Кварц

КВАРЦ (а. quartz; н. Quarz; ф. quartz; и. cuarzo) — главный минерал семейства кремнезёма, SiO2, широко распространён в литосфере. Содержит в небольших количествах примеси Al, Fe, Ca, Mg, Ti, Na, К, Li, ОН и др. Установлено 12 полиморфных модификаций кристаллического SiO2, из них основные — а-кварц (тригональный низкотемпературный), b-кварц (гексагональный высокотемпературный), b2-тридимит (гексагональный), b-кристобалит (кубический). Все они устойчивы при нормальном давлении, образование их определяется температурой среды. При давлении свыше 2 ГПа образуется моноклинный коэсит, свыше 10 ГПа — самая плотная модификация кварца — гексагональный стишовит. Кристаллическая структура а- и b-кварца представлена каркасом из связанных вершинами SiO4 -тетраэдров, спирально закрученных вдоль тройных осей симметрии, вследствие чего различаются правые и левые энантиоморфные формы.

Свойства кварца

Кварц выделяется в виде отдельных зёрен, хорошо огранённых призматических, редко ромбоэдрических кристаллов, зернистых и шестоватых агрегатов, сливных микроволокнистых и сферолитовых масс (халцедон). Параморфозы а-кварца по кристаллам b-кварца имеют дипирамидальный облик. Широко развиты параллельные двойники прорастания одноимённых левых или правых форм (дофинейские), разноимённых (бразильские) и их комбинация (Дейдольта-Либиша). Характерны ориентированные сростки кварца с полевыми шпатами (графический пегматит), рутилом, кальцитом и др. Твердость 7. Плотность 2650 кг/м3, иногда несовершенная спайность по ромбоэдру, призме, пинакоиду; излом раковистый; обладает пьезоэлектрическими свойствами (см. Пьезокварц). Легко травится HF, при повышенных температурах и давлениях растворяется в водных щелочных и бикарбонатных растворах.

Реклама



Разновидности кварца

Горный хрусталь — водянисто-прозрачный крупнокристаллический; дымчатый кварц (раух-топаз) — дымчато-бурый; морион — слюдяно-чёрный, цитрин — жёлтый, оранжевый; аметист — фиолетовый; розовый кварц. Окраска кварца часто обусловлена микровключениями других минералов: празем — светло-зелёный кварц с включениями актинолита или хлорита; авантюрин — золотисто-жёлтый или буровато-красный с мерцающим отливом тонкозернистый агрегат кварца с включениями гематита, слюды и др.; кошачий глаз — зеленоватые, оранжево-жёлтые с шелковистым отливом псевдоморфозы кварца по асбесту; соколиный глаз — синеватые с шёлковым отливом псевдоморфозы кварца по крокидолиту; тигровый глаз — полосчатые, золотистые или тёмно-бурые с шелковистым отливом псевдоморфозы кварца по амфибол-асбесту. Микроскопический радиально-лучистый или параллельно-волокнистый кварц — халцедон. Концентрически-зональный агрегат халцедона — агат. Тонкопорошковая разность кварца — маршалит.

Природный кварц

Кварц — полигенный минерал. Образуется из магматических расплавов, богатых SiO2 (гранитоиды, кварцевые порфиры, пегматиты), газово-жидких фторсодержащих флюидов (пегматиты, грейзены) и водных щёлочно-хлоридных и бикарбонатных растворов (рудоносные и безрудные кварцевые жилы) при гидролизе силикатных горных пород в областях активного вулканизма (вторичные кварциты и др.). Горный хрусталь кристаллизуется из гидротерм в полостях пегматитов и кварцевых жил, халцедон (агат) — в эффузивах из поствулканических вод, а также в корах выветривания и при катагенезе кремнисто-известковых осадков (кремни). Кварц — главный компонент многих осадочных (пески, песчаники и др.) и метаморфических (железистые кварциты, кристаллические сланцы и др.) горных пород. Кварц выращивается искусственно в промышленных масштабах из водно-щелочных растворов при высоких давлениях и температурах.

Применение кварца

Стекольные пески, песчаники, кварциты — основное сырьё для производства стекла, динаса, строительных материалов, керамики, ферросилиция, карбида кремния, флюса в металлургии, абразивов; особо чистый жильный кварц и горный хрусталь используются для плавки термостойкого оптического и технического стекла, монокристальный горный хрусталь — как пьезооптическое сырьё для радиоэлектроники и оптики, как затравка при выращивании искусственных кристаллов кварца; однородный халцедон (технический агат) — в приборостроении. Красиво окрашенные прозрачные разновидности кварца — ювелирные камни IV порядка, цветные и рисунчатые халцедоны (агаты) — ювелирно-поделочные, цветные кварциты — облицовочные камни. Качество кварцевого сырья для силикатных изделий определяется содержанием кремнезёма и вредных примесей, главным образом Fe, Al (%): для производства рядового стекла SiO2>96; хрустального — SiO2>98,5-99,8, Fe2О3<0,01-0,025, Al2О3<0,1-0,4; оптического — SiO2>99,5-99,8, Fe2О3<0,003-0,005; плавленого прозрачного — SiO2> >99,98-99,99, Fe<40-2•10-4, Al<3-5• 10-3; тонкой керамики — SiO2>95,98, Fe2О3<0,08-0,15, Al2О3<1,8-3,0; динаса — SiO2>94-97; ферросилиция — SiO2>93-95; карбида кремния — SiO2>98,5. К природному пьезокварцу относят горный хрусталь с минимальной массой бездефектной монообласти 10-1000 г. при её выходе 10-30%.

Некоторые виды кварцевого сырья используются без обогащения. При обогащении основной метод извлечения кварца из руд — флотация. Собиратели — жирные и нафтеновые кислоты, первичные и третичные амины, соли гексадецилт-риметиламмония и др.; пенообразователи — спиртовые, сосновое масло; регуляторы среды — щёлочь, жидкое стекло, серная кислота; активаторы — ионы кальция, железа, алюминия. Депрессируется кварц цианидами (при флотации окисленных руд карбоновыми кислотами), жидким стеклом (активированный кварц), крахмалом. Перед флотацией предусматриваются обтирка и обесшламливание руды. Извлечение и очистка кварца из песков ведётся на концентрационных столах, винтовых сепараторах, магнитной сепарацией. Кварц для получения карбида кремния очищается электросепарацией. Для отделения чистых кусков жильного кварца от ожелезненных применяют фотометрическую сепарацию.



Android-приложение
Отраслевые новости:
Аналитика