Contenuto
- Che cos'è il quarzo?
- Dove si trova il quarzo?
- Quali sono gli usi del quarzo?
- Usi del quarzo nella fabbricazione del vetro
- Usi del quarzo come abrasivo
- Usi del quarzo come sabbia da fonderia
- Usi nell'industria petrolifera
- Molti altri usi di sabbia di quarzo
- Usi per cristalli di quarzo
- Necessità di cristalli di quarzo sintetico
- Quarzo come pietra preziosa
- Usi speciali di pietra silicea
- Tripoli
Cristalli di quarzo: Cristalli di quarzo Herkimer "Diamond". Una chiara varietà di quarzo "cristallo di rocca".
Che cos'è il quarzo?
Il quarzo è un composto chimico costituito da una parte di silicio e due parti di ossigeno. È biossido di silicio (SiO2). È il minerale più abbondante trovato sulla superficie terrestre e le sue proprietà uniche lo rendono una delle sostanze naturali più utili.
Quarzo cristallo di rocca: Quarzo "cristallo di rocca" trasparente. Questo esemplare mostra la frattura conchoidale (frattura che produce superfici curve) che è caratteristica del minerale. L'esemplare è largo circa quattro pollici (dieci centimetri) e proviene da Minas Gerais, in Brasile.
Dove si trova il quarzo?
Il quarzo è il minerale più abbondante e ampiamente distribuito trovato sulla superficie terrestre. È presente e abbondante in tutte le parti del mondo. Si forma a tutte le temperature. È abbondante nelle rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie. È altamente resistente agli agenti atmosferici sia meccanici che chimici. Questa durabilità lo rende il minerale dominante delle cime delle montagne e il principale costituente della spiaggia, del fiume e della sabbia del deserto. Il quarzo è onnipresente, abbondante e resistente. I depositi minerari si trovano in tutto il mondo.
Quarzo ametista: Il quarzo cristallino viola è noto come "ametista". Quando è trasparente e di alta qualità, viene spesso tagliato come una pietra preziosa. Questo esemplare misura circa quattro pollici (dieci centimetri) e proviene da Guanajuato, in Messico.
Pietra focaia: Flint è una varietà di quarzo microcristallino o criptocristallino. Si presenta come noduli e masse concrezionali e meno frequentemente come deposito stratificato. Si rompe costantemente con una frattura conchoidale ed è stato uno dei primi materiali utilizzati per fabbricare strumenti dalle prime persone. Lo hanno usato per realizzare utensili da taglio. Dopo migliaia di anni, le persone continuano a usarlo. Attualmente è utilizzato come all'avanguardia in alcuni dei migliori strumenti chirurgici. Questo esemplare è largo circa quattro pollici (dieci centimetri) e proviene da Dover Cliffs, Inghilterra.
Frecce di selce al quarzo: Uno dei primi usi del quarzo, sotto forma di pietra focaia, fu la produzione di oggetti affilati come lame di coltello, raschietti e punti di proiettile come le punte di freccia mostrate sopra. Immagine copyright iStockphoto / Leslie Banks.
Quali sono gli usi del quarzo?
Il quarzo è uno dei materiali naturali più utili. La sua utilità può essere collegata alle sue proprietà fisiche e chimiche. Ha una durezza di sette sulla scala Mohs che lo rende molto resistente. È chimicamente inerte a contatto con la maggior parte delle sostanze. Ha proprietà elettriche e resistenza al calore che lo rendono prezioso nei prodotti elettronici. La sua lucentezza, colore e diafanità lo rendono utile come pietra preziosa e anche nella realizzazione del vetro.
Usi del quarzo nella fabbricazione del vetro
I processi geologici hanno occasionalmente depositato sabbie che sono composte da quasi il 100% di grani di quarzo. Questi depositi sono stati identificati e prodotti come fonti di sabbia silicea ad alta purezza. Queste sabbie sono utilizzate nell'industria vetraria. La sabbia di quarzo viene utilizzata nella produzione di vetro per contenitori, vetro piano piatto, vetro speciale e fibra di vetro.
Finestre in vetro al quarzo: La lavorazione del vetro è uno degli usi principali del quarzo. Immagine copyright iStockphoto / Chinaface.
Perle di diaspro: Il quarzo è spesso usato in gioielleria o come pietra preziosa. Queste perle di diaspro sono un esempio di quarzo usato come pietra preziosa.
Sabbia di vetro al quarzo: Arenaria al quarzo di elevata purezza adatta per la fabbricazione di vetro di alta qualità. "Glass sand" è un'arenaria composta quasi interamente da granuli di quarzo. Qui è raffigurato un esemplare di arenaria di Oriskany da Hancock, West Virginia. In alcune località, Oriskany è al quarzo puro per oltre il 99%. Gran parte di esso è stato utilizzato per i contenitori di vetro, ma alcuni sono stati selezionati per l'uso nella realizzazione di obiettivi per i più grandi telescopi. L'esemplare misura circa quattro pollici (dieci centimetri di diametro).
Quarzo avventurina blu: L'avventurina è una varietà colorata di quarzo che contiene abbondanti inclusioni lucide di minerali come mica o ematite. È spesso tagliato e lucidato per l'uso come pietra ornamentale. I colori comuni per l'avventurina sono verde, arancione e blu. Questo esemplare misura circa quattro pollici (dieci centimetri) e proviene dall'India.
Usi del quarzo come abrasivo
L'elevata durezza del quarzo, sette sulla scala Mohs, lo rende più duro della maggior parte delle altre sostanze naturali. Come tale è un materiale abrasivo eccellente. Le sabbie al quarzo e la sabbia silicea finemente macinata vengono utilizzate per la sabbiatura, i detergenti abrasivi, i materiali abrasivi e la sabbia per levigare e segare.
Usi del quarzo come sabbia da fonderia
Il quarzo è molto resistente sia alle sostanze chimiche che al calore. Viene quindi spesso usato come sabbia da fonderia. Con una temperatura di fusione superiore alla maggior parte dei metalli, può essere utilizzato per gli stampi e le anime delle comuni fonderie. I mattoni refrattari sono spesso realizzati in sabbia di quarzo a causa della sua elevata resistenza al calore. La sabbia di quarzo viene anche utilizzata come flusso nella fusione dei metalli.
Legno silicizzato: Il legno "pietrificato" silicizzato si forma quando i detriti delle piante sepolte vengono infiltrati con acque minerali che precipitano il quarzo. Questo quarzo riempie le cavità all'interno del legno e spesso sostituisce i tessuti legnosi. Questo esemplare misura circa quattro pollici (dieci centimetri) e proviene dalla contea di Yuma, in Arizona.
Usi nell'industria petrolifera
La sabbia di quarzo ha un'alta resistenza allo schiacciamento. Nell'industria petrolifera, i fanghi di sabbia vengono costretti a gettare pozzi di petrolio e gas a pressioni molto elevate in un processo noto come fratturazione idraulica. Questa alta pressione frattura le rocce del serbatoio e la sospensione sabbiosa si inietta nelle fratture. I granelli di sabbia resistenti mantengono aperte le fratture dopo il rilascio della pressione. Queste fratture aperte facilitano il flusso di gas naturale nel foro del pozzo.
Il modo migliore per conoscere i minerali è studiare con una raccolta di piccoli esemplari che è possibile gestire, esaminare e osservare le loro proprietà. Collezioni di minerali economiche sono disponibili nello Store.
Chert: Chert è un quarzo microcristallino o criptocristallino. Si presenta come noduli e masse concrezionali e meno frequentemente come deposito stratificato. Questo esemplare misura circa quattro pollici (dieci centimetri) e proviene da Joplin, Missouri.
Molti altri usi di sabbia di quarzo
La sabbia di quarzo viene utilizzata come riempitivo nella produzione di gomma, vernice e stucco. I granuli di quarzo schermati e lavati, accuratamente dimensionati, sono utilizzati come mezzi filtranti e granuli di copertura. Le sabbie al quarzo sono utilizzate per la trazione nell'industria ferroviaria e mineraria. Queste sabbie vengono utilizzate anche in attività ricreative su campi da golf, campi da pallavolo, campi da baseball, scatole di sabbia per bambini e spiagge.
Cristallo di quarzo: Un cristallo di quarzo Herkimer "Diamond" in dolostone. Questo esemplare misura circa quindici centimetri di diametro e proviene da Middleville, New York.
Usi per cristalli di quarzo
Una delle proprietà più sorprendenti del quarzo è la capacità dei suoi cristalli di vibrare a frequenze precise. Queste frequenze sono così precise che i cristalli di quarzo possono essere utilizzati per realizzare strumenti e apparecchiature estremamente precisi che possono trasmettere segnali radio e televisivi con frequenze precise e stabili.
I minuscoli dispositivi utilizzati per questi scopi sono noti come "oscillatori a cristallo". I primi oscillatori a cristallo furono sviluppati negli anni '20 e, appena venti anni dopo, ogni anno ne erano necessari decine di milioni per rifornire i militari durante la seconda guerra mondiale.Oggi miliardi di cristalli di quarzo vengono utilizzati per produrre oscillatori per orologi, orologi, radio, televisori, giochi elettronici, computer, telefoni cellulari, contatori elettronici e apparecchiature GPS.
Sono stati inoltre sviluppati numerosi usi per i cristalli di quarzo di grado ottico. Sono utilizzati per realizzare lenti, finestre e filtri specializzati utilizzati in laser, microscopi, telescopi, sensori elettronici e strumenti scientifici. Il materiale della sabbia da spiaggia è ora il materiale dei dispositivi elettronici più avanzati del mondo.
Necessità di cristalli di quarzo sintetico
Nel corso del 1900 la domanda di cristalli di quarzo di alta qualità ha accelerato così rapidamente che le operazioni di estrazione in tutto il mondo non sono state in grado di fornirle in quantità adeguate. Fortunatamente, questa necessità è stata realizzata durante la seconda guerra mondiale e l'industria militare e privata ha iniziato a lavorare su metodi per coltivare cristalli di quarzo sintetico per soddisfare i requisiti speciali dell'uso ottico ed elettronico.
Oggi, la maggior parte dei cristalli di quarzo utilizzati nei componenti elettronici e negli strumenti ottici viene coltivata in laboratorio anziché prodotta da miniere. La maggior parte dei laboratori coltiva i propri cristalli usando metodi basati sul processo geologico dell'attività idrotermale. I cristalli sintetici vengono coltivati ad alte temperature da acque surriscaldate che sono ricche di silice disciolta. Questi cristalli fabbricati possono essere coltivati in forme, dimensioni e colori che soddisfano le esigenze dei processi produttivi. Il costo della coltivazione di cristalli di quarzo sintetico è competitivo con l'estrazione e l'unico limite alla produzione è la disponibilità di apparecchiature per la crescita dei cristalli.
Ametrine: Una pietra bicolore che unisce citrino dorato e ametista viola. Questa gemma misura circa 8x10 mm.
Quarzo come pietra preziosa
Il quarzo è una gemma eccellente. È duro, resistente e di solito accetta uno smalto brillante. Varietà popolari di quarzo che sono ampiamente utilizzate come gemme includono: ametista, citrino, quarzo rosa, quarzo fumé e avventurina. Agata e diaspro sono anche varietà di quarzo a struttura microcristallina.
Quarzo rosa: Quarzo rosa traslucido grezzo.
Perle di quarzo rosa: Quarzo rosa traslucido - perle tagliate e lucidate. Ogni tallone ha un diametro di circa dieci millimetri.
novaculite è una varietà densa e criptocristallina di quarzo con una trama a grana fine e molto uniforme. Come quarzo, ha una durezza di 7 (più dura dell'acciaio) ed è usato come "pietra per affilare" per affilare i coltelli.
Usi speciali di pietra silicea
"Pietra di silice" è un termine industriale per materiali come quarzite, novaculite e altre rocce di quarzo microcristallino. Questi sono usati per produrre utensili abrasivi, mezzi di sbavatura, pietre per molatura, pietre, pietre oleose, lime per pietre, rivestimenti per tubi e pietre per affilare.
Tripoli
Tripoli è silice cristallina di granulometria estremamente fine (meno di dieci micrometri). I tripoli commerciali sono un materiale di silice quasi puro che viene utilizzato per una varietà di fini abrasivi delicati che includono: saponi, dentifrici, composti per lucidare i metalli, composti per lucidare i gioielli e composti lucidanti. Può essere usato come smalto quando si creano pietre cadute in un bicchiere da roccia. Tripoli viene anche utilizzato nei prodotti per attrito dei freni, riempitivi in smalto, composti per calafataggio, plastica, vernice, gomma e refrattari.