Кварц где используется. Кварц: применение, свойства и значение уникального минерала

Где используется кварц в промышленности и быту. Каковы основные свойства и характеристики кварца. Почему кварц считается одним из самых распространенных и важных минералов на Земле. Как кварц применялся в древности и применяется сейчас.

Основные свойства и характеристики кварца

Кварц является одним из самых распространенных минералов земной коры. Этот уникальный минерал обладает рядом важных свойств:

• Химическая формула: SiO2 (диоксид кремния)
• Твердость по шкале Мооса: 7 (очень твердый)
• Плотность: 2,6-2,65 г/см³
• Цвет: обычно прозрачный или белый, но может иметь различные оттенки из-за примесей
• Блеск: стеклянный у кристаллов, матовый у массивных разновидностей
• Спайность: отсутствует
• Излом: раковистый

Кварц химически и физически стабилен в условиях земной поверхности. Он устойчив к выветриванию и воздействию кислот (кроме плавиковой). Эти свойства во многом определяют широкое распространение и разнообразное применение кварца.

Разновидности кварца и их особенности

Существует множество разновидностей кварца, которые различаются по цвету, прозрачности и структуре:

• Горный хрусталь — бесцветные прозрачные кристаллы
• Аметист — фиолетовая разновидность
• Цитрин — желтая или оранжевая разновидность
• Розовый кварц
• Дымчатый кварц — серый до черного
• Молочный кварц — непрозрачный белый
• Халцедон — скрытокристаллическая разновидность
• Агат — полосчатый халцедон
• Яшма — непрозрачная разновидность с примесями

Многообразие форм и цветов делает кварц популярным поделочным и ювелирным камнем. При этом каждая разновидность имеет свои уникальные свойства и сферы применения.

Геологическое значение кварца

Кварц играет важную роль в геологических процессах и формировании горных пород:

• Является основным минералом многих магматических пород, особенно гранитов
• Входит в состав гидротермальных жил и пегматитов
• Концентрируется в осадочных породах в результате выветривания
• Формирует кварциты при метаморфизме осадочных пород
• Образует прожилки и заполняет пустоты в горных породах
• Может замещать органические остатки, образуя окаменелости

Широкая распространенность кварца делает его важным индикатором геологических процессов. Изучение форм нахождения и ассоциаций кварца позволяет получить информацию об условиях формирования горных пород.

Историческое значение кварца для человечества

Кварц сыграл огромную роль в развитии человеческой цивилизации:

• Был одним из первых материалов для изготовления каменных орудий труда
• Использовался для создания наконечников стрел, ножей, скребков
• Применялся для высекания огня
• Служил сырьем для производства стекла
• Использовался в ювелирном деле с древнейших времен

Без кварца невозможно представить развитие технологий обработки камня в каменном веке. Этот минерал во многом определил переход человечества от использования природных материалов к созданию искусственных орудий труда.

Современное промышленное применение кварца

В наши дни кварц находит широчайшее применение в самых разных отраслях промышленности:

• Производство стекла и керамики
• Строительство (песок, щебень, облицовочный камень)
• Металлургия (флюс при выплавке металлов)
• Производство абразивов
• Оптика и электроника
• Производство огнеупоров
• Фильтрующие материалы

Какие уникальные свойства делают кварц незаменимым в промышленности? Высокая твердость, химическая стойкость, тугоплавкость, пьезоэлектрические свойства — все это обеспечивает широкий спектр применения кварца в современных технологиях.

Кварц в ювелирном деле и декоративно-прикладном искусстве

Разнообразие форм и цветов делает кварц популярным материалом для изготовления украшений и декоративных изделий:

• Ювелирные вставки (аметист, цитрин, горный хрусталь)
• Декоративные шары и пирамиды
• Резные фигурки из кварца
• Мозаики и инкрустации
• Имитации драгоценных камней

Какие свойства кварца ценятся ювелирами? Прежде всего, это твердость, которая обеспечивает устойчивость к царапинам, и разнообразие окрасок. При этом относительная доступность делает кварц популярным материалом для массовых украшений.

Кварц в современных технологиях

Развитие высоких технологий открыло новые сферы применения кварца:

• Пьезоэлектрические преобразователи в электронике
• Кварцевые резонаторы в часах
• Оптические волокна для передачи данных
• Кварцевое стекло для оптических приборов
• Подложки для микросхем

Почему кварц так важен для современной электроники? Его пьезоэлектрические свойства позволяют создавать высокоточные генераторы частоты, а оптическая прозрачность делает идеальным материалом для оптоволокна.

Экологическое значение кварца

Кварц играет важную роль в природных экосистемах:

• Формирует песчаные пляжи и дюны
• Входит в состав почв
• Служит строительным материалом для некоторых организмов (диатомовые водоросли)
• Участвует в геохимических циклах кремния

Как кварц влияет на окружающую среду? Его химическая инертность делает кварцевый песок важным компонентом природных фильтров, очищающих воду. При этом кварцевая пыль может представлять опасность для здоровья человека при длительном вдыхании.

Сферы и области применения кварца. Где применяется кварц?

Самым распространенным из существующих минералов по праву считается кварц. Более половины земной коры образует именно этот минерал. Благодаря тому, что найти его можно в любой точке планеты, он повсеместно используется в самых разнообразных сферах деятельности человека на протяжении уже долгих лет. О том, почему он так популярен и где его применяют, расскажем далее.

Что собой представляет кварц?

Кварц является оксидом кремния (SiO2), в природе представлен продолговатыми шестиугольными кристаллами. Он крепок, имеет сравнительно высокую температуру плавления (порядка 1700 ˚С), в чистом виде прозрачен, по причине внутренней деформации (наличие пузырьков воздуха или трещин) может иметь легкий белый оттенок. Наличие примесей в составе кварца придают ему и другие оттенки самых разных цветов. Именно наличие определенного вещества в его составе и соответствующий внешний вид минерала являются критериями для классификации кварца.

Виды кварца

Видов кварца достаточно много, более 20. Чистейший кварц называют горным хрусталем, он не имеет никаких примесей и абсолютно прозрачен. Морион хоть и не имеет в составе примесей, но из-за особых энергетических свойств имеет черную окраску, которую при воздействии температур можно видоизменить в красноватую или золотистую. Цитрин обладает желтоватым оттенком из-за наличия железа. Также существуют иные виды кварца: аметист (пурпурный, фиолетовый), празем (зеленый), оникс (коричневый), сердолик (красно-коричневый) и другие.

Где применяют кварц?

Не менее интересным вопросом являются сферы и области применения кварца. Они обширны из-за химических, физических и эстетических свойств минерала. О каждой из сфер подробнее:

1. Производство ламп. Кварц из-за высокой температуры плавления и способности пропускать свет используется в создании ламп, в том числе медицинского назначения.
2. Косметология. Настоянная на кварце вода или мелкие частицы минерала добавляют в косметологическую продукцию по причине омолаживающих свойств данного минерала.
3. Производство часов. Определенное количество кварца используется в производстве электромеханических часов. Под воздействием электричества на кварц происходят периодические колебания, приводящие в действие механизм часов.
4. Домашнее хозяйство. Кварц (чаще всего, горный хрусталь) применяется в производстве посуды и предметов интерьера. Также кварц может выступать как составляющий элемент керамических изделий.

1. Ювелирное дело. Вероятно, наибольшее применение кварц нашел именно в ювелирном деле. Геометрические особенности природной формы, легкость в обработке и широкая цветовая гамма данного материала привлекает ювелиров на протяжении многих лет. Разными видами кварца украшают серьги, ожерелья, кольца, браслеты и многие другие ювелирные изделия.
2. Кварцевое стекло. Посредством плавления кварца получают кварцевое стекло. Из-за его физических и химических свойств из этого стекла производят линзы, а также колбы, тигли, иную лабораторную посуду.
3. Строительная сфера. Кварц используется в качестве сырья для производства силикатных блоков, цементных растворов и бетона, а кварцевый песок добавляют в строительные смеси для улучшения их свойств.
4. Стоматология. Для изготовления фарфоровых коронок очень часто используют кварц. В их составе данный минерал составляет примерно 15 — 25 %.

Кварц также повсеместно применяется в производстве радио- и телеаппаратуры, оптических приборах и генераторах.

Итак, можно смело утверждать, что кварц используется в самых разнообразных областях жизнедеятельности человека. Благодаря большим природным запасам кварца, уникальным свойствам, относительной простоте в эксплуатации и высоким эстетическим качествам этот минерал еще надолго останется востребованным в быту и промышленности.

«Полярный кварц»

16&nbspмарта 2014

1. Значимость

Геологи утверждают, что кварц – это чуть ли не самый распространенный минерал в земной коре. Кварц является основой большинства передовых технологий.

Без него невозможно представить авиационную, космическую, электротехническую, радиоэлектронную и полупроводниковую отрасли. Особо чистый кварц используется в перспективной солнечной энергетике, оптической и светотехнической промышленности, а также наноиндустрии.

Однако производство особо чистого кварца в России развито крайне плохо. До определенного времени в мире не удавалось найти достаточно большие промышленные месторождения кварца. Существовало всего одно месторождение – «Спруспайм» в Северной Каролине, которое снабжало глобальную экономику высокочистым кварцем.

Это кварцевое сырье используют сейчас две компании, обеспечивающие мировой рынок концентратом на 95%. Впереди планеты всей в данном вопросе оказалась американская компания Unimin, являющаяся в настоящее время одновременно и эталоном по производству особо чистого кварцевого концентрата, и монополистом данного рынка.

Но, как выяснилось в конце 90-х – начале 2000-х, полярные уральские месторождения обладают свойствами, не уступающими по качеству кварцу с известного американского месторождения. То есть из них, при относительно невысоких затратах, сопоставимых с затратами американской компании, можно произвести высокочистый кварц. Если это будет сделано, для России будет открыта прямая дорога на глобальный рынок, где существует только одна компания и есть масса потребителей.

Сегодня производство кварцевого концентрата организуется и в России. В Уральском федеральном округе уже начата реализация проекта «Полярный кварц».

Цель проекта – создание на территории Уральского федерального округа уникального для России производства высокочистых кварцевых концентратов.

Продуктами производства будут являться кварцевые концентраты и порошки, используемые для наплава кварцевых стекол, применяемых в электронной, оптической, светотехнической, химической отраслях промышленности, а также в производстве поликристаллического кремния для солнечной энергетики. Запланированные к выпуску сорта кварцевых концентратов сопоставимы с продукцией мирового лидера рынка – компании Unimin (США).

Преимущества проекта:

• Инновационное производство, вписывающееся в концепцию модернизации экономики России;
• Проект, осуществимый в условиях Севера, благодаря наличию надежной сырьевой базы; высокая степень завершенности строительно-монтажных работ; наличие подтвержденного спроса на продукцию, ряд выпускаемых продуктов обладает высокой добавленной стоимостью;
• Создание крупного промышленного кластера, в состав которого будут входить различные предприятия дальнейшего передела продукции ОАО «Полярный кварц».

 2. Резюме проекта

Проект «Полярный кварц» инициирован Ханты-Мансийским автономным округом – Югрой в 1998 году.

Администрацией ХМАО-Югра и компанией ЗАО «Алан» был подписан Протокол о намерениях, согласно которому «Алан» должно была провести технологические испытания пробы кварца с целью создания оптимальной технологической экономической схемы обогащения кварца. В случае успешного испытания и получения положительного отзыва о качестве продукции потенциальными потребителями, стороны договорились на основе совместного владения построить завод, выпускающий кварцевый концентрат. Протокол определил всю последующую стратегию развития проекта.

В течение трех лет шла разработка технологии обогащения высокочистого кварца. Исследования проводились в США в лабораториях Quartz Technology Inc (штат Нью — Джерси) и MRL Государственного Университета Северной Каролины.

В 2000 году, после представления результатов деятельности Губернатору ХМАО-Югра, правительством округа было принято решение о создании Государственного унитарного предприятия «Полярный кварц». Проект получил постоянную поддержку со стороны Правительства ХМАО-Югра (строительство дороги Саранпауль — Неройка, строительство пристани в пос. Саранпауль, передача лицензии на ГУП «Полярный Кварц» и проч.).

04 декабря 2003 года ГУП «Полярный кварц» был преобразовано в ОАО «Полярный кварц».

В 2003 году заложен первый камень в основание обогатительной фабрики в г.Нягань и начато строительство цеха дробления и фотометрического обогащения в Усть-Пуйве.

На месторождении Додо начаты вскрышные работы и промышленная добыча кварца. Добытое сырье поставляется для дальнейшей переработки в Усть-Пуйву и в Кыштымский ГОК.

В целях привлечения финансового инвестора в 2010 году была создана специальная проектная компания – ООО «Полярный кварц».

В 2011 году проектная компания начала работать по договору заказчика-застройщика с ОАО «Полярный кварц» по осуществлению строительно-монтажных работ на площадках в Усть-Пуйве и Нягани, а также по организации и проведению пуско-наладочных работ на заводах.

Летом 2012 г. был начат плановый поэтапный ввод производственных мощностей: летом в тестовом режиме запущена производственная площадка на Усть-Пуйве; осенью в тестовом режиме запущена технологическая линия цеха механического обогащения кварца в Нягани (первая очередь).

Вторая очередь завода в городе Нягань, обеспечивающая финальные переделы продукции, при условии привлечения финансирования в необходимом объеме находится в стадии строительства.

После завершения строительства в течение трех лет завод планируется вывести на проектную мощность – выпуск до 10 тыс. т кварцевой продукции в год.

В настоящее время проект реализуется при участии АО «Корпорация Развития», которое с августа 2012 г. является владельцем 99,99% акций компании ОАО «Полярный кварц».

3. Характеристики проекта

Состав проекта «Полярный кварц»:

Объекты проекта	Характеристика
Неройская группа месторождений	1-вый этап. Добыча кварца.ОАО «Полярный кварц» владеет лицензиями на известные месторождения особо чистого кварца Приполярного Урала — Додо, Нестер-Шор и Хусь-Ойка. Эти месторождения, разведанные в 70-80 годах прошлого века, всегда считались одними из лучших в России. Месторождение Додо, известное во всем мире как месторождение горного хрусталя и прозрачного жильного кварца, представлено многочисленными крутопадающими гидротермальными безрудными кварцевыми жилами, группирующимися в жильные зоны. Размеры кварцевых жил по простиранию от 20-30 до 70-100м, по падению до 35м при мощности от 2-3 до 10-15м. Жилы сложены более чем на 95% прозрачным метаморфизованным и полупрозрачным перекристаллизованным кварцем, в котором встречаются ксенолиты вмещающих пород, а также в небольших (менее 1%) количествах сопутствующие минералы — хлорит, серицит, мусковит, биотит, кальцит, апатит, ильменит, титанит и др. Месторождение Нестер-Шор представлено несколькими полого залегающими кварцевыми жилами, сложенными на две трети крупнозернистым гранулированным кварцем и на одну треть -прозрачным стекловидным кварцем. Размер наиболее крупной из них до 215 м по простиранию, 80 м по падению при мощности до 10 м. Жилы практически мономинеральны — лишь в очень небольших (менее 1%) количествах присутствуют мусковит, хлорит, биотит, пирит, кальцит,апатит. Месторождение Хусь-Ойка представлено двумя крупными кулисообразно расположенными крутопадающими кварцевыми жилами, одна из которых выходит на дневную поверхность и детально разведана, а другая осталась недостаточно изученной. Размер разведанной жилы по простиранию 140 м, по падению 75 м, мощность тела достигает 15м. Жила сложена на две трети прозрачным стекловидным метаморфизованным кварцем и на одну треть — крупнозернистым гранулированным кварцем. Из минеральных примесей здесь отмечены в небольших количествах биотит, хлорит, мусковит, кальцит, апатит, титанит, ильменит, сфалерит, пирит и др. Горный участок «Неройка» находится на правом берегу р. Щекурья в её верховьях у восточного подножья горы Неройка – одной из вершин Приполярного Урала. Горный участок обеспечивает добычу кварцсодержащего сырья с месторождения «До-До», «Нестер-Шор» и «Хусь-Ойка» для перерабатывающих предприятий ОАО «Полярный кварц».
Комплекс Усть-Пуйва (пос.Усть-Пуйва)	2-ой этап. Дробление.Дробильно-обогатительный комплекс Усть-Пуйва расположен в 35 км к юго-востоку от горного участка «Неройка», в устье правого притока р. Щекурья – р. Пуйва. Ближайший населённый пункт находится в 58 км восточнее, на правом берегу р. Ляпин. Комплекс Усть-Пуйва сдан в постоянную эксплуатацию и выведён на проектную мощность в четвёртом квартале 2007 г. Комплекс Усть-Пуйва обеспечивает: 1. первичное дробление, 2. грохочение, 3. промывку, 4. фотометрическую сепарацию, 5. упаковку кварцсодержащего сырья, добытого на горном участке «Неройка» в «биг-беги».
Дробильно-обогатительный комплекс (г.Нягань)	3-тий этап. Завод механического и химического обогащения.В г. Нягань расположен дробильно-обогатительный комплекс по переработке кварцсодержащего сырья, поставляемого с комплекса Усть-Пуйва. Этот объект будет осуществлять вторичную переработку кварцсодержащего сырья и включает в себя 2 очереди: 1.механическое обогащение (кварц доводят до состояния песка) 2.химическое обогащение (с использованием специальных технологий и кварца-песка производится пудра) В технологии переработки на этом комплексе заложены такие процессы, как: 1. сушка материала в инфракрасной сушилке, 2. дробление, 3. измельчение, 4. тонкое грохочение, 5. магнитная сепарация, 6. сухая воздушная классификация. Продукция комплекса является сырьём для полного цикла химического обогащения, которое планируется внедрить в Комплексе г.Нягани.

 

 

Кварц | Общие минералы

Общие минералы

Свойства кварца

Химический состав	SiO2 – диоксид кремния
Цвет	Обычно прозрачный или белый, но незначительные примеси могут создавать различные цвета. Кристаллы чаще всего представляют собой шестиугольные призмы, чьи пирамидальные концы часто выстилают поверхности открытых пустот. Скрытокристаллические разновидности чаще всего бывают массивными.
Декольте	Не имеет спайности, хотя грани кристалла можно принять за плоскости спайности. Раковистый излом характерен как для макрокристаллических, так и для скрытокристаллических разновидностей кварца.
Твердость	7 (очень твердый)
Удельный вес	от 2,6 до 2,65 (от макрокристаллических до микрокристаллических разновидностей)
Блеск	Кристаллы стекловидные (стекловидные), форма массивная матовая или восковидная.
Полоса	Белый

Обычно путают с…

Знаете ли вы…

Кварц был минералом, на котором основывался каменный век. За немногими исключениями, большинство ранних каменных орудий делались из кварца. Обнажения кварца, подходящие для изготовления инструментов, были целью некоторых из самых ранних известных горнодобывающих предприятий, и добытый кварц продавался на огромные расстояния еще до того, как люди начали создавать сельскохозяйственные общества.

Даже в нашем современном мире кварц является одним из наиболее широко используемых минералов, хотя мало кто знает о его многочисленных преимуществах. Одним из наиболее распространенных его применений является также то, что он наиболее прозрачен, поскольку кварц является источником большинства стекол нашего общества — от оконных стекол и хрустальных кубков до очков и витражей соборов. Кварц является одним из наиболее распространенных минералов, поскольку он химически и физически стабилен в условиях поверхности Земли. Он является важным компонентом гидротермальных жил и кислых магматических пород и часто является доминирующим минералом в песчаниках и алевролитах, а также в их метаморфизованных эквивалентах.
Кварц встречается в широком диапазоне разновидностей под сбивающим с толку множеством неофициальных названий, таких как яшма, кремень, тигровый глаз, аметист, цитрин, халцедон, оникс, опал и агат. Из-за их обилия разновидности кварца часто подразделяются на неформальные группы. Одним из наиболее распространенных подразделений является «черт», термин, используемый для обозначения всех разновидностей кварца, кристаллы которых слишком малы, чтобы их можно было увидеть без микроскопа. В этом случае «черт» — это просто подмножество «кварца».

Описание и отличительные характеристики

Несмотря на изменчивый внешний вид, твердость кварца (больше, чем у стекла или большинства металлов) и отсутствие спайности позволяют относительно легко отличить его от других минералов. Древние греки называли кварц «кристаллос», что означает «лед», отражение чистоты прозрачных кристаллов кварца. Хотя большинство кристаллов кварца прозрачны и бесцветны, небольшие химические примеси создают ряд цветовых оттенков, некоторые из которых настолько распространены, что имеют собственные названия. Полупрозрачные фиолетовые кристаллы называют аметистом, который называют камнем февраля. Полупрозрачный кварц от розового до красноватого цвета известен как розовый кварц, а полупрозрачные серые и мутно-белые кристаллы соответственно называются дымчатым кварцем и молочным кварцем. Аналогичным образом кварц, состоящий из микроскопических кристаллов (черт), может иметь самые разные цвета. Наиболее распространенными кремневыми оттенками являются кремень (от темно-серого до черного), яшма (от красного до красно-коричневого) и оникс (смешанный белый и черный). Агат — еще одна разновидность кремня, которая имеет отчетливые цветные полосы, которые образовались, когда химический состав флюидов, проходящих через вмещающую породу, слегка изменился.

На нашей Земле: Геологическое значение кварца

Кварц является обычным компонентом богатых кремнеземом магматических пород, образуя до 25% объема гранитов. Встречается также в гидротермальных жилах и пегматитах. Поскольку кварц относительно стабилен при поверхностных температурах и давлениях, он может концентрироваться в результате процессов выветривания, чтобы быть даже более распространенным в осадочных породах, чем в магматических породах. Зерна кварцевого песка являются важным компонентом большинства песчаников и алевролитов, а некоторые обломочные осадочные породы почти полностью состоят из зерен кварца. В результате метаморфизма этих осадочных пород образуется кварцит, метаморфическая порода, почти полностью состоящая из кварца.

Стабильность кварца даже в суровых химических условиях была продемонстрирована некоторыми динозаврами, которые глотали камни, чтобы помочь переваривать наземные растения. Эти камни желудка, называемые гастролитами, почти всегда состоят исключительно из кварца. Другие камни, которые динозавр, возможно, проглотил, разрушились в водовороте сильных желудочных кислот, оставив только кварцевые камни, чтобы выжить в качестве рабочих гастролитов.

Несмотря на то, что кварц является химически стойким, он плохо растворим, поэтому большинство природных вод содержат некоторое количество растворенного кремнезема, который может осаждаться в виде кварца. Следовательно, кварц является обычным минералом, заполняющим прожилки и полости в горных породах, через которые двигались богатые кремнеземом воды. Некоторые микроскопические морские планктоны, такие как диатомовые водоросли и радиолярии, используют растворенный в морской воде кремнезем для создания раковин из кварца. Они могут накапливаться на морском дне, особенно в глубоководных районах. Под очень высоким давлением вода может довольно легко растворить кальцитовые и арагонитовые оболочки, в то время как менее растворимые кварцевые оболочки остаются для образования богатых кварцем отложений. Микроскопические кристаллы кварца часто образуют пласты кремней и конкреции, когда богатые кремнеземом грунтовые воды проходят через различные осадочные и метаморфические породы. Кремень, осажденный из грунтовых вод, богатых кремнеземом, также может заменить кость и древесину, присутствующие в отложениях и осадочных породах, часто даже сохраняя первоначальную клеточную структуру материалов. Этот процесс является источником «окаменевшей» древесины.

Поскольку кварц встречается в самых разных геологических условиях, он может быть связан с множеством различных минералов. В магматических породах и пегматитах кварц обычно встречается с калиевыми полевыми шпатами, мусковитом, биотитом и амфиболами. В осадочных породах или метаморфизованных осадочных породах кварц может быть связан с калиевым полевым шпатом, кальцитом, доломитом или различными глинистыми минералами.

В нашем обществе: экономическое значение кварца

Так много разновидностей кварца сыграли столь важную роль в человеческом обществе, что распутать паутину названий и терминов сложно. Слово «кварц», по-видимому, произошло из немецкого или саксонского языков, но значение этого термина неизвестно.

В самом раннем человеческом опыте микрокристаллические разновидности кварца сыграли беспрецедентную роль в том, чтобы направить наших предков на путь, ведущий к современной цивилизации. Многие разновидности кремня были одними из первых материалов, помимо дерева и кости, из которых изготавливали инструменты. При ударе по куску кремня он может сломаться с раковистым изломом, образовав острую кромку. Ранние люди научились работать с кремнем, систематически ломая его для создания инструментов. Сейчас, когда им уже миллионы лет, некоторые из этих инструментов до сих пор имеют удивительно острые края, что свидетельствует о стабильности кварца. Позже люди научились обрабатывать и обсидиан (вулканическое стекло), но даже в эпоху неолита большинство каменных орудий делалось из кремня.

Его использование в нашем современном мире почти столь же распространено. Несмотря на то, что стекло является одним из самых известных продуктов, в нашем обществе кварц используется в самых разных областях. В больших количествах используется в качестве флюса в металлургии, а также в качестве абразива и наполнителя в огнеупорах. Из плавленого кварца изготавливают тигли, предназначенные для работы при высоких температурах, а чистые кварцевые пески применяют также в производстве стекла и стеклокерамики. Богатые кварцем породы, такие как кварцит и кварцевый песчаник, часто используются в качестве строительных камней, а некоторые разновидности цветного кварца используются в качестве декоративных и полудрагоценных камней. Однако по объему основная часть всего коммерчески добываемого кварца используется в строительной отрасли в качестве заполнителя для бетона и в качестве песка в строительных растворах и цементе. В результате значительная часть нашей современной инфраструктуры, от зданий до дорог, построена из кварца.

Из-за своей физической прочности молотый кварц используется в качестве абразива при резке камня, пескоструйной обработке и чистке мыла. Поскольку он химически стабилен, дробленые фрагменты кварцита часто используются в качестве балласта (мелкоизмельченные фрагменты горных пород) вдоль железнодорожных путей и обочин автомобильных дорог. Чистый мелкий кварцевый песок также используется в системах очистки воды в качестве фильтра, поскольку он не вступает в реакцию с водой, а поры между песчинками достаточно малы, чтобы отфильтровывать многие примеси. Многие виды морского планктона, называемые диатомовыми водорослями, строят свои раковины из кварца. Когда эти микроскопические организмы умирают, они опускаются, чтобы покрыть глубокое морское дно слоями пористых панцирей диатомовых водорослей. Древние глубоководные отложения диатомовых водорослей, обнаженные в настоящее время на поверхности Земли, называются диатомовой землей. Диатомовая земля имеет несколько необычных применений. Он используется для фильтрации некоторых из лучших вин и в качестве абразивной части зубной пасты. Поскольку он состоит из кварца, его раковины тверже, чем минералы апатита и кальцита, из которых состоят наши зубы. Когда вы полируете зубы, вы на самом деле шлифуете поверхность очень мелким абразивом, часто панцирем давно умершего планктона.

Одним из наиболее интересных свойств некоторых кристаллов чистого кварца является то, что они пьезоэлектрические. Это означает, что когда на них оказывается давление, кристалл производит электрическое напряжение. Эта характеристика позволяет использовать кристаллы кварца для измерения давления или управления частотой электрических импульсов, что привело к их использованию в радиосистемах и часах.

Кварцевые жилы также являются важными вмещающими породами для золота и других драгоценных металлов и были целью многих горнодобывающих предприятий. Однако с исторической точки зрения наиболее важным применением кварца могло быть разжигание огня. Когда кремень ударяется о железо, он дает относительно долгоживущую искру. С доисторических времен это было одним из самых надежных и распространенных средств разведения огня до появления спичек и было основным стреляющим механизмом кремневых мушкетов колониальной эпохи.

Поскольку кварц твердый и бывает разных цветов, кремнистые формы кварца часто используются в качестве драгоценных камней. Яшма, тигровый глаз, аметист и цитрин — все это разновидности кремня, используемые в качестве драгоценных камней для ювелирных изделий. Оникс — это название, используемое как для полосчатой ​​разновидности кварца, так и для полосчатой ​​разновидности кальцита, поэтому не смущайтесь двойным использованием этого термина. Оба вида оникса используются в качестве декоративного камня, но различаются по назначению. Кальцитовый оникс намного мягче, чем кварцевый оникс, и его легче вырезать, поэтому он используется для большинства изделий из оникса. Кварцевый оникс, поскольку он тверже, чаще используется для изготовления украшений и других предметов, которые должны выдерживать большие нагрузки и износ.

Опал — хорошо известный драгоценный камень, который часто ошибочно принимают за разновидность мелкокристаллического кварца (кремня). Как и кварц, он состоит в основном из SiO2, но с добавлением воды [SiO2-(h30)n]. Технически опал — это не настоящий минерал, а нечто, называемое минералоидом. Минералоиды представляют собой аморфные твердые тела, что означает, что они не имеют установленной кристаллической структуры. Чтобы быть настоящим минералом, твердое тело должно иметь кристаллическую структуру. Опал встречается в виде материала, заполняющего прожилки или пустоты в горных породах, через которые прошли богатые кремнеземом воды. Существуют и другие минералы, помимо кварца, которые также состоят исключительно из диоксида кремния (SiO2), но большинство из них стабильны только при высоком давлении или температуре, поэтому они редко встречаются на поверхности Земли. Хотя технически опал не является ни разновидностью кварца, ни даже настоящим минералом, в ювелирной торговле он часто считается и тем, и другим.

В нашем будущем: последствия использования кварца для окружающей среды

Хотя кварц химически стабилен и нетоксичен, как и любые мелкие частицы кварцевой пыли, может быть опасен при вдыхании. Строители, использующие пескоструйное оборудование, или даже любители домашнего ремонта, работающие с цементной пылью, должны использовать маски хорошего качества, чтобы избежать вдыхания переносимой по воздуху кварцевой пыли.

Кварц в Верхнем Среднем Западе

Кварц — очень распространенный минерал, который можно собирать в половине округов Миннесоты и Висконсина. Наиболее известными проявлениями макроскопического кварца являются палеозойские песчаники, покрывающие большую часть региона. Одним из самых чистых кварцевых песков в мире является песчаник Святого Петра, который покрывает части юго-восточной Миннесоты и южной части Висконсина. Среди его многочисленных применений обнажения песчаника Святого Петра в районе городов-побратимов когда-то были источником большей части автомобильного стекла, используемого в автомобилях Ford Motor Company. Агат озера Верхнее, вероятно, является самым известным региональным месторождением кремня (кварца, состоящего из микроскопических кристаллов). Эти агатовые массы возникли в результате осаждения кремнезема из жидкостей для заполнения пор в потоках древней вулканической лавы вдоль северной границы между Миннесотой и Висконсином. По мере выветривания лавовой породы более химически стойкие кварцевые наполнители высвобождались, чтобы кататься по гравийным пляжам Верхнего озера в виде агата.

Кварцевая галерея

Часто путают с…

На первый взгляд прозрачные кристаллы кварца могут показаться похожими на ряд других полупрозрачных кристаллических минералов, но обычно их можно отличить по твердости и отсутствию спайности.

Кальцит:

Кальцит может встречаться в полупрозрачных массах, имитирующих внешний вид кварца, но эти два минерала легко отличить по их твердости и тому факту, что кальцит легко вступает в реакцию с разбавленными кислотами. Кварц намного тверже кальцита и, в отличие от кальцита, не может быть поцарапан большинством металлических инструментов. Кварц также не имеет спайности, в то время как кальцит обладает отличной спайностью по трем направлениям.

Галит:

Галит

имеет отчетливую кубическую спайность, и, хотя он может напоминать прозрачную разновидность кварца из горного хрусталя, их можно отличить по характерному вкусу, спайности и мягкости галита. Кварц не царапается большинством металлических инструментов и не имеет трещин. При ударе кварц разбивается, как стекло, образуя острые края и осколки. Следовательно, при осмотре образца вы должны искать только сломанные края, а не пытаться создать свои собственные!

Флюорит:

Флюорит и аметистовый кварц иногда путают просто потому, что оба они образуют пурпурные полупрозрачные кристаллы, однако их легко отличить по твердости (флюорит имеет твердость 4 и легко царапается гвоздем, а кварц с 7 тверже гвоздя). ), форма (кристаллы флюорита кубические, а кварца шестиугольные) и спайность. Флюорит демонстрирует идеальную спайность в четырех направлениях с образованием октаэдров, в то время как кварц не имеет спайности и ломается раковистым изломом.

Гранат:

Несколько разновидностей граната можно спутать с розовым кварцем, и эти два минерала имеют примерно одинаковую твердость. Кварц, однако, не имеет спайности, и если кристалл граната хорошо сформирован, он будет иметь характерную додекаэдрическую (двенадцатигранную) форму.

Геологическая и водная служба Индианы

Университет Индианы в Блумингтоне АйЮ Блумингтон

Поиск по меню

Рис. 1
Кристалл кварца

Кварц — один из самых распространенных минералов на Земле. Он имеет простую химическую формулу (SiO ₂ ), но очень стабилен и устойчив. сохраняя свою идентичность даже через миллиарды лет после своего образования, экстремального выветривания и переноса.

Кварц (рис. 1) всегда играл большую роль в технике человека. Важные предметы из некоторых из самых ранних каменных орудий человека до последних электронных компонентов были сделаны из кварца. Коренные народы Индианы использовали кварц для многих жизненно важных целей. задания. Сегодня кварц используется во многих продуктах в качестве сырья для огромного количества строительных материалов, таких как стекло, бетон или строительный раствор и кварц очищаются для получения кремния, который имеет решающее значение для компьютеров и других опор высоких технологий. современной жизни (рис. 2). Кварц до сих пор используется для изготовления многих современных промышленных материалов (рис. 3).

Рис. 2
Компьютерная «мелочь»/оптоволокно/чип

Кварц получается, когда атомы кремния и кислорода соединяются в форме тетраэдра. Природа атомов и результат кристаллическая структура (рис. 4) обуславливают его необычайную прочность. Кварц имеет твердость при царапании 7 и часто образует твердые, прочные осколки, выдерживающие всевозможные механические и химические воздействия. Кристаллы образуют четкие гексагональные (6-гранные) формы. когда позволяет место (рис. 1).

Кварц является основным компонентом многих видов горных пород. Кварц в изобилии содержится в некоторых магматических породах. Он образует от прозрачного до серого или даже белые комковатые капли в граните и составляют большую часть богатых силикатами или кислых магматических пород. Отсутствует или встречается редко в более примитивные основные или бедные кремнеземом магматические породы, такие как базальт. Кварц почти никогда не присутствует в метеоритах.

Рис. 3
Использует

Метаморфические породы содержат большое количество кварца, особенно из гранитов, песчаников или сланцев. Особенно, более крупнозернистый метаморфический гнейс отмечен отчетливыми полосами кварца и других минералов. Песчаники почти чистые кварц.

Осадочные породы (образованные физическим или химическим накоплением ранее существовавших фрагментов минералов или отложений) плюс несколько горных пород, образованных химическим осаждением, наиболее распространены в Индиане, обеспечивают наибольшее количество и наибольшая изменчивость формы кварца.

Песчаник состоит из зерен кварца разного размера, полученных из ранее существовавших горных пород и перенесенных в древние моря, где зерна сцементировались, образуя прочные породы. Кварц присутствует в виде очень мелких зерен в алевролиты и сланцы. Размер и форма зерен являются важными переменными в песчаниках. Индиана производит здания камень из песчаника. Мы также производим чистый кварцевый песок, используемый для производства стекла.

Кварц может образовываться в результате осаждения из низкотемпературных вод с организмами или без них. В Индиане такие химически образованный кварц распространен в виде кремня, который представляет собой очень мелкозернистый кристаллический кварц. Образуется в виде халцедона в жеодах. и более эффектно, как красивые, великолепные кристаллы внутри красивых и знаменитых жеод Индианы (см. В другом месте).

Кварц — распространенный важный минерал, встречающийся по всей Индиане. Некоторые примеры выдающиеся, хотя большинство из них маленькие и остаются в основном незамеченными.