Kremičitý piesok, čo je prirodzene sa vyskytujúci typ piesku, ktorý obsahuje rozdrvené častice kremeňa, má širokú škálu priemyselných aplikácií. Odborníci oceňujú tvrdosť kremičitého piesku, chemickú inertnosť a vysokú teplotu topenia a slúži ako primárna zložka pri výrobe rôznych produktov, ako je sklo, keramika a betón.
Všestrannosť kremičitého piesku presahuje jeho elementárne zloženie. Inovátori a umelci používajú kremičitý piesok v jeho granulovanej forme na takéto účely ako neoddeliteľnú súčasť filtrácie vody, hydraulického štiepenia a umeleckého vyjadrenia. Keďže ide o jeden z najrozšírenejších minerálov na Zemi, priemyselné odvetvia budú naďalej hľadať spôsoby využitia kremičitého piesku, ktorý bude poháňať technologický pokrok vo viacerých disciplínach.
Čo je kremičitý piesok?
Kremičitý piesok je zrnitý materiál zložený predovšetkým z oxidu kremičitého (SiO2), ktorý je prítomný vo forme kryštálov kremeňa. Je to jeden z najbežnejších druhov piesku na svete. Kremičitý piesok vzniká v dôsledku erózie hornín s obsahom kremeňa.
Kremičitý piesok má chemické a fyzikálne vlastnosti, ktoré sú cenné v priemyselnom svete, vrátane vysokého bodu topenia, odolnosti voči chemickým reakciám, pevnosti, tvrdosti, priehľadnosti a vynikajúcej tepelnej stability. Výrobcovia oceňujú piesok nielen pre jeho vlastnosti, ale aj pre jeho nízku cenu a množstvo.
Kremičitý piesok má tiež vlastnosti, ktoré majú nevýhody v konkrétnych aplikáciách. Niektoré z nich zahŕňajú vysokú mieru tepelnej rozťažnosti, nízku tepelnú vodivosť a uvoľňovanie častíc oxidu kremičitého počas ťažby alebo manipulácie s kremičitým pieskom, čo môže spôsobiť respiračné riziká pre pracovníkov.
Zdroje kremičitého piesku
Výrobcovia získavajú kremičitý piesok z rôznych geologických lokalít a používajú rôzne metódy. Tieto prvky ovplyvňujú kvalitu kremičitého piesku, pokiaľ ide o jeho čistotu a veľkosť častíc. To môže tiež určiť, či sa kremičitý piesok odoberá trvalo udržateľným spôsobom a s ohľadom na jeho vplyv na životné prostredie.
Ťažba piesku – Tradičné techniky ťažby piesku sú bežné pri ťažbe kremičitého piesku. Baníci zbierajú kremičitý piesok z pieskových ložísk na zemskom povrchu alebo kopajú pod zemou pomocou povrchových alebo bagrovacích metód. Lomy – Výrobcovia získavajú kremičitý piesok aj z lomov, kde získavajú kremičitý piesok zo skalných útvarov s vysokým obsahom kremeňa. Ťažba zahŕňa vŕtanie, odstreľovanie a drvenie hornín na výrobu kremičitého piesku. Plážový a pobrežný piesok – V niektorých regiónoch je kremičitý piesok prírodným ložiskom pozdĺž určitých pláží a pobrežných oblastí. Prírodné procesy vrátane vĺn a vetra, ktoré spôsobujú eróziu, vytvárajú v týchto oblastiach hromadenie zrnitých častíc. Aluviálne usadeniny – Kremičitý piesok je bežný v aluviálnych náplavoch, čo sú sedimentárne usadeniny pozdĺž okrajov riek a potokov. V priebehu času tieto usadeniny zhromažďujú veľké množstvo kremičitého piesku, ktorý sa zhromažďuje a spracováva, aby sa zmes zbavila ďalších nečistôt. Priemyselné procesy – Niektoré priemyselné procesy, vrátane ťažby alebo ťažby iných nerastov, môžu vytvárať kremičitý piesok ako vedľajší produkt. V týchto prípadoch výrobcovia zbierajú kremičitý piesok a používajú ho v iných aplikáciách.
Vlastnosti kremičitého piesku
Kremičitý piesok, tiež známy ako priemyselný piesok, má mnoho vlastností, ktoré sa premietajú do dôležitého využitia v širokej škále priemyselných odvetví.
Vysoká čistota
Primárnym prvkom kremičitého piesku je oxid kremičitý (SiO2) s čistotou približne 95 %. To znamená, že obsahuje oxid kremičitý a je do značnej miery bez nečistôt obsiahnutých v iných typoch piesku vrátane prvkov ako íl, bahno, železo, sľuda, živec a organické látky.
Vysoká čistota je nevyhnutná v aplikáciách, ako je výroba skla, odlievanie kovov a výroba elektroniky, kde nečistoty môžu mať nepriaznivý vplyv na vzhľad a správanie výsledných produktov.
Tvrdosť
Kremičitý piesok obsahuje vysoký obsah kremeňa, ktorý dodáva časticiam piesku pôsobivú tvrdosť. Kremeň má úroveň tvrdosti tesne pod nehrdzavejúcou oceľou, ktorá je vyššia ako mnoho minerálov, ktoré existujú v iných typoch piesku. Tvrdosť prináša vysokú úroveň odolnosti pri abrazívnych aplikáciách kremičitého piesku, ako je pieskovanie, brúsenie a leštenie.
Nízka tepelná vodivosť
Kremičitý piesok vykazuje nízku tepelnú vodivosť, čo znamená, že zle vedie teplo. Vďaka tomu je menej spoľahlivý v určitých aplikáciách odlievania kovov, ale znamená to, že je vhodný ako tepelný izolátor. Mnohé zlievarne používajú kremičitý piesok ako izolačný materiál pre žiaruvzdorný materiál alebo v zlievarenských formách.
Vysoký koeficient tepelnej rozťažnosti
Kremičitý piesok má vysokú tepelnú rozťažnosť, čo znamená, že sa rozťahuje a zmršťuje v reakcii na zmeny teploty. Toto je nevýhoda pri odlievaní kovov s použitím kovov s vysokými bodmi topenia, kde pohyb môže spôsobiť chyby.
Chemická inertnosť
Kremičitý piesok je chemicky inertný, čo znamená, že chemicky nereaguje s väčšinou látok. Táto vlastnosť ho robí ideálnym do prostredia s vysokou chemickou expozíciou alebo extrémnym počasím, kde by iné látky mohli korodovať alebo degradovať.
Rovnomerná distribúcia veľkosti častíc
Častice piesku majú veľkosť od 1/16 mm do 2 mm. Kremičitý piesok je triedený tak, aby mal rovnomernú distribúciu veľkosti častíc. Toto rozdelenie veľkostí je životne dôležitá vlastnosť, ktorú výrobcovia potrebujú vedieť pri výbere špecifickej veľkosti granúl pre svoju aplikáciu. Presná distribúcia veľkosti častíc je životne dôležitá v určitých aplikáciách vrátane filtrácie vody, hydraulického štiepenia, odlievania a výroby skla.
Priehľadnosť a čistota
Priesvitnosť a čírosť kremičitého piesku sú súvisiace vlastnosti. Priesvitnosť znamená schopnosť kremičitého piesku prepúšťať svetlo. Priezračnosť kremičitého piesku znamená, že ním môže prepúšťať svetlo s minimálnym skreslením. Vysoký obsah kremeňa v kremičitom piesku znamená, že má vysokú úroveň priesvitnosti a čírosti. Tieto úrovne sú ovplyvnené úrovňou nečistôt v piesku, čo je dôvod, prečo sklári vyžadujú 95% až 99% čistý kremičitý piesok. Číre sklo vyžaduje najčistejší kremičitý piesok.
Hojnosť
Kremičitý piesok je jedným z najrozšírenejších materiálov na Zemi a má široké geografické rozšírenie, čo znamená, že ho nájdete na miestach po celom svete. Množstvo materiálu udržuje cenu kremičitého piesku nízke, ale presná cena kremičitého piesku závisí od výrobného procesu a čistoty piesku.
Environmentálne dôsledky
Použitie kremičitého piesku má mnoho environmentálnych výhod vrátane toho, že je prirodzene udržateľný. Kremičitý piesok je prirodzene bohatý a neustále sa obnovuje prírodnými procesmi. Kremičitý piesok má tiež nižší vplyv na životné prostredie ako iné stavebné materiály, pretože vyžaduje minimálne výrobné procesy od získavania až po distribúciu. Komponenty kremičitého piesku, ako sú odlievacie formy a stavebné materiály, sa často dajú recyklovať.
Bezpečnostné riziká
Častice kremičitého piesku sa rozkladajú počas získavania, spracovania alebo priemyselných aplikácií. Tieto môžu vytvárať jemné častice oxidu kremičitého, známe ako dýchateľný kryštalický oxid kremičitý, s priemerom 2,5 mikrometra alebo menším. Sú ľahko vdýchnuteľné a môžu sa dostať do pľúc. Tieto častice môžu spôsobiť značné poškodenie pľúc, čo môže viesť k silikóze, rakovine pľúc, chronickej obštrukčnej chorobe pľúc a tuberkulóze.
Druh a použitie kremičitého piesku
Existujú rôzne druhy kremičitého piesku a vlastnosti, ktoré ich odlišujú, ich robia použiteľnými pre špecifické aplikácie.
Bežný kremičitý piesok
Toto je najbežnejší typ kremičitého piesku. Má dobre odstupňovanú distribúciu veľkosti častíc od hrubých po jemné. Jeho primárnou zložkou je oxid kremičitý, ktorý tvorí približne 95 % jeho celkového zloženia. Nečistoty ako oxid hlinitý, železo a vápno tvoria zvyšných 5 %.
Použitie: Krajinné a dekoratívne projekty, priemyselné pieskovanie, cementová škárovacia malta, výplň športových ihrísk, stavebný výplňový materiál
Priemyselný kremičitý piesok
Priemyselný kremičitý piesok sa vyznačuje vysokým obsahom čistého kremíka s minimálnymi nečistotami. To zaisťuje, že spĺňa normy kvality pre rôzne špeciálne aplikácie.
Použitie: Sklo, keramika, sklolaminát, plnivo do farieb, náterov a gumových výrobkov
Veľmi jemný kremičitý piesok
Veľmi jemný kremičitý piesok má konzistentnú distribúciu veľkosti častíc medzi 0,06 mm-1 mm. Veľmi jemný kremičitý piesok sa vyznačuje aj vysokým stupňom čistoty.
Použitie: Vysokovýkonný betón, žiaruvzdorné materiály, cement z ropných a plynových vrtov, polymérne kompozity, nanotechnológie, vysokovýkonné nátery, elektronika
Filtrácia vody Kremičitý piesok
Piesok na filtráciu vody sa vyrába na kontrolu rovnomernej distribúcie veľkosti častíc, vysokej čistoty a zaobleného tvaru. Tento typ piesku je účinný na odstraňovanie nečistôt z vody, keď preteká cez častice piesku.
Použitie: Filtrácia pitnej vody, filtrácia bazénov, úprava priemyselných vôd, čistenie odpadových vôd, sanácia podzemných vôd, odsoľovanie.
Turf kremičitý piesok
Trávnikový kremičitý piesok je výplňový piesok, ktorý sa vyrába na použitie v systémoch umelých trávnikov. Stabilizuje a podporuje trávnikové systémy. Má hrubšiu veľkosť častíc ako bežný kremičitý piesok, aby sa zabezpečila správna drenáž. Trávnikový piesok má zaoblený tvar, aby sa minimalizovala možnosť odrenín a vysoká úroveň čistoty na zlepšenie vzhľadu piesku.
Použitie: Výplňový a dekoračný piesok pre športové a rekreačné trávniky
Frac kremičitý piesok
Frac kremičitý piesok sa používa v špecializovaných technikách vŕtania ropy a zemného plynu. Frac piesok sa vyznačuje veľmi vysokým stupňom čistoty (viac ako 99% oxidu kremičitého), ktorý je životne dôležitý pre ochranu ropy a plynu pred kontamináciou. Má tiež špecifický zaoblený tvar, jednotnú veľkosť častíc a odolnosť proti rozdrveniu.
Použitie: Hydraulické štiepenie, ťažba frac piesku
Zlievárenský kremičitý piesok
Kovopriemysel používa zlievarenský piesok na výrobu foriem a jadier na odlievanie kovov. Zlievárenský piesok má hrubé aj jemné častice piesku, ktoré umožňujú dobré zhutnenie. Má tiež vysokú úroveň čistoty, od 95 % do 99 % v závislosti od typu odlievaného kovu a nízky obsah vlhkosti.
Použitie: Výroba foriem, výroba jadier, odlievanie bez vypaľovania, odlievanie do strateného vosku
Ak sa vám naša stránka páči, zdieľajte ju so svojimi priateľmi & Facebook
