Гид по чёрному песку

Термин «чёрный песок» звучит экзотично, но в промышленной минералогии это сырьё для титана, железа, циркона и даже радиационно-защитного бетона. В статье разберём: черные пески это не крашеный кварц, а природный концентрат тяжёлых минералов; какими ГОСТами он регулируется; как из пляжного песка получают ильменит стоимостью > 19 000 ₽/т.

Геологический «рецепт» чёрного песка

Процесс	Минералы-якоря	География	Время формирования
Вулканический взрыв + прибой	стекловатый базальт, магнетит	Гавайи, Исландия, Камчатка	сотни – тысячи лет
Россыпное обогащение побережий	ильменит, рутил, циркон	Вост. Австралия, Шри-Ланка, ЮАР	десятки тыс. лет
Русловая сортировка траппов	магнетит + Au, Pt	Амур, Колыма	десятки тыс. лет

Ключевой механизм — дифференциальная плотность: тяжёлые зёрна (ρ > 3 г/см³) оседают, а лёгкий кварц (ρ ≈ 2,65) уносится. Поэтому «чёрные жилы» часто выглядят как зебра на золотистом песке.

Минералогический состав и физика материала

⚫️Спектр минералов

Минерал	Формула	Плотность, г/см³	Доля в типичном россыпном концентрате, %
Магнетит	Fe₃O₄	5,1	20 – 60
Ильменит	FeTiO₃	4,7	10 – 45
Хромит	FeCr₂O₄	4,5	3 – 12
Рутил	TiO₂	4,2	1 – 8
Циркон	ZrSiO₄	4,7	0,5 – 4
Кварц	SiO₂	2,65	5 – 25

Черный песок это в буквальном смысле «тяжёлый» песок: тесёмка магнита прихватит магнетитовые зерна прямо из ладони.

⚫️Физико-механические показатели (ГОСТ 8736-2021, раздел 7.2)

Параметр	Значение*	Комментарий
Насыпная плотность	1 800 – 2 200 кг/м³	выше светлого песка на 20 – 30 %
Модуль крупности МК	1,0 – 1,6	мелко- или среднезернистый
Влажность после сушки	≤ 0,5 %	ГОСТ 8735
Пылевидные и глинистые частицы	0,3 – 1,5 %	норма ≤ 2 %
Коэф. радиоактивности Iα	0,3 – 0,9	СанПиН лимит ≤ 1

* диапазоны для продукции карьеров Индии и ЮАР.

Обогащение: схема «5 ступеней»

✅Водоразмыв (струя 6 бар) → пульпа 25 % твёрдого.

✅Спиральные сепараторы: плотность > 3 г/см³ уходит в концентрат.

✅Сухая магнитная сепарация 0,14 Т → отсев кварца.

✅Сильное поле 0,8 Т → отделяет ильменит/магнетит.

✅Электростатика → разделяет проводящий ильменит (тёмный) и непроводящий рутил/циркон (бурый).

Остаточная влажность 0,3 % достигается в барабанной сушилке при 120 °C, после чего концентрат готов к плавке или кислотному разложению.

Промышленное использование

⚫️Металлургия железа и титана

Магнетитовый агломерат (Fe > 60 %) повышает температуру спекания → снижается коксовый фактор домны на 2 %.
Ильменит кислото-щелочным способом превращают в диоксид титана (TiO₂ ≥ 92 %) для краски «Rutile R-2».

⚫️Строительные материалы

В радиационно-защитном бетоне (ГОСТ 30108) чёрный песок заменяет барит: ρ бетона= 3 100 кг/м³, до 30 % гамма-ослабления на 0,1 м.
Пигментированный архбетон: 3 % ильменитового порошка → ровный графитовый оттенок без органических красителей.

⚫️Фильтрация воды

Магнетит фракции 0,2 – 0,6 мм — активное зерно для сорбционно-магнитных фильтров: регенерация магнитом, ресурс 5 лет.

⚫️Туризм и ландшафт

Чёрные пляжи — визитка Исландии; строительный дренаж японских каменных садов делает контраст с белым гравием.

Регулирование и контроль качества

Этап	Документ	Что проверяют
Добыча россыпей	Федеральный закон 239-ФЗ «О недрах»	лицензия, проект рекультивации
Обогащение	ГОСТ 21795-76	магнитная фракция ≥ 95 %
Поставка в стройку	ГОСТ 8736-2021 §7.2	пылевидные ≤ 2 %, Iα ≤ 1
Экспорт концентрата	ЕАЭС ТН ВЭД 26 14	коды 2614 00 100, 2614 00 900

Экономика и рынки

Концентрат	Цена FOB, $/т	Цена на рынке РФ, ₽/т	Топ-3 экспортёра
Ильменит 50 % TiO₂	230–260	18 000–19 500	Австралия, Кения, Мозамбик
Магнетит 58 % Fe	130–150	11 000–12 000	ЮАР, Украина, РФ (КМА)
Циркон 65 % ZrO₂	1 500–1 800	120 000–140 000	Австралия, Индонезия, ЮАР

Маржа обогащения (спирали + магнит + электростат) доходит до 45 % при себестоимости < 35 $ на тонну пульпы.

Заключение

Черный песок это больше, чем красивый пляж: это стратегическое сырье для титана, фильтров, тяжёлого бетона. При грамотной проверке ГОСТ 8736, контроле радиоактивности и внедрении магнитной сепарации чёрные пески превращаются в концентрат, который приносит 40 % рентабельности и открывает рынок «зелёных» стройматериалов с низким углеродным следом.