Кварц

Кварц, один из самых распространенных минералов; встречается в кристаллическом и скрытокристаллическ. виде; тв. 7; уд. вес

2,6. Химич. состав—двуокись кремния, Si0₂(кислорода—53,3% «и кремния—46,7%); из-. лом раковистый; двойное лучепреломление положительное, ω =1,54090, ε —1,54990 (линия В); <о=1,55817, е=1,56772 (линия Н). В узком смысле к группе К. относятся следующие полиморфные модификации его— минералы состава Si0₂: 1) кварц (триго-нально-гексагональный ряд); 2) к р и с то-бал и т (тетрагонально-кубический ряд);

3) т р и д и м и т (ромбическо-гексагональный ряд). Эти превращения идут медленно при определенных Г. Превращения второго ряда этих трех минералов (формы α, β) протекают очень резко и быстро. Модификации эти сопровождаются нек-рыми изменениями физич. свойств (оптич. свойства, коэф. расширения, плотность) с изменением темпера туры. Структурные изменения при переходе модификации а в β не столь глубоки, как при первых модификациях.

Условия образования различных модификаций безводной Si0₂ и превращения их друг в друга, помимо теоретич. значения, играют еще существенную роль во многих процессах современной техники (процессы образования кислых шлаков, в стеклянном и фарфоровом производствах и др.). На приводимой диаграмме показаны данные новейших физико-химических исследований Si0₂

(по Феннеру). Здесь на оси абсцисс отложены ί°, а на оси ординат—давления пара каждой из перечисленных полиморфных модификаций Si0₂. Таким путем получена особая для каждой модификации кривая упругости пара. Та модификация, для которой упругость пара по этой диаграмме является при данной 1° наименьшей, и есть наиболее устойчивая (стабильная) модификация при этой t° и при атмосферном давлении (сплошные линии отвечают стабильным, пунктирные—ме-тастабильным модификациям); точка пересечения двух каких-либо кривых есть точка перехода одной модификации в другую.

Из диаграммы видно, что при атмосферном давлении устойчивыми являются такие модификации:

Температурный Стабильная моди-

пнтервал фикация о— 575°..а-кварц

575— 870°..0-кварц

870—1 470°..02-трЦДИМИТ

1 470—1 710°..0-кристобалит

Наиболее характерные точки перехода при атмосферном давлении таковы: а-кварц а-тридимит

01- ТРИДИМИТ

а-кристобалит 0-кристобалит 0-кварц

02- тридпмит 0-кристобалит

^2:0-кварц	при	575°
/З-тридимнт	»	117°
02-тридимйт	»	163°
—> 0-кристобалит	»	275-7-220°
->· а-кристобалит	»	240-r-19S°
0_г-тридимит	»	870°
/5-кристобалит	»	1 470°
7* жидкая Si О.	(стекло) при 1

Отрасль промышленности	Технически полезные свойства кварца	Вид применяемого кварца	Кварцевые изделия	Способ обработки	Назначение изделий и материалов
Абразионная	Твердость	Песок, молотый кварц, кремень, диатомит	Точильные камни, шлифовальные круги	Механич. обработка	Шлифование поверхностей
Железнодорожное дело	Способность создавать большое трение между поверхностями	Песок	В натуральном виде	Промывка, сушка	Подсыпка из песочниц на рельсы для увеличения трения
Металлургия	Способность давать химич. соединения с основными элементами	Песок, кварц, песчаник, кварцевые железные руды, шлаки кислых мартеновских печей и др.	Кварцевый кирпич	Дробление	Футеровка печей при кислом процессе, добавки к шихте при плавке
Металлообра- батывающ.	Твердость, зернистость	Кварцевый песок	Мелкие кварцевые зерна	Дробление, промывка	Песочное дутье для очистки отливок
Мукомольная	Твердость, зернистость, пористость	Кварцевые песчаники, песчаники с халцедоновым цементом, кремень	Естественные и искусствен, жернова	Механич. обработка	Размол зерновых продуктов
Оптическая	Проницаемость для ультрафиолетовых лучей, двойное лучепреломление, вращение плоскости поляризации света	Кристаллическ.	Кварцевые спектрографы, микроскопы, линзы, призмы, компенсаторы	Обточка, шлифовка	Лабораторные приборы
Стекольная	Способность остекловывать рабочую массу при высокой ί°, весьма малый *°-ный ко-эфициент расширения плавленного кварца	Песок, молотый кварц, горный хрусталь	Стекло различных видов, в том числе кварцевое стекло и в частности витреозил	Сплавление с металлическ. оки, специальная термическая обработка	Применение в различных областях промышленности и в домашнем обиходе; ла-бораторно-химич. посуда, кварцевые лампы, научные приборы
Строительная	Прочность, способность принимать шлифовку и термическ. обработку	Песок, песчаники, кварциты, яшмы и др.	Кирпич, цемент, известь, облицовочные плитки и др.	Механическ., термическая	Строительный материал
Точная механика	И склгочительн. твердость, химическая неактив-ность, постоянство плотности в разных образцах, ничтожное упругое последействие	Кристаллическ.	Крутильные нити гальванометров, электрометров, агатов, призмы, подшипники, подпятники идр.	Обточка, шлифовка, плавление	Точные приборы при научн.исследованиях, стандартные массы
Химическая	Химическ. стойкость	Кварциты, кварц в кусках, дробленый, молотый к ремень, диатомит	Насадки колонн и башен в кислотном производстве, кислотоупорные изделия, искусственные цеолиты	Дробление, смешен., формование	Хранение жидкостей, фильтрование
Электрическ.	Пьезоэлектрич. свойства кристал-лич. кварца	Кристаллическ.	Измерительные приборы с пьезокварцем	Выпиливание пластинок, шлифовка	Определение почти мгновенных высоких давлений, стабилизация частоты электрич. колебаний и др.
Ювелирное дело	Красивый цвет, прозрачность, твердость	Минералы: горный хрусталь, аметист, раухто-паз, цитрин, испанский гиацинт и др.	Различные ювелирные изделия	Огранка, окраска, прокалка	Украшения

Все эти точки перехода по наблюдениям Феннера энантиотропны, то есть обратимы.

Оптич. свойства К. чрезвычайно характерны. Различают правый и левыйК., т. к. разности К. вращают плоскость поляризации света в разные стороны и дают при вытравливании на плоскостях кристалла фигуры разного знака. Линейное тепловое расширение К. параллельно оси кристалла— 7,81 -10^-6, перпендикулярно ей—14,19 Ю^-6. К. обладает богатством кристаллич. форм, находящимся в связи с разнообразием генезиса кварцевыхобразований. Кристаллы К. достигают иногда огромных размеров.

Разновидности К. весьма многочисленны. По составу их можно разделить на две главные группы: 1) минералогически чистые и

2) со включениями других минералов. К первой группе относятся: а) благородные (прозрачные, идущие в огранку): горн ы и хрустал ь—бесцветный, раухтопаз (дымчатый горный хрусталь), а м е т и с т— фиолетовый, ц и т р и н—золотистый или желтый, испанский гиацин т—красный, сапфировый К.—синий; б) полу-благородные (малопрозрачные, непрозрачные, годные лишь для поделок): марион черный, розовый К.—крупнокристаллический, молочный К.—синевато-белый; в) нечистые разности (непрозрачные): железистый К.—желто-бурый,окрашенный водными оки железа; о б ы к новей н ы и К. в виде мутных загрязненных кристаллов,чаще белого цвета; плотный К.—в том числе роговики, яшмы, кварциты, кварцевые песчаники и др. Ко второй группе относятся: п р а з е м—зеленоватый кварц, а в а и т ю р и н—буровато-красноватый или желтоватый, кошачий г л а з—зеленоватый, сероватый, светлый, оранжево-желтый. Минералы, содержащие в своем составе кроме кремиекислоты переменное количество (до 12%) воды, называются опалами.

К.—распространеннейший породообразующий минерал. В зоне магмы он встречается как составная часть многих изверженных пород; встречается он и в трещинах новых эффузивных пород (риолиты, обсидианы и др.). Часто он выделяется в виде жильных тел. Кроме того К. является вая-щой составной частью многих динамо-метаморфич. пород (гнейсов, кварцитов и т. д.). К. выделяется также из холодных водных растворов, циркулирующих на земнбй поверхности.

Месторождения К. встречаются очень часто и преимущественно имеют характер жил. Наиболее красивыми кристаллами К. славятся Бразилия, Уругвай, остров Мадагаскар, затем Альпы (Тироль, Дофине), США, Цейлон и Бирма. В СССР известны месторождения на Урале (Мурзинка, Березовск), в Сибири и Дальне-Восточном крае (Алтай, Сретенский округ) и на е (Казбек). Много К. добывается в Северном крае (Архангельский окр., на Онеге); затем в Воронежском округе и в Донецком бассейне (Нагольный кряж). Н. Федоровский.

Кварцевые изделия. Обширное применение кварца и кварцевых пород в промыш-ненности, в исследовательских лабораториях основано на разнообразных технически ценных качествах его. В одних отраслях про мышленности кварцевые материалы подвергаются только механич. обработке; в других—термической или той и другой совместно; химич. производства используют К. (и его разновидности), переводя его в растворимое стекло. В табл, приведены виды кварцевых изделий в связи со специфич. свойствами исходного материала и его обработки. Добыча кварцевых материалов ведется промышленными предприятиями и во многих случаях (кремень, кварцевый песок, точильные камни и др.) кустарным способом, при к-ром добыча ускользает от статистич. учета. В 1926/27 годах в СССР было добыто: К. 96 000 т, кварцита 116 000 т, песчаника 2 091 000 т, песка 350 000 т, инфузорной земли 5 200 т, точильного камня 10 000 тонн Для стекольного производства в том лее году было добыто 238 000 тонн песка; для фарфоровой промышленности требуется еже-годно до 10 000 тонн песка.

Лит.: Гордиенко М., Добыча кварца в районе ст. Маук на Урале, «ГЖ», 1927, 11, стр. 698—699; Г р у м-Г р ж и м а и л о В. Е., Огнестойкость динаса, «ЖРМО», 1910, 1; Замятин II. М. Меето-рошд. кварцевой гали по р. Леневке в Кушвинской даче, «МО, 1927, 7—8, стр. 435—437; Костылева E. Е. и Прокопенко Η. М., Пегматитовые жилы Нриургинского района Сев. Монголии, сб. « Северная Монголия», т. 1, Л., 1926; Молчанов И. А. и Усова А. А., Месторождения каолина п других малых полезных ископаемых района Балая, «Изв. Сиб. отд. Геол. ком.», Томск, 1927, т. 6, вып. 3, стр. 53; Соколов В. И., Об изменении кварцевого вещества под влиянием высокой темп-ры, «Зап. Минералогия, об-ва, СПБ, 1906, т. 44; Федор о в-с к и и Η. М., Минералы в промышленности и сел. хоз., Л., 1927; Л е-Ш а т е л ь е, Кремнезем и силикаты, М., 1929; Яхонтов Н., Кварцевые материалы, «НИ», 1927, т. 2. стр. 89—142; Adams S., A Microscopic Study of Vein Quartz, «Econ. Oeology», Urbano, 1900; Fenner C., Die Stabiiitatsbeziehun-gen d. Kieselsaueremineralieu, «Ztsehr. ang. Cliemie»,

1914, p. 133—197; Le C h atelier H., Les conditions de transformation des differentes varietis de silice, «CR», 1916, t. 163; «La Nature», Paris, 1912, 11 (о месторождениях горного хрусталя на Мадагаскаре); Schimmatsu Ichikava, Quartz Work in Japan, «Amer. Journ. of Science», New Haven.

1915, v. 39, p. 472; S о s m a n R. B., The Properties of Silica, N. Y„ 1927.