Minerály

Křemen



Všudypřítomný minerál s obrovským počtem použití


Krystaly křemene: Krystaly křemene Herkimer "Diamond". Jasná „křišťálová“ odrůda křemene.

Co je křemen?

Křemen je chemická sloučenina sestávající z jednoho dílu křemíku a dvou částí kyslíku. Je to oxid křemičitý (SiO2). Je to nejhojnější minerál, který se nachází na zemském povrchu, a díky svým jedinečným vlastnostem je jednou z nejužitečnějších přírodních látek.

Křišťálový křemen: Průhledný křemen "rock crystal". Tento vzorek ukazuje konvidální zlomeninu (zlomeninu, která vytváří zakřivené povrchy), která je charakteristická pro minerál. Vzorek je asi čtyři palce (deset centimetrů) napříč a je z Minas Gerais, Brazílie.

Kde je Quartz nalezen?

Křemen je nejhojnější a nejrozšířenější minerál nalezený na zemském povrchu. Je přítomen a hojný ve všech částech světa. Tvoří se při všech teplotách. Je hojný v vyvřelých, metamorfovaných a sedimentárních horninách. Je vysoce odolný proti mechanickému i chemickému povětrnostním vlivům. Tato odolnost z něj dělá dominantní minerál horských vrcholů a primární složku pláže, řeky a pouštního písku. Křemen je všudypřítomný, hojný a odolný. Ropná ložiska se nacházejí po celém světě.

Ametystový křemen: Fialový krystalický křemen je známý jako „ametyst“. Je-li průhledný a vysoce kvalitní, je často řezán jako drahokam. Tento vzorek je asi čtyři palce (deset centimetrů) napříč a je z Guanajuato v Mexiku.

Fyzikální vlastnosti křemene

Chemická klasifikaceSilikát
BarvaKřemen se vyskytuje prakticky v každé barvě. Běžné barvy jsou jasné, bílé, šedé, fialové, žluté, hnědé, černé, růžové, zelené, červené.
PruhBezbarvá (tvrdší než pruhovaná deska)
LeskSklovitý
DiaphaneityTransparentní až průsvitné
VýstřihŽádný - obvykle se zlomí s conchoidal zlomeninou
Mohsova tvrdost7
Specifická gravitace2,6 až 2,7
Diagnostické vlastnostiKongoidální zlomenina, sklovitý lesk, tvrdost
Chemické složeníSiO2
Crystal SystemŠestiúhelník
PoužitíSklářský průmysl, brusivo, slévárenský písek, hydraulický lomový propant, drahokamy

Pazourek: Flint je řada mikrokrystalických nebo kryptokrystalických křemenů. Vyskytuje se jako uzly a konkrementální hmoty a méně často jako vrstvené ložisko. Neustále se lámá konkávní zlomeninou a byl jedním z prvních materiálů používaných k výrobě nástrojů ranými lidmi. Použili to k výrobě řezných nástrojů. Po tisících letech jej lidé nadále používají. V současné době se používá jako nejmodernější chirurgická pomůcka. Tento vzorek je asi čtyři palce (deset centimetrů) napříč a je z Dover Cliffs, Anglie.

Křemenné křemenné hroty: Jedním z prvních použití křemene, ve formě pazourku, byla výroba ostrých předmětů, jako jsou čepele nože, škrabky a střely, jako jsou výše uvedené šipky.

Jaké jsou použití pro křemen?

Křemen je jedním z nejužitečnějších přírodních materiálů. Jeho užitečnost může být spojena s jeho fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Na Mohsově stupnici je tvrdost sedmi, díky čemuž je velmi odolný. Při kontaktu s většinou látek je chemicky inertní. Má elektrické vlastnosti a tepelnou odolnost, díky čemuž je cenný v elektronických výrobcích. Díky svému lesku, barvě a diafanitě je užitečný jako drahokam a také při výrobě skla.

Použití křemene při výrobě skla

Geologické procesy občas uložily písky, které jsou složeny z téměř 100% křemenných zrn. Tato ložiska byla identifikována a vyráběna jako zdroje křemičitého písku o vysoké čistotě. Tyto písky se používají v sklářském průmyslu. Křemenný písek se používá při výrobě obalového skla, plochého skla, speciálního skla a laminátu.

Okna z křemenného skla: Sklářství je jedním z primárních použití křemene.

Jasper korálky: Křemen se často používá v klenotnictví nebo jako drahokam. Tyto jasper korálky jsou příkladem křemene používaného jako drahokam.

Křemenný písek: Vysoce čistý křemenný pískovec vhodný pro výrobu vysoce kvalitního skla. „Skleněný písek“ je pískovec, který se skládá téměř výhradně z křemenných zrn. Na obrázku je ukázka Oriskanského pískovce z Hancocku v Západní Virginii. Na několika místech je Oriskany více než 99% čistého křemene. Hodně z toho bylo použito pro obalové sklo, ale některé z nich byly vybrány pro použití při výrobě čoček pro největší dalekohledy. Vzorek je asi čtyři palce (deset centimetrů napříč).

Modrý aventurinový křemen: Aventurin je pestrá paleta křemene, která obsahuje bohaté lesklé inkluze minerálů, jako je slída nebo hematit. To je často řezané a leštěné pro použití jako ozdobný kámen. Běžné barvy pro aventurin jsou zelená, oranžová a modrá. Tento vzorek je asi čtyři palce (deset centimetrů) napříč a je z Indie.

Použití křemene jako abraziva

Vysoká tvrdost křemene, sedm na Mohsově stupnici, je obtížnější než většina ostatních přírodních látek. Je to vynikající brusný materiál. Křemičité písky a jemně rozemletý křemičitý písek se používají k tryskání pískem, čisticím prostředkům, brusným prostředkům a písku pro broušení a řezání.

Použití křemene jako slévárenského písku

Křemen je velmi odolný vůči chemikáliím i teplu. Proto se často používá jako slévárenský písek. S teplotou tání vyšší než většina kovů může být použita pro formy a jádra běžné slévárenské práce. Žáruvzdorné cihly jsou často vyrobeny z křemičitého písku kvůli své vysoké tepelné odolnosti. Křemičitý písek se také používá jako tavidlo při tavení kovů.

Silicifikované dřevo: Silicifikované „zkamenělé“ dřevo se vytváří, když jsou zakopané zbytky rostlin infiltrovány minerálními vodami, které srážejí křemen. Tento křemen vyplňuje dutiny uvnitř dřeva a často nahrazuje dřevité tkáně. Tento vzorek je asi čtyři palce (deset centimetrů) napříč a je z Yuma County, Arizona.

Použití v ropném průmyslu

Křemenný písek má vysokou odolnost proti rozdrcení. V ropném průmyslu jsou pískové kaly nuceny dolů ropné a plynové vrty pod velmi vysokými tlaky v procesu známém jako hydraulické štěpení. Tímto vysokým tlakem se rozbijí horniny nádrže a písečná kaše se vstřikuje do zlomenin. Odolná zrna písku drží zlomeniny otevřené po uvolnění tlaku. Tyto otevřené zlomeniny usnadňují tok zemního plynu do vrtu.

Nejlepší způsob, jak se dozvědět o minerálech, je studovat se sbírkou malých vzorků, které můžete zpracovat, zkoumat a pozorovat jejich vlastnosti. Levné sbírky minerálů jsou k dispozici v obchodě Geology.com.

Chert: Chert je mikrokrystalický nebo kryptokrystalický křemen. Vyskytuje se jako uzly a konkrementální hmoty a méně často jako vrstvené ložisko. Tento vzorek je asi čtyři palce (deset centimetrů) napříč a je od Joplina, Missouri.

Mnoho dalších použití křemenného písku

Křemenný písek se používá jako plnivo při výrobě kaučuku, barvy a tmelu. Jako filtrační média a střešní granule se používají prosévaná a promytá, pečlivě dimenzovaná křemičitá zrna. Křemenné písky se používají pro trakci v železničním a těžebním průmyslu. Tyto písky se také používají při rekreaci na golfových hřištích, volejbalových kurtech, baseballových hřištích, pískovnách pro děti a na plážích.

Křemenný krystal: Herkimerský „diamantový“ křemenný krystal v dolostonu. Tento vzorek je asi šest centimetrů (15 centimetrů) napříč a je z Middleville v New Yorku.

Použití pro krystaly křemene

Jednou z nejúžasnějších vlastností křemene je schopnost jeho krystalů vibrovat při přesných frekvencích. Tyto frekvence jsou tak přesné, že křemenné krystaly mohou být použity k výrobě velmi přesných časoměřicích přístrojů a zařízení, které mohou přenášet rádiové a televizní signály s přesnými a stabilními frekvencemi.

Drobná zařízení používaná pro tyto účely jsou známá jako „krystalové oscilátory“. První krystalové oscilátory byly vyvinuty ve dvacátých letech a teprve o dvacet let později bylo každý rok potřeba k zásobování armády během druhé světové války desítky milionů. Dnes se miliardy křemenných krystalů používá k výrobě oscilátorů pro hodinky, hodiny, rádia, televizory, elektronické hry, počítače, mobilní telefony, elektronické měřiče a zařízení GPS.

Pro optické křemenné krystaly bylo vyvinuto také široké spektrum použití. Používají se k výrobě speciálních čoček, oken a filtrů používaných v laserech, mikroskopech, dalekohledech, elektronických senzorech a vědeckých přístrojích. Materiál plážového písku je nyní materiálem nejpokročilejších elektronických zařízení na světě.

Potřeba syntetických křemenných krystalů

Během roku 1900 se poptávka po kvalitních křemenných krystalech zrychlila tak rychle, že těžební operace po celém světě nebyly schopny dodat je v dostatečném množství. Naštěstí byla tato potřeba realizována během druhé světové války a vojenský a soukromý průmysl začal pracovat na metodách pěstování syntetických křemenných krystalů, které splňují zvláštní požadavky použití optiky a elektroniky.

V současné době se většina křemenných krystalů používaných v elektronických součástkách a optických přístrojích pěstuje v laboratořích místo toho, aby se vyráběla z dolů. Většina laboratoří pěstuje své krystaly metodami založenými na geologickém procesu hydrotermální aktivity. Syntetické krystaly jsou pěstovány při vysokých teplotách z přehřátých vod bohatých na rozpuštěný oxid křemičitý. Tyto vyrobené krystaly lze pěstovat ve tvarech, velikostech a barvách, které odpovídají potřebám výrobních procesů. Náklady na pěstování syntetických křemenných krystalů jsou konkurenceschopné s těžbou a jediným limitem produkce je dostupnost zařízení pro růst krystalů.

Ametrine: Dvoubarevný kámen kombinující zlatý citrín a fialový ametyst. Tento drahokam měří asi 8x10 mm.

Křemen jako drahokam

Křemen je vynikající drahokam. Je to tvrdé, trvanlivé a obvykle přijímá brilantní lesk. Populární odrůdy křemene, které jsou široce používány jako drahokamy, jsou: ametyst, citrin, růžový křemen, kouřový křemen a aventurin. Achát a jaspis jsou také odrůdy křemene s mikrokrystalickou strukturou.

Růženín: Průsvitný růžový křemen v surovém stavu.

Rose quartz korálky: Průsvitný růžový křemen - broušené a leštěné korálky. Každá patka má průměr asi deset milimetrů.

Novaculite je hustá kryptokrystalická odrůda křemene s jemně zrnitou a velmi jednotnou texturou. Jako křemen má tvrdost 7 (tvrdší než ocel) a používá se jako brousek pro broušení nožů.

Zvláštní použití křemičitého kamene

"Kámen křemičitý" je průmyslový termín pro materiály, jako je křemenec, novaculit a další mikrokrystalické křemenné horniny. Používají se k výrobě abrazivních nástrojů, odjehlovacích médií, brusných kamenů, kamenů, olejových kamenů, kamenných pil, trubkových vložek a brousků.

Tripoli

Tripoli je krystalický oxid křemičitý o extrémně jemné zrnitosti (méně než deset mikrometrů). Komerční tripoli je téměř čistý oxid křemičitý, který se používá pro různé mírné brusné účely, které zahrnují: mýdla, zubní pasty, sloučeniny na leštění kovů, sloučeniny na leštění šperků a leštící směsi. Může být použit jako polština při výrobě omítaných kamenů ve skleněném bubnu. Tripoli se také používá ve výrobcích brzdového tření, plnivech ve smaltu, tmelících směsích, plastech, barvách, gumě a žáruvzdorných materiálech.