Технология добычи гранатового песка и сферы его применения
Что такое гранатовый песок и каковы его свойства?
Гранатовый песок — это природный сыпучий материал, состоящий из самой твердой разновидности красного граната — альмандина. Является прочным минералом с самой высокой степенью устойчивости к разрушению в своем семействе.
В зависимости от плотности содержания альмандина гранатовый песок может иметь красный, розовый или красно-коричневый оттенок. Материал химически инертен, не имеет запаха, нетоксичен, обладает высокой немагнитностью, свободен от кремнеземы (оксида кремния).
Химический состав гранатового песка*
| Fe3Al2(SiO4)3 | альмандиновый гранат | >96% |
|
FeTiO3 |
ильменит |
<3,5% |
| CaCO3 | карбонат кальция | <1% |
| ZrSiO4 | цирконий | <0,1% |
| SiO2 | диоксид кремния | <0,1% |
* На примере австралийской марки GMA Garnet
Физические свойства гранатового песка
- Твердость по Моосу: 8
- Удельный вес: 4 г/см
- Свободные частицы железа/металла: <0,01%
- Электропроводимость: <20mS/m
- Насыпная плотность: 2,3-2,6
Сферы применения гранатового песка
Гранатовый песок используется в трех индустриях: гидроабразивной резке, пескоструйной очистке поверхностей и в системах фильтрации воды. Такая узкая специализация в первую очередь связана с финансовым аспектом. Гранат в 20-30 раз дороже кварцевого песка, поэтому его применение в строительстве, дорожной отрасли или при благоустройстве территорий экономически нецелесообразно.
Однако в целевых отраслях гранатовый песок незаменим и ему нет полноценной альтернативы. Он идеален для гидроабразивной резки металла, камня, пластика, резины, стекла или же очистки поверхностей. Частицы абразива выступают в качестве переносчиков кинетической энергии и, ударяясь об изделие, отрывают от него микроскопические куски. Незаменимость граната в этих сферах обусловлена его физическими и химическими свойствами. Гранатовый альмандин — очень твердый и крепкий минерал. Порог его разрушения намного выше, чем у других видов песка.
Способы добычи гранатового песка. Особенности технологии
Наибольшие залежи альмандинового граната встречаются в горной местности и водной среде. В первом случае скопления будущего абразива представляют собой твердую скальную породу. В процессе добычи ее разламывают спецтехникой на мелкие валуны, а после — дробят до мелкой фракции. Аллювиальный или же океанический (морской, речной) гранат — это материал, обработанный силами природы: водным течением, приливами и отливами. В отличие от горных залежей он уже является готовой песчаной породой, которую нужно только фракционировать.
Дальнейший производственный цикл состоит из промывки, сушки и просеивания. На первом этапе происходит очистка будущего абразива от посторонних предметов, пыли, морской соли и микроорганизмов. Пропускание песка через сито позволяет выделить несколько фракций, каждая из которых предназначена для определенных задач. Чаще всего добывающие компании разделяют материал на фракции 30 mesh, 60 mesh, 80 mesh, 120 mesh, 200 mesh. Чем выше значение, тем меньше размер частиц.
После обработки песка происходит его упаковка. С помощью растаривателя песок объемом по 25 кг поступает в прочные, непромокаемые мешки, которые в последствие укладываются в биг-бэг в количестве 40 штук, то есть, 1 тонна.
Чем отличается горный песок от морского?
Ключевые отличия между гранатовым песком горного и аллювиального происхождения заключаются в геометрии частиц и уровне запыленности. Песчинки абразива, добытого методом дроблением скальной породы, имеют заостренные края, а у морского — они покатые и гладкие.
С одной стороны острые кромки благоприятно влияют на режущие и абразивные свойства. Такие частицы легче впиваются в разрезаемый материал, что увеличивает скорость процесса. Однако есть и обратная сторона медали: горный песок менее лоялен к «расходникам» промышленного оборудования. Он быстрее деформирует сопла и смесительные камеры гидроабразивных станков, что увеличивает производственные издержки.
Песок океанического происхождения может несколько уступать горному по режущим свойствам. Однако разница проявится лишь на больших толщинах. Обрабатывая металлическую или каменную заготовку в 20-30 см, отличия будут незначительны и ими можно пренебречь. Кроме того, степень запыленности горного песка намного выше, что опять же неблагоприятно сказывается на оборудовании и условиях работы персонала.
Основные месторождения гранатового песка в России и мире
Основными месторождениями гранатового песка в мире являются юго-западное побережье ЮАР, западное побережье Австралии, юго-восток Соединенных Штатов Америки, восточное побережье Китая, юго-восток Индии, Малайзия, Турция, Саудовская Аравия. Эти государства являются лидерами по добыче и экспорту. Небольшие запасы гранатового абразива встречаются в Польше, Украине, Мексике, Иране и в ряде других стран.
В России есть несколько рудников. Наиболее крупный и известный — вблизи города Северодвинск в Архангельской области. По предварительным оценкам там располагается 70 000 тонн материала нужной фракции. Разработка месторождения началась в 2017 году, а в 2022 работы вышли на этап активного промысла. Основным добытчиком является российская компания «Тэнгри». Также гранатовый песок найден в Карелии и на Байкале. По данным РБК, объем запасов граната в РФ составляет 4 300 тыс. тонн. Однако большая часть абразива в нашей стране — это импорт.
Крупнейшие добытчики гранатового песка*
Крупнейшими добывающими компаниями на глобальном рынке являются:
Австралийские предприятия (28% общемировой доли рынка граната)
- GMA Garnet (наиболее известный бренд в индустрии гидроабразивной резки в России и мире)
- Australian Garnet Abrasive
- Australian Garnet Corporation Pty Ltd
- Abasco Abrasive
- ABSS Company
- BlastOne Australia
Индийские предприятия (19,5% общемировой доли рынка граната)
- Trans World Garnet India PVT. LTD.
- Palash International
- V. V. Mineral
- Indian Ocean Garnet Sands Company Private Limited
- Unicoat Abrasive industries
- TMM India
- Suvino Export Private Limited
Китайские предприятия (17,4% общемировой доли рынка граната)
- Rizhao Garnet LTD
- Dragon Abrasive Group Limited
- Wulanchabu Xindi Trade Co., Ltd
- Henan Hengxin Industrial & Mineral Products Co., Ltd.
- Xinyi Xike Quartz Material Factory
Малайзийские предприятия
- Transgold Garnet Malaysia
- Rock Garnet
*По данным статистики международной торговли ООН от 2018 года.
Можно ли регенерировать гранатовый песок?
В процессе эксплуатации песок с высокой скоростью ударяется о твердые поверхности. Это приводит к разрушению его частиц. Со временем накапливается масса отработанного абразива, в которой остается некий процент целых, неповрежденных, крупиц. Их отделение от нерабочей фракции и называется процессом регенерации.
«Можно ли эффективно регенерировать гранатовый песок?» — это самый частый вопрос, который возникает в кругу его пользователей. Из-за дороговизны материала владельцы гидроабразивных станков и пескоструйных аппаратов ищут способы его восстановления.
Существуют промышленные установки, предназначенные для этих целей, а в разных регионах России есть компании, оказывающие эту услугу. Однако, как показывает практика, регенерация граната экономически нецелесообразна. После прохождения всех этапов очистки на выходе остается около 30% абразива, теоретически готового к повторному использованию. Этот объем не покрывает затраты на сбор отработанного песка, его двойную транспортировку и оплату услуг подрядной организации. А приобретение собственной регенерирующей установки обойдется примерно в миллион рублей.
Воздействие гранатового песка на человека и окружающую среду
Гранат абсолютно нетоксичен, не содержит железа, свободен от оксида кремния, который стимулирует развитие такого заболевания, как силикоз. В отличие от кварцевого песка гранатовый абразив менее пыльный. Поэтому он абсолютно безопасен для человека, животных и окружающей среды.
- Комментарии
