Contenu
- Qu'est-ce que le quartz?
- Où se trouve le quartz?
- Quelles sont les utilisations du quartz?
- Utilisations du quartz dans la fabrication du verre
- Utilisations du quartz comme abrasif
- Utilisations du quartz comme sable de fonderie
- Utilisations dans l'industrie pétrolière
- Beaucoup d'autres utilisations de sable de quartz
- Utilisations des cristaux de quartz
- Un besoin de cristaux de quartz synthétiques
- Le quartz comme pierre précieuse
- Utilisations spéciales de la pierre de silice
- Tripoli
Cristaux de quartz: Herkimer "Diamond" cristaux de quartz. Une variété claire de quartz "à cristaux de roche".
Qu'est-ce que le quartz?
Le quartz est un composé chimique composé d'une partie de silicium et de deux parties d'oxygène. C'est du dioxyde de silicium (SiO2). C'est le minéral le plus abondant à la surface de la Terre et ses propriétés uniques en font l'une des substances naturelles les plus utiles.
Quartz de roche: Quartz "cristal de roche" transparent. Ce spécimen montre la fracture conchoïdale (fracture produisant des surfaces courbes) caractéristique du minéral. Le spécimen mesure environ dix centimètres de diamètre et provient de Minas Gerais, au Brésil.
Où se trouve le quartz?
Le quartz est le minéral le plus abondant et le plus répandu trouvé à la surface de la Terre. Il est présent et abondant dans toutes les régions du monde. Il se forme à toutes les températures. Il est abondant dans les roches ignées, métamorphiques et sédimentaires. Il est très résistant aux intempéries tant mécaniques que chimiques. Cette durabilité en fait le minéral dominant des sommets des montagnes et le constituant principal du sable des plages, des rivières et du désert. Le quartz est omniprésent, abondant et durable. Des gisements miniers sont présents dans le monde entier.
Quartz d'améthyste: Le quartz cristallin violet est appelé "améthyste". Lorsque transparent et de haute qualité, il est souvent coupé comme une pierre précieuse. Ce spécimen mesure environ dix centimètres et provient de Guanajuato, au Mexique.
Silex: Le silex est une variété de quartz microcristallin ou cryptocristallin. Il se présente sous forme de nodules et de masses concrétionnaire et moins fréquemment sous forme de dépôt en couches. Il casse systématiquement avec une fracture conchoïdale et a été l’un des premiers matériaux utilisés par les premiers hommes pour fabriquer des outils. Ils l'utilisaient pour fabriquer des outils de coupe. Après des milliers d'années, les gens continuent à l'utiliser. Il est actuellement utilisé comme tranchant dans certains des meilleurs instruments chirurgicaux. Ce spécimen mesure environ dix centimètres et provient de Dover Cliffs, en Angleterre.
Pointes de flèche en silex à quartz: L'une des premières utilisations du quartz, sous forme de silex, a été la fabrication d'objets tranchants tels que des lames de couteau, des grattoirs et des pointes de projectiles telles que les pointes de flèche illustrées ci-dessus. Copyright de l'image iStockphoto / Leslie Banks.
Quelles sont les utilisations du quartz?
Le quartz est l’un des matériaux naturels les plus utiles. Son utilité peut être liée à ses propriétés physiques et chimiques. Sa dureté est de sept sur l'échelle de Mohs, ce qui la rend très durable. Il est chimiquement inerte au contact de la plupart des substances. Ses propriétés électriques et sa résistance à la chaleur le rendent précieux pour les produits électroniques. Son lustre, sa couleur et sa diaphanéité le rendent utile comme pierre précieuse et également dans la fabrication du verre.
Utilisations du quartz dans la fabrication du verre
Des processus géologiques ont occasionnellement déposé des sables composés de presque 100% de grains de quartz. Ces dépôts ont été identifiés et produits comme sources de sable de silice de haute pureté. Ces sables sont utilisés dans l'industrie du verre. Le sable de quartz est utilisé dans la production de verre d'emballage, de verre plat, de verre spécialisé et de fibre de verre.
Fenêtres en verre de quartz: La fabrication du verre est l'une des principales utilisations du quartz. Copyright de l'image iStockphoto / Chinaface.
Perles de jaspe: Le quartz est souvent utilisé dans les bijoux ou comme pierre précieuse. Ces perles de jaspe sont un exemple de quartz utilisé comme pierre précieuse.
Verre de quartz sable: Grès quartzeux de haute pureté adapté à la fabrication de verre de haute qualité. Le "sable de verre" est un grès composé presque entièrement de grains de quartz. On voit ici un spécimen du grès Oriskany de Hancock, en Virginie occidentale. À quelques endroits, l'Oriskany contient plus de 99% de quartz pur. Une grande partie a été utilisée pour le verre d'emballage, mais une partie a été sélectionnée pour la fabrication de lentilles destinées aux plus grands télescopes. Le spécimen mesure environ quatre pouces (dix centimètres de diamètre).
Quartz bleu aventurine: L'aventurine est une variété colorée de quartz qui contient d'abondantes inclusions brillantes de minéraux tels que le mica ou l'hématite. Il est souvent taillé et poli pour être utilisé comme pierre ornementale. Les couleurs courantes de l'aventurine sont le vert, l'orange et le bleu. Ce spécimen mesure environ dix centimètres de diamètre et provient d'Inde.
Utilisations du quartz comme abrasif
La haute dureté du quartz, sept sur l'échelle de Mohs, le rend plus dur que la plupart des autres substances naturelles. En tant que tel, c'est un excellent matériau abrasif. Le sable de quartz et le sable de silice finement broyé sont utilisés pour le sablage, les nettoyants pour récurer, les agents de meulage et les gravillons pour le ponçage et le sciage.
Utilisations du quartz comme sable de fonderie
Le quartz est très résistant aux produits chimiques et à la chaleur. Il est donc souvent utilisé comme sable de fonderie. Avec une température de fusion supérieure à celle de la plupart des métaux, il peut être utilisé pour les moules et les noyaux des travaux de fonderie courants. Les briques réfractaires sont souvent faites de sable de quartz en raison de leur grande résistance à la chaleur. Le sable de quartz est également utilisé comme fondant dans la fusion des métaux.
Bois silicifié: Du bois "pétrifié" silicifié se forme lorsque des débris végétaux enterrés sont infiltrés dans des eaux minéralisées qui précipitent le quartz. Ce quartz remplit les cavités dans le bois et remplace souvent les tissus ligneux. Ce spécimen mesure environ dix centimètres de diamètre et provient du comté de Yuma, en Arizona.
Utilisations dans l'industrie pétrolière
Le sable de quartz a une grande résistance à l’écrasement. Dans l'industrie pétrolière, les boues de sable sont forcées dans des puits de pétrole et de gaz sous très hautes pressions dans le cadre d'un processus appelé fracturation hydraulique. Cette haute pression fracture les roches du réservoir et le lisier sableux s'injecte dans les fractures. Les grains de sable durables maintiennent les fractures ouvertes après le relâchement de la pression. Ces fractures ouvertes facilitent l’écoulement du gaz naturel dans le puits de forage.
La meilleure façon d'apprendre sur les minéraux est d'étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer pour en connaître les propriétés. Des collections de minéraux peu coûteux sont disponibles dans le magasin.
Chert: Le chert est un quartz microcristallin ou cryptocristallin. Il se présente sous forme de nodules et de masses concrétionnaires et moins fréquemment sous forme de dépôt en couches. Ce spécimen mesure environ dix centimètres de diamètre et provient de Joplin, dans le Missouri.
Beaucoup d'autres utilisations de sable de quartz
Le sable de quartz est utilisé comme charge dans la fabrication du caoutchouc, de la peinture et du mastic. Des grains de quartz soigneusement calibrés, filtrés et lavés, sont utilisés comme média filtrant et granulés de toiture. Les sables de quartz sont utilisés pour la traction dans les industries ferroviaire et minière. Ces sables sont également utilisés dans les loisirs sur les terrains de golf, les terrains de volley-ball, les terrains de baseball, les bacs à sable pour enfants et les plages.
Cristal de quartz: Un cristal de quartz Herkimer "Diamond" en dolomie. Ce spécimen mesure environ quinze centimètres de diamètre et provient de Middleville, dans l’État de New York.
Utilisations des cristaux de quartz
L'une des propriétés les plus étonnantes du quartz est la capacité de ses cristaux à vibrer à des fréquences précises. Ces fréquences sont si précises que les cristaux de quartz peuvent être utilisés pour fabriquer des instruments et des appareils de mesure du temps extrêmement précis, capables de transmettre des signaux de radio et de télévision avec des fréquences précises et stables.
Les minuscules dispositifs utilisés à cette fin sont connus sous le nom d '«oscillateurs à cristal». Les premiers oscillateurs à cristal ont été développés dans les années 1920. Vingt ans plus tard à peine, des dizaines de millions d'entre eux étaient nécessaires chaque année pour approvisionner les forces armées pendant la Seconde Guerre mondiale.Aujourd'hui, des milliards de cristaux de quartz sont utilisés dans la fabrication d'oscillateurs pour montres, horloges, radios, téléviseurs, jeux électroniques, ordinateurs, téléphones portables, compteurs électroniques et équipements GPS.
Une grande variété d'utilisations ont également été développées pour les cristaux de quartz de qualité optique. Ils sont utilisés dans la fabrication de lentilles, de fenêtres et de filtres spécialisés utilisés dans les lasers, les microscopes, les télescopes, les capteurs électroniques et les instruments scientifiques. Le sable de plage est maintenant le matériau des appareils électroniques les plus avancés au monde.
Un besoin de cristaux de quartz synthétiques
Au cours des années 1900, la demande de cristaux de quartz de haute qualité s'est tellement accélérée que les exploitations minières du monde entier n'ont pas été en mesure de les fournir en quantités suffisantes. Heureusement, ce besoin a été pris en compte pendant la Seconde Guerre mondiale, et les secteurs privé et militaire ont commencé à travailler sur des méthodes permettant de développer des cristaux de quartz synthétiques répondant aux exigences particulières de l’optique et de l’électronique.
Aujourd'hui, la plupart des cristaux de quartz utilisés dans les composants électroniques et les instruments d'optique sont cultivés en laboratoire au lieu d'être produits à partir de mines. La plupart des laboratoires développent leurs cristaux en utilisant des méthodes basées sur le processus géologique de l'activité hydrothermale. Les cristaux synthétiques sont cultivés à des températures élevées dans des eaux surchauffées riches en silice dissoute. Ces cristaux fabriqués peuvent être cultivés dans des formes, des tailles et des couleurs qui correspondent aux besoins des processus de fabrication. Le coût de la croissance des cristaux de quartz synthétiques est concurrentiel par rapport à l'exploitation minière, et la seule limite à la production est la disponibilité d'équipements de croissance cristalline.
Amétrine: Une pierre bicolore associant citrine dorée et améthyste violette. Ce bijou mesure environ 8x10 mm.
Le quartz comme pierre précieuse
Le quartz est une excellente pierre précieuse. Il est dur, durable et accepte généralement un poli brillant. Les variétés populaires de quartz qui sont largement utilisées comme gemmes incluent: l'améthyste, la citrine, le quartz rose, le quartz fumé et l'aventurine. L'agate et le jaspe sont également des variétés de quartz à structure microcristalline.
Quartz rose: Quartz rose translucide à l'état brut.
Perles de quartz rose: Quartz rose translucide - perles taillées et polies. Chaque perle fait environ dix millimètres de diamètre.
Novaculite est une variété dense, cryptocristalline de quartz à texture fine et très uniforme. En tant que quartz, il a une dureté de 7 (plus dure que l'acier) et est utilisé comme "pierre à aiguiser" pour l'affûtage des couteaux.
Utilisations spéciales de la pierre de silice
"Pierre de silice" est un terme industriel désignant des matériaux tels que le quartzite, la novaculite et d'autres roches quartzeuses microcristallines. Ceux-ci sont utilisés pour produire des outils abrasifs, des matériaux d'ébavurage, des meules, des meules, des pierres à huile, des limes à pierre, des chemises de laminoir et des pierres à aiguiser.
Tripoli
Tripoli est une silice cristalline de granulométrie extrêmement fine (moins de dix micromètres). Le tripoli commercial est un matériau à base de silice presque pure qui est utilisé pour une variété d'utilisations abrasives douces, notamment: savons, pâtes dentifrices, composés de polissage des métaux, composés de polissage des bijoux et composés de lustrage. Il peut être utilisé comme vernis lors de la fabrication de pierres taillées dans un gobelet de roche. Tripoli est également utilisé dans les produits de friction pour freins, les charges dans l'émail, les composés de calfeutrage, le plastique, la peinture, le caoutchouc et les matériaux réfractaires.