Песок: использование и производство

By 0
Хорошо известный всем речной песок вовсе не так прост, как может показаться многим. И производство песка подразумевает достаточно сложные и технологичные процессы. Рассмотрим этот вопрос подробно.

Обновлено

Песок – это рыхлый осадочный фрагментированный природный материал, состоящий из очень мелкий частиц горных пород, кораллов и раковин. Спектр его применения очень широк: его используют как компонент строительных материалов, как декоративный материал в ландшафтном дизайне, для производства стекла и как формовочный материал для литься металлов. И это далеко не полный спектр его применения.

Применение песка с древности до нашего времени

Песок использовался уже 6 тысяч лет назад для шлифовки и полировки камней, изготовления заостренных орудий. Камни натирали о смоченный песчаник, чтобы заточить их. Для полировки поверхностей камня его натирали на тонком слое песка, рассыпанного на плоской скале. А первые бусины из стеклянной глазури появились в Древнем Египте ещё в 3500-3000 годах до нашей эры. Стекло получали плавлением песка, хотя природное стекло, образовавшееся в результате вулканической активности, было известно задолго до этого.

В наше время переработка и производство песка – это отрасль с многомиллиардными бюджетами, от небольших компаний, занимающихся поставками песка и гравия до больших высокотехнологичных предприятий, поставляющих многие сотни тонн песка в день широкому спектру клиентов в самые отдаленные регионы.

Состав

Чаще всего песок состоит из частиц кварца и полевого шпата. Частицы кварцевого песка бесцветны или имеют розоватый оттенок. Песок из полевого шпата отличается розовым или янтарным цветом. Черный песок также существует, но встречается редко: он состоит из обсидиана, образующегося в результате вулканической активности. Коралловые пески – белые или серые, а песок, получившийся из осколков раковин – светло-коричневый.

Белый песок получается из кристаллов гипса.

  • Кварцевый песок с высоким содержанием кремнезема используется для изготовления стекла. При измельчении кварцевого песка образуются частицы с острыми угловатыми краями. Это свойство позволяет использовать их для производства наждачной бумаги.
  • Формовочные виды песка используются в металлургии. Они на 80-92% состоят из диоксида кремния, до 15% – из оксида алюминия и 2% железа. Содержание оксида алюминия придает формовочному песку необходимые связывающие свойства, необходимые для сохранения формы полости отливки.
  • Речной песок применяется в строительстве и ландшафтном дизайне.
    Размер частиц песка варьируется, но в среднем составляет 0,06-2 мм в диаметре. Более мелкие частицы классифицируются как ил, а более крупные относятся к гравию. В строительных работах все материалы с частицами менее 6,4 мм классифицируются как заполнители. К этой категории относится и песок.

Плотность песка составляет 1,5-1,8 тонны на кубический метр. Содержание влаги между песчинками может привести к значительному увеличению плотности.

Производство песка

Естественные процессы образования песка подразумевают миллионы лет. Искусственные же занимают значительно меньше времени. К таким процессам относятся:

  • экстракция
  • фильтрация
  • промывка
  • дробление.

Как правило, перерабатывающие заводы располагаются в непосредственно близости от месторождения материала, чтобы минимизировать расходы на транспортировку. Если производство расположено рядом с песчаным карьером, оно может перерабатывать только песок. Если же неподалеку от реки, то обрабатывать оно может и песок, и гравий, которые часто смешиваются.
Большинство заводов такого типа – стационарные, и могут работать в заданном месте десятилетиями. Есть и мобильные установки, которые можно буксировать на карьер. Мобильные установки используются для удаленных строительных объектов, где поблизости нет стационарного производства песка.

Производительность завода измеряется в тоннах в час по выпуску готового продукта. Стационарные предприятия способны выдавать несколько тысяч тонн в час. Мобильные установки меньше по размеру, и их производительность ниже стационарных. В среднем мобильная установка производить от 50 до 500 тонн в час.

Многие предприятия, производящие асфальт или бетон расположены неподалеку от песчаных карьеров. В таких случаях большая часть добываемого песка и гравия направляется непосредственно в отвалы асфальтобетонного предприятия.

Рассмотрим процесс производства песка подробнее.

Естественное разложение

Твёрдая порода фрагментируется механически естественными силами: движением ледников, воздействием замерзшей влаги, попавшей в трещины породы, падением камней и т.п.

Глыбы каменной породы расщепляются под воздействием химического и биологического воздействия естественного характера (например, растительностью).

По мере того, как каменные частицы попадают в реки, часть из них оседает вдоль берегов, а часть достигает моря, где смешивается с фрагментами кораллов и раковин, образуя пляжи.

Добыча

Для добычи песка его просто вычерпывают фронтальными погрузчиками, экскаваторами и т.п. Часть песка добывается из-под воды плавучими земснарядами. Земснаряды снабжены длинной стрелой с вращающейся режущей головкой для разрыхления песчаных отложений и высасывающей трубой.

Если песок добывается фронтальным погрузчиком, он перегружается в грузовики или поезда, либо помещается на конвейерную линию для транспортировки на ближайший перерабатывающий завод. Если же песок добывается из-под воды земснарядом, суспензия из песка и воды перекачивается на завод по трубопроводу.

Сортировка

На перерабатывающей установке поступающий материал сначала смешивается с водой, если он ещё не смешан с водой в виде суспензии, и выводится через большой перфорированный экран для просеивания, отделения камней, комков глины и других инородных материалов. Глинистый песок проводят через особую мельницу, дробящую его на более мелкие фрагменты.

После этого песок прогоняют через несколько перфорированных сит или пластин с разными диаметрами отверстий для разделения частиц по размеру. Такие сита для просеивания песка подвергаются вибрации, позволяя материалу на каждом этапе поступать на отдельные конвейерные ленты. Самое крупное сито находится наверху, на экранах ниже отверстия постепенно уменьшаются.

Промывка

Самые крупные частицы, выходящие из верхнего грохота, промываются перед дальнейшим просеиванием. Такая мойка для крупного песка состоит из наклонного желоба с медленно вращающимися лезвиями. лезвия взбивают материал, счищая остатки глины или почвы. Более крупные частицы гравия отделяются и просеиваются дополнительно.

Материал, выходящий из промежуточного грохота, может смешиваться с более крупным гравием либо с более мелким песком для получения различных строительных смесей.

В самом тонком фильтре вода и песок перекачиваются в горизонтальный сепаратор. По мере прохождения суспензии через сепаратор песок оседает на дно и поступает в бункеры. Сначала выпадают более крупные и тяжелые частицы, за ними следуют более мелкие. Самые лёгкие частицы песка или ила уносятся водой. Затем вода и ил откачиваются из сортировочного резервуара через фильтр, где ил оседает на дно и удаляется. Чистая вода опять поступает в систему для повторного использования.

Песок удаляется из бункеров на дне сортировочного резервуара с помощью вращающихся шнеков, которые медленно перемещают песок внутрь наклонного цилиндра. Затем песок снова промывается, чтобы удалить остатки ила, и перемещается ленточным транспортером к отвалам для хранения.

Дробление

Некоторое количество песка дополнительно измельчается, чтобы получить заданный размер частиц или форму, недоступную при естественных процессах образования песчинок. Дробилка может быть выполнена в виде вращающегося конуса, в котором любые частицы, превышающие заданный размер, раздавливаются дробящими элементами, а полученные частицы выпадают на дно.

Контроль качества

Современное производство песка предельно автоматизировано. Каждая фаза производства подчинена жёстким спецификациям и контролируется компьютерами. Скорость поступления сырья, интенсивность вибрации сортировочных сеток, скорость потока воды, проходящей через резервуар для сортировки песка – всё это определяет качество и пропорции готовой продукции, и все эти параметры нужно отслеживать.

Многие спецификации производства асфальтобетонных смесей требуют определенного распределения размеров и форм песчаных частиц, и производитель должен убедиться, что песок и гравий соответствуют этим требованиям.

Похожие услуги