristallijn silica, met een diameter van 2,5 micrometer of kleiner. Deze worden gemakkelijk ingeademd en kunnen in de longen terechtkomen. Deze deeltjes kunnen aanzienlijke schade aan de longen veroorzaken, wat kan leiden tot silicose, longkanker, chronische obstructieve longziekte en tuberculose.
Type en gebruik van silicazand
Er zijn verschillende soorten kwartszand en de eigenschappen waardoor ze zich onderscheiden, maken ze bruikbaar voor specifieke toepassingen.
Normaal silicazand
Dit is het meest voorkomende type kwartszand. Het heeft een goed gesorteerde deeltjesgrootteverdeling, variërend van grof tot fijn. Het belangrijkste bestanddeel is silica, dat ongeveer 95% van de totale samenstelling uitmaakt. Onzuiverheden zoals aluminiumoxide, ijzer en kalk vormen de overige 5%.
Toepassingen: landschaps- en decoratieve projecten, industrieel zandstralen, cementgebonden voegmortel, sportveldinvulling, bouwvulmateriaal
Industrieel silicazand
Industrieel kwartszand wordt gekenmerkt door een hoog gehalte aan zuiver silica, met minimale onzuiverheden. Dit zorgt ervoor dat het voldoet aan de kwaliteitsnormen voor een verscheidenheid aan speciale toepassingen.
Toepassingen: glasproductie, keramiek, glasvezel, vulmiddel in verven, coatings en rubberproducten
Zeer fijn silicazand
Zeer fijn kwartszand heeft een consistente deeltjesgrootteverdeling tussen 0,06 mm en 1 mm. Zeer fijn kwartszand wordt bovendien gekenmerkt door een hoge zuiverheidsgraad.
Toepassingen: hoogwaardig beton, vuurvaste materialen, olie- en gasputcement, polymeercomposieten, nanotechnologie, hoogwaardige coatings, elektronica
Waterfiltratie Silicazand
Waterfiltratiezand wordt geproduceerd om te zorgen voor een uniforme deeltjesgrootteverdeling, hoge zuiverheid en ronde vorm. Dit type zand is effectief voor het verwijderen van onzuiverheden uit het water terwijl het door de zanddeeltjes stroomt.
Toepassingen: drinkwaterfiltratie, zwembadfiltratie, industriële waterbehandeling, afvalwaterbehandeling, grondwatersanering, ontzilting.
Turf silica zand
Turfkiezelzand is een instrooizand dat wordt vervaardigd voor gebruik in kunstgrassystemen. Het stabiliseert en ondersteunt grassystemen. Het heeft een grovere deeltjesgrootte dan gewoon kwartszand om een goede drainage te garanderen. Turfzand heeft een ronde vorm om de kans op schaafwonden te minimaliseren en een hoge zuiverheid om het uiterlijk van het zand te verbeteren.
Toepassingen: Infill- en sierzand voor sport- en recreatiegrasvelden
Frac Silicazand
Frac-kiezelzand wordt gebruikt bij gespecialiseerde boortechnieken voor olie en gas. Frac-zand wordt gekenmerkt door een zeer hoge zuiverheidsgraad (meer dan 99% silica), wat essentieel is voor het beschermen van olie en gas tegen verontreiniging. Het heeft ook een specifieke ronde vorm, uniforme deeltjesgrootte en weerstand tegen verbrijzeling.
Toepassingen: hydraulisch breken, frac-zandwinning
Gieterij Silicazand
De metaalindustrie gebruikt gieterijzand om mallen en kernen te maken voor het gieten van metaal. Gieterijzand bevat zowel grove als fijne zanddeeltjes, waardoor een goede verdichting mogelijk is. Het heeft ook een hoge zuiverheidsgraad, van 95% tot 99%, afhankelijk van het type metaal dat wordt gegoten, en een laag vochtgehalte.
Toepassingen: het maken van mallen, het maken van kernen, gieten zonder bakken, gieten met verloren was
Als je onze pagina leuk vindt, deel hem dan met je vrienden & Facebook