Chorro de arena
Uno de los métodos de limpieza de superficies más efectivos es el arenado. Se rocía arena de cuarzo u otro abrasivo sobre la superficie (vidrio, metal, piedra, madera) a limpiar con aire comprimido o chorro de agua.
Los granos de arena vuelan a gran velocidad y destruyen la capa superior de la superficie, limpiándola de incrustaciones, corrosión y otras capas. Es necesario asegurarse de que junto con la capa eliminada, por ejemplo, moho en mampostería vieja, la piedra en sí no se dañe. La arena de cuarzo para el pulido debe seleccionarse teniendo en cuenta el material de la superficie, el grado de contaminación y el procesamiento posterior.
Principales áreas de trabajo:
- limpiar el metal del óxido y otros contaminantes; desengrasar superficies; matear vidrio; limpiar concreto y mampostería; hacer rugosa la superficie para su posterior procesamiento.
Hoy en día existe una amplia variedad de materiales abrasivos, pero la arena de cuarzo seca sigue siendo la más popular para el pulido con chorro de arena.
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LA ARENA DE CUARZO UTILIZADA PARA LLENAR TRANSFORMADORES
Para el llenado de transformadores antideflagrantes se utiliza arena de cuarzo con una composición granulométrica de 0,5 a 1,6 mm, y el porcentaje de cuarzo debe ser muy alto. Por ejemplo, la arena del depósito de Volsk (región de Saratov) contiene hasta un 98-99 % de fracciones de grano de 0,5 a 1,6 mm, y los granos de estas arenas tienen una forma redondeada, que es de gran importancia. Durante el funcionamiento, las partes activas del transformador (devanados, circuito magnético) vibran, y si el transformador se llena de arena con bordes afilados, el aislamiento de los devanados y las tomas pueden dañarse.
El contenido de cuarzo Si02 en la arena debe ser del 97-98,5 %; Fe203 no más de 0,08-0,12%; A1203 no más del 0,5-1,75%; CaO no más del 0,25-0,4%; MgO no más de 0.1-0.2%; otros elementos 0.5-0.7%. Las impurezas de arcilla y otros contaminantes se eliminan de la arena mediante el lavado. La conductividad térmica de la arena de la composición química anterior es de 0,00394 W/cm-grado, mientras que el cartón es de 0,0016 W/cm-grado; barnices de impregnación - 0,002 W / cm-deg. La alta conductividad térmica de la arena de cuarzo permite eliminar eficazmente el calor de las partes activas del transformador hacia la carcasa.
La arena de cuarzo seca (humedad 0,05-0,1%) tiene una fuerza eléctrica bastante alta. El voltaje de ruptura de la arena de cuarzo para diferentes espesores de capa se muestra en la fig. 3-3. Pero en las condiciones de una mina, donde se observa un alto porcentaje de humedad relativa (hasta 98%) y temperaturas de hasta 35 ° C, y donde, además, es posible "gotear" directamente sobre el transformador, arena y transformador el aislamiento está muy humedecido, la rigidez dieléctrica de la arena disminuye de 2 a 2,5 veces, lo que puede provocar la falla del transformador.
Arroz. 3-3. La dependencia del voltaje de ruptura de la arena de cuarzo de la distancia entre los electrodos. (Electrodos con un diámetro de 25 mm según GOST 6581-53).
Para reducir la absorción de humedad y aumentar la resistencia volumétrica específica de la arena, se hidrofobiza: se trata con poliorganosiloxano líquido GKZH-94 o líquido AMSR-3, GOST 10834-64. La arena tratada con una solución al 1% de GKZH-94 en aguarrás tiene una resistividad volumétrica varias veces mayor que la arena no tratada (Fig. 3-4).
Arroz. 3-4 Variación de la resistividad volumétrica en función de la duración de la humidificación (humedad relativa 98%).
1 - arena sin lavar; 2 - bosque lavado; 3 - arena lavada y tratada con una solución al 1% de GKZH-94. Los valores de control de las características eléctricas de la arena hidrofobizada cuando el transformador sale de fábrica no deben ser inferiores a los valores dados en la Tabla. 3-1.
Tabla 3-1
Aquí, c y b son los valores efectivos promedio del voltaje de ruptura con un espacio de descarga de 50 mm y electrodos de aguja para arenas secas y humedecidas, respectivamente; c y b son los valores promedio de la resistividad volumétrica para arena seca y húmeda, respectivamente,
La resistencia de aislamiento de los transformadores del tipo TKSHVP con arena hidrofobizada es: entre los devanados AT-BT 1000-5000 MΩ, el devanado AT - tierra 1000-5000 MΩ. Devanado BT - tierra 30-45 MΩ y durante la operación en un entorno minero con una humedad relativa del 98% no cae por debajo de los valores permitidos de 1 MΩ / kV según GOST 183-66, mientras que la resistencia de aislamiento de transformadores con arena no hidrofobizada disminuye durante la operación hasta 1-0.3 MΩ, como resultado de lo cual fallan algunos transformadores.
Aplicaciones de la arena de cuarzo
La arena de cuarzo calcinada se utiliza:
- para el arenado, en la fabricación de mezclas secas para la construcción, en el diseño de jardines, en la mejora urbana, en la colocación de losas de pavimento, en el gunitado.
La arena de cuarzo calcinada es más cara que otros tipos, el costo de la arena de cuarzo se explica por el hecho de que el proceso de procesamiento en sí es bastante costoso. Sin embargo, la calidad de este tipo de arena es mucho mayor: el proceso de cocción le permite limpiar a fondo la arena de cuarzo de las impurezas, incluidas la arcilla y la grava, después de lo cual la arena se tamiza fraccionadamente y se empaqueta en bolsas grandes, contenedores sintéticos especiales que protegen el material de la suciedad y la humedad. Lo que también afecta la calidad de la arena.
En el arenado se suele utilizar arena de cuarzo de grano fino. En muchos países, el chorreado en seco está prohibido debido a los altos riesgos, mientras que en Rusia, el proceso requiere el uso de un traje de limpieza y cuidadosas precauciones de seguridad. Además, se utiliza la hidrolimpieza: el suministro de abrasivos con agua corriente es más seguro.
Para las mezclas de construcción en seco, se utilizan varios tipos de arena de cuarzo, tanto fina como gruesa. Estos últimos tienen demanda en la fabricación de yeso decorativo y otras mezclas decorativas.
En paisajismo y paisajismo urbano, la arena de cuarzo se utiliza para regar caminos, crear jardines, incluso en areneros.
Al colocar losas de pavimento, la arena se usa como sustrato y en el hormigón proyectado, como arena en un mortero de cemento y arena.
Características y principales propiedades de la arena de cuarzo
Tabla de aplicación de arena de cuarzo según la fracción.
La arena de cuarzo es cuarzo suelto, el material más duradero de la naturaleza. Dicha arena se puede obtener tanto de forma natural, cuando se produce la trituración de piedra natural, como de forma artificial, cuando se tritura deliberadamente el cuarzo. Pero la mayoría de las veces el cuarzo se tritura de forma independiente.
La arena de cuarzo suele ser un material homogéneo muy suelto que, según la subespecie específica de cuarzo y la naturaleza de su trituración, difiere en fracciones. El tamaño de grano mínimo será de aproximadamente 0,05 mm, el máximo de 3 mm. Muy a menudo, el material de cuarzo contiene impurezas adicionales en pequeñas cantidades, pero puede contener hasta un 90 % de sílice.
Cualquiera que sea la forma en que se extrae, se somete a una limpieza profunda adicional, tamizado y clasificación en fracciones. Esto hace posible dividir el material en grados, así como eliminar arena y escombros de baja calidad.
Tiene varias propiedades más que lo distinguen favorablemente de todos los demás tipos de arena. Esta es una alta capacidad de adsorción, una inusual resistencia al estrés mecánico y térmico, y un alto grado de adhesión a diversos materiales y mezclas.
áreas de uso
Abarca la fabricación, la construcción, las industrias alimentaria y farmacéutica, y otras industrias en las que el uso de dicho material suele ser bastante inesperado, pero bastante justificado.
Uso en la construcción
El principio de funcionamiento del filtro con arena de cuarzo para la purificación del agua en la piscina.
La arena de cuarzo se usa con bastante frecuencia para hacer todo tipo de bloques y ladrillos. Los bloques de hormigón con la adición de material de cuarzo tienen un esquema de color bastante tranquilo de tonos pastel. Y esto, a su vez, permite aplicarlos con éxito para la construcción y decoración de fachadas. Lo mismo ocurre con los ladrillos. Además, los ladrillos y bloques son extremadamente duraderos. Por lo tanto, los ladrillos para hornos a menudo se fabrican con la adición precisamente del tipo de arena de cuarzo.
Especial atención merece el cemento y mezclas diversas para la colocación asfáltica. Por lo tanto, sus opciones de mayor calidad todavía se producen a base de cuarzo arenoso. En cuanto al cemento, todas las marcas de cemento Portland moderno ya están a la venta con la adición de arena. Esto aumenta la adherencia de la futura solución a la superficie. En algunos casos, se agrega tal cantidad de este material al cemento que no es necesario agregarlo adicionalmente.
Los pavimentos asfálticos caros también tienen arena de tipo cuarzo en su composición. Esto es especialmente cierto para las carreteras donde hay un mayor tráfico. Después de todo, la carga sobre el revestimiento es bastante grande, por lo que la durabilidad del asfalto debería ser adecuada.
La arena de cuarzo es el mejor aditivo en yesos para decoración exterior o interior. En este caso, puede elegir no solo la marca correspondiente en funcionalidad, sino también su tono. Y esto afectará en gran medida el tono final del revestimiento enlucido.
Los morteros de enlucido a base de arena de cuarzo son los más bellos y confiables. Durante mucho tiempo, no dan absolutamente ninguna grieta, y también facilitan el proceso de impartir una suavidad ideal a la superficie debido al hecho de que es la mezcla de cuarzo la que se selecciona para una fracción particular adecuada para el trabajo.
Aplicaciones en la industria y tratamiento de aguas
La característica distintiva de la arena de cuarzo es la homogeneidad de sus cristales, lo que la convierte en un material ideal para la producción de vidrio.
La arena de cuarzo se usa con bastante éxito en nuestro tiempo en la producción de porcelana, loza y vidrio. Todo ello se debe a su fuerza, que traslada a las posteriores manufacturas. Como regla general, la mayoría de los artículos hechos de dicho material están hechos de arena de cuarzo.
Esto también incluye el uso de arena para la fabricación de lentes de varios tipos, que ya se aplica a la industria farmacéutica. Debido a que sus propiedades abrasivas son muy altas, el vidrio es perfectamente liso y duradero. Al mismo tiempo, la transparencia no se pierde en absoluto, ya que la arena de cuarzo blanca está muy extendida, que se utiliza en este caso.
Se presta especial atención a la arena de cuarzo en la industria alimentaria. Es decir, es ampliamente utilizado para la purificación del agua.
Debido a su buena adsorción, esta sustancia es capaz de retener y absorber todas las impurezas nocivas más pequeñas del líquido. Por lo tanto, muchos filtros caros de hoy funcionan precisamente gracias a él. Después de todo, la capacidad de monomineralismo se observa solo en esta arena, no en la arena de río, no en la arena de barranco.
El único inconveniente aquí es la necesidad de cambiar periódicamente la arena, porque, de lo contrario, simplemente perderá sus propiedades gradualmente, se ensuciará y no será apta para una limpieza perfecta. Además de todo esto, el grado de enriquecimiento del líquido con microelementos útiles contenidos en el cuarzo disminuirá notablemente.
Entonces, hoy se consideran las principales propiedades y áreas de uso de la arena de cuarzo. Con el desarrollo de la ciencia, las áreas de uso del material se están desarrollando aún más, mientras que la calidad de la arena en sí está mejorando. Por lo tanto, incluso a pesar de su alto costo, debe usarlo.
Foto de arena de cuarzo
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NOTAS INTRODUCTORIAS
Hasta hace poco tiempo, los transformadores para industrias con atmósferas explosivas se enfriaban convencionalmente con aceite o aire. A pesar de que el aceite es un buen relleno en términos aislantes y térmicos, su uso para transformadores de minas es indeseable, ya que: a) se enciende con facilidad, se quema, despidiendo grandes cantidades de humo; b) al absorber la humedad atmosférica, reduce significativamente la fuerza eléctrica; c) al contacto con el aire se oxida, descomponiendo el aislamiento; d) requiere un monitoreo constante de su nivel en el tanque. El llenado de transformadores a prueba de explosiones con líquidos no inflamables en lugar de aceite, como sovtol, sovol, líquidos organofluorados, etc., aún no ha encontrado una amplia aplicación. Sovol y sovtol son tóxicos, relativamente caros y emiten hollín y gases nocivos bajo la acción de un arco eléctrico. Los fluidos organofluorados son muy costosos y son disolventes vigorosos para aislamientos y barnices comúnmente utilizados en la fabricación de transformadores.
Los transformadores enfriados por aire a prueba de explosiones producidos por la industria tampoco están exentos de inconvenientes significativos.
La parte activa de un transformador de este tipo, para garantizar los requisitos de seguridad contra explosiones, debe estar en una carcasa resistente llena de aire de baja conductividad térmica. Como resultado, es necesario limitar las cargas electromagnéticas de los materiales activos y utilizar un costoso aislamiento de organosilicio. Como resultado del constante intercambio de aire, el aislamiento está expuesto a la humedad, especialmente durante los períodos de inactividad, lo que hace necesario tener grandes distancias de aislamiento tanto en el aire como en la superficie de las estructuras de aislamiento.
Los métodos para proporcionar protección contra explosiones para diferentes versiones de transformadores son diferentes. En los transformadores de aire, se utiliza la denominada protección contra explosiones de brida, que se proporciona por el ancho de las bridas y el tamaño del espacio de seguridad entre ellas. La esencia de esta protección contra explosiones es que durante una explosión dentro de la carcasa, las partículas incandescentes, así como las llamas, no pueden arrojarse al entorno explosivo circundante, es decir, no pueden transmitir la explosión debido a la gran anchura de las bridas de la carcasa y la pequeño espacio entre ellos, siempre que la resistencia mecánica de la carcasa sea suficiente. El valor del espacio crítico bcr entre las alas para la mezcla metano-aire depende del ancho de las alas A, si es inferior a 50 mm. Con anchos de brida superiores a 50 mm, el espacio crítico es casi constante en 1,2 mm (Fig. 3-1). en 1928en la URSS, por primera vez, se propuso un método para lograr la protección contra explosiones utilizando relleno de cuarzo, que consiste en sumergir las partes eléctricas del equipo en arena de cuarzo.
La arena de cuarzo tiene las siguientes propiedades; a) tiene una fuerza eléctrica suficientemente alta;
b) no inflamable, químicamente inerte y no tóxico; c) tiene una conductividad térmica relativamente alta; d) tiene un coeficiente de expansión de volumen cercano al del acero.
Funciones de minería
El cuarzo se puede dividir en primario y secundario. La primera variedad se forma directamente durante la descomposición del granito, ubicado debajo de una capa de arcilla, mezclas. Este es un granito descompuesto, que permanece en un lugar durante mucho tiempo, sin estar expuesto al agua, al sol, al aire.
Minería de cuarzo primario
Se extrae de los lugares de ocurrencia, se transporta para su procesamiento. Luego se disuelve la arcilla, se deshidrata el cuarzo, se calcina. El material se divide en fracciones, se empaqueta.
Extracción de cuarzo secundario
Las materias primas se recogen de los depósitos mediante una bomba. Luego, la mezcla se transfiere a los lugares de acumulación. Forman una cantera en el suelo, recolectan depósitos con la ayuda de una excavadora y otros equipos.
Propiedades físicas de la arena de cuarzo.
La arena se caracteriza por todas las propiedades del cuarzo:
- densidad aparente 1300-1500 g / cm3 abrasión - 0,1 triturabilidad - 0,3 dureza (escala de Mohs) - 7 (para comparación, la dureza del diamante - 10) uso por radiactividad - clase 1
La densidad de la arena de cuarzo se determina mediante dos enfoques diferentes.
Hay densidad aparente y hay densidad verdadera. El volumen se calcula como la relación entre la masa del material a granel y su volumen. Este valor incluye poros en granos de arena y espacios de aire entre ellos.
Es decir, este valor puede variar dependiendo del contenido de humedad del material. La densidad real es un valor constante, es la relación de una sustancia en un estado absolutamente denso a su volumen. El contenido de humedad de la arena no importa.
Para cambiar la densidad, se debe cambiar la composición química o la estructura molecular. La densidad aparente es menos que cierta. La densidad del material es una característica importante que se debe tener en cuenta al momento de calcular el espacio de almacenamiento, su transporte y movimiento por equipos de manejo.
La abrasión, la triturabilidad y la dureza de la arena de cuarzo son indicadores indirectos de su resistencia. Para determinar los valores, los granos se prueban en un círculo de metal portátil giratorio, la masa de fracciones se comprime mecánicamente y se raya con el grano del patrón y, a la inversa, con el patrón de grano.
Fracciones de arena de cuarzo:
- pulverizado - menos de 0,1 mm grano fino: 0,1-0,8 mm grano medio: 0,8 - 1,6 mm grano grueso: 1,6 - 6,0 mm
La arena de cuarzo pulverizada y de grano fino se utiliza como parte de diversos materiales de construcción, como mezclas de construcción, masillas, lechadas, materiales abrasivos, yesos finos y pinturas.
La arena de cuarzo de tamaño de grano medio se utiliza para la filtración y limpieza de líquidos, para el arenado, para mezclas de construcción, enlucidos de fachadas e interiores, suelos autonivelantes, morteros de hormigón, en el diseño de jardines, para el relleno de campos deportivos.
El material de grandes fracciones se utiliza para la fabricación de losas de pavimento, bloques de hormigón, decoración de paisajes. También se utiliza para filtrar.
La arena de todas las fracciones se utiliza en las industrias del vidrio, la fundición y la industria química.
Clasificación
La arena de cuarzo se divide en:
- río (es el más limpio y caro);
- marino (las partículas se mezclan con elementos de arcilla y limo. La demanda es menor que la del río);
- suelo (sótano, ubicado debajo de una capa de arcilla, suelo. Se caracteriza por una forma de ángulo agudo y rugosidad. Se utiliza en trabajos de construcción);
- barranco (tiene impurezas de limo.Estas son fracciones aproximadas de una forma de ángulo agudo. Forman parte de las soluciones de yeso, hormigón);
- montañoso (el origen está situado en una zona montañosa. Según sus características, está cerca de un barranco).
La arena de cuarzo se divide en natural y artificial. En el primer caso, la arena natural redondeada aparece como resultado de la acción del agua y el aire. Los granos de cuarzo se vuelven suaves y redondos.
Sus ventajas incluyen lo siguiente:
- El óxido de silicio IV es del 98%.
- No contiene impurezas orgánicas.
- Resistente a las influencias mecánicas y químicas.
- Las altas temperaturas soportan fácilmente.
Minería y producción de arena de cuarzo.
La extracción de arena fraccionada de cuarzo se realiza por el método de tajo abierto o por draga de depósitos naturales en las planicies de inundación de ríos y lagos.
Una pequeña cantidad de impurezas y una gran cantidad de cuarzo: esto es lo que distingue a los desarrollos en los que se extrae arena de cuarzo de las canteras en las que se extrae arena de construcción ordinaria. La materia prima extraída pasa por una serie de procesos tecnológicos: lavado de depósitos de lodo y limpieza de impurezas por un método químico.
Este proceso se llama enriquecimiento, sirve para obtener arena de la calidad requerida. Como resultado, aumenta el contenido de roca de cuarzo y se obtiene el material más puro que, después de secarse en instalaciones especiales, pasa a través de una serie de tamices y se distribuye en fracciones. El producto resultante se llama arena de cuarzo fraccionada.
El proceso de extracción por una draga es el siguiente: una mezcla de arena y agua del fondo del reservorio se bombea y se transfiere a través de una tubería especial al sitio de almacenamiento. El agua se separa gradualmente de la tierra extraída y vuelve al embalse a través de los desagües. El material resultante se envía a la empresa para su posterior enriquecimiento y separación en fracciones.
La arena de cuarzo artificial se obtiene a partir de roca de cuarzo veteada, que primero se envía al complejo de trituración. Allí, la materia prima se tritura en granos. A esto le siguen procedimientos similares a cuando se trabaja con arena de cantera: el material se lava, se seca y se separa en fracciones mediante un tamiz técnico.
