Песок

<час />

Фон

Песок - это рыхлый, фрагментированный, встречающийся в природе материал, состоящий из очень мелких частиц разложившихся горных пород, кораллов или раковин. Песок используется для придания пухлости, прочности и других свойств строительным материалам, таким как асфальт и бетон. Также он используется как декоративный материал в ландшафтном дизайне. Определенные виды песка используются при производстве стекла и в качестве формовочного материала для литья металлов. Другой песок используется как абразив при пескоструйной очистке и для изготовления наждачной бумаги.

Песок использовался еще в 6000 <мелкий> до н. Э. для шлифовки и полировки камней для изготовления заточенных инструментов и других предметов. Камни натирали о кусок смоченного песчаника, чтобы отточить режущую кромку. В некоторых случаях рыхлый песок рассыпался на плоской скале, и предметы терлись о песчаную поверхность, чтобы сгладить их. Первые бусы со стеклянной глазурью появились в Египте примерно в 3500-3000 <малых> до н.э. Стекло было сделано путем плавления песка, хотя природное стекло, образовавшееся в результате вулканической активности, вероятно, было известно задолго до того времени.

В Соединенных Штатах песок использовался для производства стекла еще в 1607 году, когда была основана недолговечная колония Джеймстаун в Вирджинии. Первое устойчивое предприятие по производству стекла было основано в 1739 году в Вистарбурге, штат Нью-Джерси, Каспаром Вистаром. Производство песка для строительных целей значительно выросло с развитием мощеных дорог во время Первой мировой войны и в течение 1920-х годов. Жилищный бум конца 1940-х - начала 1950-х годов в сочетании с более широким использованием бетона при строительстве зданий обеспечил еще один рост производства.

Сегодня переработка песка - это многомиллиардный бизнес с операциями, варьирующимися от очень маленьких заводов, поставляющих песок и гравий нескольким местным строительным подрядчикам, до очень крупных, высокоавтоматизированных заводов, поставляющих сотни грузовиков песка в день широкому спектру предприятий. клиенты на большой площади.

Сырье

Чаще всего песок состоит из частиц кварца и полевого шпата. Частицы кварцевого песка бесцветные или слегка розовые, а песок из полевого шпата имеет розовый или янтарный цвет. Черные пески, такие как те, что встречаются на Гавайях, состоят из частиц обсидиана, образовавшихся в результате вулканической активности. Другие черные пески включают такие материалы, как магнетит и гомбленда. Коралловые пески белые или серые, а пески, состоящие из осколков осколков раковин, обычно светло-коричневые. Белый песок на берегу Мексиканского залива состоит из гладких частиц известняка, известного как оолит, производного от греческого слова, означающего яичный камень. Белые пески Уайт-Сэндс, Нью-Мексико, сделаны из кристаллов гипса. Обычно гипс растворяется дождевой водой, но территория вокруг Уайт Сэндс настолько засушлива, что кристаллы выживают, образуя волнистые дюны.

Кварцевый песок с высоким содержанием кремнезема используется для производства стекла. При измельчении кварцевого песка образуются частицы с острыми угловатыми краями, которые иногда используются для изготовления наждачной бумаги для сглаживания древесины. Некоторое количество кварцевого песка встречается в виде песчаника. Песчаник - это осадочный, похожий на камень материал, образованный под давлением и состоящий из частиц песка, удерживаемых вместе цементирующим материалом, таким как карбонат кальция. Некоторые песчаники состоят из почти чистых частиц кварца и являются источником кремния, используемого для изготовления полупроводниковых кремниевых чипов для микропроцессоров.

Формовочные пески или формовочные пески используются для литья металлов. Они состоят из примерно 80% -92% диоксида кремния, до 15% оксида алюминия и 2% оксид железа. Содержание глинозема придает формовочному песку надлежащие связывающие свойства, необходимые для сохранения формы полости формы.

Песок, который набирается с берега реки и не подвергается какой-либо промывке или сортировке, известен как песок, набегающий на берег. Применяется в общестроительном и ландшафтном строительстве.

Определение размера частиц песка варьируется, но в целом песок содержит частицы размером примерно 0,0025-0,08 дюйма (0,063-2,0 мм) в диаметре. Частицы меньшего размера классифицируются как ил. Более крупные частицы представляют собой гранулы или гравий, в зависимости от их размера. В строительном бизнесе все материалы с частицами размером менее 0,25 дюйма (6,4 мм) классифицируются как мелкие заполнители. Сюда входит и песок. Материалы с частицами от 0,25 дюйма (6,4 мм) до примерно 6,0 дюйма (15,2 см) классифицируются как крупные агрегаты.

Песок имеет плотность 2600-3100 фунтов на кубический ярд (1538-1842 кг на кубический метр). Содержание воды в ловушке между частицами песка может привести к значительному изменению плотности.

Производственный
процесс

Подготовка песка состоит из пяти основных процессов:естественного разложения, экстракции, сортировки, промывки и в некоторых случаях дробления. Первый процесс, естественное разложение, обычно занимает миллионы лет. Остальные процессы занимают значительно меньше времени.

Перерабатывающий завод расположен в непосредственной близости от естественного месторождения материала, чтобы минимизировать расходы на транспортировку. Если растение находится рядом с песчаной дюной или пляжем, оно может обрабатывать только песок. Если он расположен рядом с руслом реки, он обычно обрабатывает и песок, и гравий, потому что эти два материала часто смешиваются. Большинство заводов являются стационарными и могут работать в одном и том же месте десятилетиями. Некоторые установки являются мобильными и могут быть разбиты на отдельные компоненты для буксировки на площадку карьера. Мобильные установки используются для удаленных строительных объектов, где поблизости нет стационарных установок.

Производительность перерабатывающего предприятия измеряется в тоннах в час по выпуску готовой продукции. Стационарные заводы могут производить несколько тысяч тонн в час. Мобильные установки меньше по размеру, и их производительность обычно находится в диапазоне 50-500 тонн (50,8-508 метрических тонн) в час.

Во многих местах завод по производству асфальта или завод по производству товарного бетона работает на том же участке, что и завод по производству песка и гравия. В таких случаях большая часть добываемого песка и гравия направляется непосредственно в отвалы для асфальтобетонных заводов.

Следующие шаги обычно используются для обработки песка и гравия в строительных целях.

Естественное разложение

• 1 Твердая порода разбивается на куски под действием естественных механических сил, таких как движение ледников, расширение воды в трещинах при замерзании и удары камней, падающих друг на друга.
• 2 Глыбы породы далее разбиваются на зерна химическим воздействием растительности и дождя в сочетании с механическими ударами, поскольку все более мелкие частицы переносятся ветром и водой.
• 3 По мере того, как каменные частицы переносятся в водные пути, некоторые откладываются вдоль берега, а другие в конечном итоге достигают моря, где они могут соединяться с фрагментами кораллов или раковин, образуя пляжи. Разносимый ветром песок может образовывать дюны.

Извлечение

• 4 Для добычи песка достаточно просто вычерпать его с берега реки с помощью транспортного средства с резиновыми колесами, которое называется фронтальным погрузчиком. Часть песка выкапывают из-под воды плавучими земснарядами. Эти земснаряды имеют длинную стрелу с вращающейся режущей головкой для разрыхления отложений песка и всасывающую трубу для всасывания песка.
• 5 Если песок добывается фронтальным погрузчиком, он затем сбрасывается в грузовик или поезд или помещается на конвейерную ленту для транспортировки на ближайший перерабатывающий завод. Если песок добывается из-под воды земснарядом, суспензия из песка и воды перекачивается по трубопроводу на завод.

Сортировка

• 6 На перерабатывающей установке поступающий материал сначала смешивается с водой, если он еще не смешан как часть суспензии, и выводится через большой перфорированный экран в питателе для отделения камней, комков глины, палочки и другие посторонние предметы. Если материал сильно связан с глиной или почвой, он может пройти через ножевую мельницу, которая разбивает его на более мелкие куски.
• 7 Затем материал проходит через несколько / перфорированных сит или пластин с отверстиями разного диаметра или отверстий для разделения частиц по размеру. Экраны или пластины имеют ширину до 10 футов (3,1 м), длину до 28 футов (8,5 м) и наклонены под углом примерно 20-45 градусов от горизонтали. Они подвергаются вибрации, позволяя захваченному материалу на каждом уровне выходить за пределы экрана на отдельные конвейерные ленты. Самый крупный сито с самыми большими отверстиями находится сверху, а сита под ним имеют отверстия все меньшего размера.

Стирка

• 8 Материал, выходящий из самого крупного грохота, промывается в моечной машине для бревен перед дальнейшей просеивкой. Название этого оборудования происходит от ранней практики помещения коротких деревянных бревен во вращающийся барабан, наполненный песком и гравием, чтобы усилить чистящее действие. Современная мойка для бревен состоит из слегка наклонного горизонтального желоба с медленно вращающимися лезвиями, прикрепленного к валу, идущему вниз по оси желоба. Лезвия взбивают материал, когда он проходит через желоб, счищая остатки глины или мягкой почвы. Более крупные частицы гравия отделяются и просеиваются на различные размеры, в то время как любые более мелкие частицы песка, которые были прикреплены к гравию, могут быть перенесены обратно и добавлены в поток поступающего материала.
• 9 Материал, выходящий из промежуточных грохотов, можно хранить и смешивать либо с более крупным гравием, либо с более мелким песком для получения различных смесей заполнителей.
• 10 Вода и материал, прошедшие через самый тонкий фильтр, перекачиваются в горизонтальный резервуар для сортировки песка. По мере того, как смесь перетекает из одного конца резервуара в другой, песок опускается на дно, где он задерживается в нескольких бункерах. Сначала выпадают более крупные и тяжелые частицы песка, а затем постепенно уменьшающиеся частицы песка, а более легкие частицы ила уносятся потоком воды. Затем вода и ил откачиваются из сортировочного резервуара через осветлитель, где ил оседает на дно и удаляется. Чистая вода рециркулирует в питатель для повторного использования.
• 11 Песок удаляется из бункеров на дне сортировочного резервуара с помощью вращающихся обезвоживающих шнеков, которые медленно перемещают песок внутрь наклонного цилиндра. Затем песок разного размера снова промывается, чтобы удалить оставшийся ил, и транспортируется ленточным транспортером к отвалам для хранения.

Сокрушение

• 12 Часть песка измельчается, чтобы получить определенный размер или форму, которые не доступны в естественных условиях. Дробилка может быть типа вращающегося конуса, в которой песок падает между верхним вращающимся конусом и нижним неподвижным конусом, которые разделены очень небольшим расстоянием. Любые частицы, размер которых превышает это разделительное расстояние, раздавливаются между конусами тяжелых металлов, и полученные частицы выпадают на дно.

Контроль качества

Большинство крупных заводов по переработке заполнителя используют компьютер для управления потоком материалов. Скорость подачи поступающего материала, скорость вибрации сортировочных сеток и скорость потока воды через резервуар для сортировки песка - все это определяет пропорции готовой продукции, и их необходимо контролировать и контролировать. Многие спецификации для асфальтобетонных смесей требуют определенного распределения размеров и форм заполнителей, и производитель заполнителей должен Подготовка песка состоит из пяти основных процессов:естественное разложение, экстракция, сортировка, промывка и в некоторых случаях дробление. Песок извлекается из того места, где он встречается, либо плавучим земснарядом, либо фронтальным погрузчиком. Земснаряд доставляет суспензию из песка и воды на перерабатывающий завод по трубопроводу, в то время как фронтальный погрузчик просто зачерпывает песок в грузовики или на ленточные конвейеры для транспортировки на завод. Песок сортируется через серию сит, которые отделяют частицы разного размера. Песок промывается, а более мелкие частицы отправляются в резервуар для сортировки песка, где частицы дополнительно отделяются. Некоторые частицы могут быть раздавлены, если требуются более мелкие частицы. убедитесь, что песок и гравий соответствуют этим требованиям.

Будущее

Производство песка и гравия во многих областях сталкивается со все более строгими ограничениями. Инженерный корпус армии США, действующий в соответствии с Федеральным законом о чистой воде, потребовал разрешения на добычу песка из рек, ручьев и других водных путей. Стоимость специальных исследований, необходимых для получения этих разрешений, часто слишком высока, чтобы позволить небольшим компаниям продолжать работу. В других случаях жилищная застройка вблизи существующих заводов по переработке заполнителей привела к ограничениям в отношении шума, пыли и движения грузовиков. Общий результат этих ограничений в определенных областях состоит в том, что песок и гравий, используемые для строительства, придется вывозить извне, что приведет к значительному увеличению затрат в будущем.