الجرافيت: الكثافة والخصائص وميزات التطبيق وأنواعه. الخصائص الفيزيائية وصور الجرافيت

الجرافيت (من اليونانية القديمة γράφω - أنا أكتب) هو معدن، وهو غير معدني من فئة العناصر الأصلية. التعديل السداسي للكربون. الصيغة: ج. في البداية، اعتقد الرعاة الإنجليز الذين اكتشفوا المعدن في القرن السادس عشر خطأً أن الجرافيت هو الرصاص.

الجرافيت في متحف المعادن في بون.

البريق عبارة عن جرافيت معدني أو دهني أو غير لامع. صلابة 1-2. الثقل النوعي 2.09-2.23 جم/سم3. يكتب على الورق، ويتسخ يديه. دهني لمسة. اللون أسود حديدي، رمادي فولاذي. الخط أسود. الانقسام مثالي جدا. كتل صلبة متقشرة أو كثيفة أو ترابية، شوائب وبلورات على شكل صفائح سداسية. النظام سداسي. البلورات نادرة. هيكل كريستاليحدد الجرافيت اختلافاته عن الماس، وهو شكل آخر من الكربون المتآصل، حيث ترتبط الذرات ببعضها البعض بقوة في جميع الاتجاهات. يحدد التركيب البلوري للجرافيت أيضًا صلابته المنخفضة، وسهولة طحنه، وملمسه الدهني، وانقسامه المثالي جدًا، والتعتيم، واللمعان المعدني، والتوصيل الكهربائي العالي.

سمات. يتميز الجرافيت بصلابة منخفضة (الجرافيت ناعم)، ومن السهل الكتابة على الجرافيت على الورق، وله لون رمادي فولاذي ثابت إلى حد ما، ولون أسود حديدي. يمكن الخلط بين الجرافيت والموليبدينيت. على عكس الموليبدينوم، يتم طحن الجرافيت إلى غبار أسود بأصابعك (يتم طحن بريق الموليبدينوم إلى مسحوق رمادي فاتح).

الخواص الكيميائية. لا يتفاعل مع الأحماض. عند تسخينه بالملح الصخري، فإنه يومض. إن وضع قطعة من الزنك على سطح الجرافيت وترطيبها بقطرة من كبريتات النحاس ينتج عنها صبغة نحاس (تختلف عن الموليبدينيت).

متنوع: الشونجيت- مجموعة غير متبلورة من الجرافيت.

أصل الجرافيت

مشهور ودائع كبيرةيتكون الجرافيت نتيجة للتغيرات في الرواسب الرسوبية ذات الأصل العضوي ( الفحم الصلب، القار، وما إلى ذلك) تحت تأثير الاتصال أو التحول العميق (الإقليمي). في بعض الحالات، تم تشكيل الجرافيت عن طريق التبلور المباشر من الصهارة الغنية بالكربون أو عن طريق اختزال الحجر الجيري المحصور في الصخور النارية.

أعظم أهمية عمليةلديه الجرافيت من أصل متحول.

يوجد في منطقة تلامس الفحم مع الصخور النارية، وفي النيس، وفي الشيست البلوري، وفي الرخام، وفي ملامسة الصخور النارية مع الحجر الجيري، كما هو متضمن في الصخور النارية الحمضية والمتوسطة والأساسية، في التكوينات الهوائية.

الأقمار الصناعية. في اتصالات الصخور النارية مع الحجر الجيري: الأباتيت، الفلوجوبايت. في التكوينات الهوائية: الكوارتز، الفلسبار، الكاولينيت، الأباتيت، البيوتيت، تيتانوماغنيتيت. في النيس: الكاولينيت.

تطبيق الجرافيت

يستخدم الجرافيت على نطاق واسع جدا. يمكننا القول أنه لا توجد صناعة واحدة لا يتم استخدامها بدرجة أو بأخرى. هناك حاجة إلى الجرافيت بشكل رئيسي في الصناعة المعدنية لتصنيع البوتقات المقاومة للحرارة ولطلاء سطح قوالب المسبك من أجل حماية الصب من حرق الأرض المصبوبة؛ بالإضافة إلى ذلك، في الصناعة الكهربائية - في إنتاج الأقطاب الكهربائية وكربونات القوس، في إنتاج أقلام الرصاص، والدهانات السوداء، وورق النسخ الأسود، وحبر الطباعة أو الحبر الصيني. كما أنه يستخدم كمادة تشحيم (في الحالات التي لا يمكن فيها استخدام الزيت بسبب الحرارة العالية) وفي غلايات البخار كعامل مضاد للتكلس. في مؤخرايستخدم في صناعة كتل الجرافيت "للغلايات النووية" وصناعة تكنولوجيا الفضاء. يتم الحصول على الماس الاصطناعي من الجرافيت. يستخدم سائل الجرافيت للضغط الحجمي لقطع غيار السيارات. تضمن القوالب المطلية بهذه المادة نظافة عالية لسطح قطع العمل الفولاذية، مما يلغي مسحها اللاحق على آلات الطحن.

مكان الميلاد

هناك العديد من المقاطعات التي تحمل الكتابة على الجدران: الأوكرانية، الأورال، تونجوسكا (نوجينسكوي، كوريسكوي)، فيرخني-سايان (بوتوغولسكوي)، أوسورييسك وغيرها.

توجد رواسب كبيرة من الجرافيت في كوريا الجنوبية والمكسيك (ولاية سونورا) وجمهورية مدغشقر وسريلانكا والهند وألمانيا والسويد.

). الشبكة البلورية للجرافيت هي من النوع الطبقي. في الطبقات، توجد ذرات C في مواقع الخلايا السداسية للطبقة. كل ذرة C محاطة بثلاث ذرات مجاورة بمسافة 1.42Α.

ملكيات

يوصل الكهرباء بشكل جيد . على عكس الماس، فهو ذو صلابة منخفضة (1-2 على مقياس موس). الكثافة 2.08 - 2.23 جم/سم3. اللون أسود-رمادي، والبريق معدني إلى دهني. غير قابل للذوبان ومستقر عند تسخينه في غياب الأكسجين. لا يذوب في الأحماض . الزيتية للمس. يحتوي الجرافيت الطبيعي على 10-12% خليط من الطين وأكاسيد الحديد.

أشكال الموقع

الجرافيت (الإنجليزية) الجرافيت) - ج

تصنيف

سترونز (الطبعة الثامنة)	1/ب.02-10
دانا (الطبعة السابعة)	1.3.5.2
دانا (الطبعة الثامنة)	1.3.6.2
مرحبًا CIM المرجع.	1.25

الخصائص الفيزيائية

اللون المعدني
حلقه ملونه	يتلاشى الأسود إلى الرمادي الفولاذي
الشفافية	مبهمة
يشرق	شبه معدني
انقسام	مثالي جدًا بواسطة (0001)
الصلابة (مقياس موس)	1 - 2
الصلابة الدقيقة	VHN10=7 - 11 كجم/مم2
شبك	تشبه الميكا
قوة	مرن
الكثافة (مقاسة)	2.09 - 2.23 جم/سم3
الكثافة (محسوبة)	2.26 جم/سم3
النشاط الإشعاعي (GRapi)	0

الخواص البصرية

يكتب	محور واحد (-)
التباين البصري	طارئ
اللون في الضوء المنعكس	يتلاشى الحديد الأسود إلى الرمادي الفولاذي
تعدد الألوان	قوي

الخصائص البلورية

مجموعة النقطة	6 ملم - هرمي ثنائي السداسي
مجموعة الفضاء	P63mc
سينغونيا	سداسي الشكل
خيارات الخلية	أ = 2.461 أنجستروم، ج = 6.708 أنجستروم
سلوك	أ:ج = 1: 2.726
حجم خلية الوحدة	V 35.18 ų (محسوب من معلمات خلية الوحدة)
التوأمة	بواسطة (1121)

الترجمة إلى لغات أخرى

روابط

• أنظر أيضا:الماس

فهرس

• لوبزوفا آر. صخور الجرافيت والقلوية في منطقة كتلة بوتوغول الصخرية. م، 1975. 124 ص.
• Weinschenk، E. (1900) Zur Kenntniss der Graphitlagersstatten. ثالثا. Die Graphitlagersstatten der Insel Ceylon. أكاديمية بايريشن دير فيسينشافت, 21(2), 281-334.
• سيركل، فريتز (1907)، الجرافيت: خواصه ووجوده وتكريره واستخداماته: قسم المناجم، فرع المناجم، أوتاوا، كندا، 307 ص.
• Alling، Harold L. (1917)، رواسب الجرافيت آديرونداك، نشرة متحف ولاية نيويورك 199: 7-150.
• سبنس، هيو س. (1920)، مناجم الجرافيت، تقرير الفرع رقم. 511: وزارة المناجم الكندية، أوتاوا: 202 صفحة. + صور.
• ويسلوفسكي وواسيليو (1934) Zeitschrift für Kristallographie: 89: 494.
• بالاش، تشارلز (1941)، مساهمات في علم المعادن في ستيرلنج هيل، نيوجيرسي: مورفولوجيا الجرافيت والزرنبيريت والبيريت والزرنيخ: عالم المعادن الأمريكي: 26(12): 709-717.
• Palache، Charles، Harry Berman & Clifford Frondel (1944)، نظام علم المعادن لجيمس دوايت دانا وإدوارد سالزبوري دانا جامعة ييل 1837-1892، المجلد الأول: العناصر، الكبريتيدات، الأملاح الكبريتية، الأكاسيد. شركة جون وايلي وأولاده، نيويورك. الطبعة السابعة، منقحة وموسعة، 834 صفحة: 152-154.
• كاميرون، يوجين ن. وويس، بول إل. (1960)، الجرافيت الاستراتيجي - دراسة استقصائية، الولايات المتحدة. نشرة المسح الجيولوجي 1082-ه:201-321.
• تايلور، آر.، جيلكريس، كي، وبوستون، إل.جي. (1968) التوصيل الحراري للجرافيت متعدد البلورات. الكربون: 6: 537-544.
• Kwiecinska، Barbara (1980)، علم المعادن من الجرافيت الطبيعي: Zaklad Narodowy imienia Ossolinskich؛ بولسكا أكاديميا ناوك: 67: يونيو-87.
• Weis، Paul L. (1980)، بلورات هيكل الجرافيت - مورفولوجيا معترف بها حديثًا للكربون البلوري في الصخور الفوقية: الجيولوجيا: 8: 296-297.
• شافرانوفسكي، جي.آي. (1981)، توائم الجرافيت الجديدة: Zapiski Vsesoyuznogo Mineralogicheskogo Obschestva: 110(6): 716-720.
• Shafranovskii، G. I. (1982)، علم البلورات من الجرافيت من جبال إيلمن؛ البحوث المعدنية للودائع الداخلية لجبال الأورال: أكاديمية Nauk CCCP- Uralskii Nauchnuri Tsentr: 44-53.
• شافرانوفسكي، جي.آي. (1982)، التوائم والثلاثيات الجرافيتية: Mineralogicheskii Zhurnal: 4(1): 74-81.
• شافرانوفسكي، جي.آي. (1983)، التوأمة الكلاسيكية وغير الكلاسيكية في الجرافيت: Zapiski Vsesoyuznogo Mineralogicheskogo Obschestva: 112(5): 577-581.
• غوهلا، كارل هاينز (1984)، Graphit aus Kropfmuhl: الصهارة: 4: 26-51.
• جدواب، جاك وبوليج، جاك (1984): بلورات الجرافيت في الفتحات الحرارية المائية: الطبيعة: 310: 41-43.
• وينلت، وينفريد (1984)، Die Geologie der Graphit- Lagerstatte Kropfmuhl: الصهارة: 4: 52-56.
• وينر، كارل لودفيغ وهاجر، هارالد (1987)، لوالب النمو على بلورات الجرافيت: اللازورد: 12(1): 31-33.
• رامبل، د. وتشامبرلين، سي.بي. (1988)، رواسب الوريد الجرافيت في نيو هامبشاير: دليل المؤتمر الجيولوجي بين الكليات في نيو إنجلاند: 241-255.
• بيرسون، دي جي، ديفيز، جي آر، نيكسون، بي إتش و ميليدج، هـ. (1989)، الماس الجرافيتي من كتلة صخرية من البريدوتيت في المغرب والآثار المترتبة على حوادث الماس الشاذة: الطبيعة (لندن): 338 210: 60-62.
• بيرناتوفيتش، توماس J.؛ أماري، ساشيكو؛ زينر، إرنست ك.؛ و لويس، روي س. (1991)، الحبوب بين النجوم داخل الحبوب بين النجوم: مجلة الفيزياء الفلكية: 373: L73-L76.
• Jaszczak، John A. (1991)، جرافيت من كريستمور، كاليفورنيا: السجل المعدني: 22(6): 427-432.
• كفاسنيتسا، ف.ن. وياتسينكو، ف.ج. (1991)، جرافيت كروي من منطقة بحر آزوف: Mineralogicheskii Zhurnal: 13(1): 95-101.
• ليمانسكي، تشيستر س. (1991)، الجرافيت في الخام: جدول الانتقاء: 32 (1): 13 نوفمبر 1991.
• تسوتشيا، نوريوشي؛ سوزوكي، شونيتشي؛ وتشيدا، تاداشي (1991)، أصل الجرافيت في جسم أوشيرابيتسو الجابرويك، هوكايدو اليابان: مجلة علم المعادن والبترول والجيولوجيا الاقتصادية؛ الجمعية اليابانية لعلماء المعادن وعلماء البترول وعلماء الجيولوجيا الاقتصادية، جامعة توهوكو، سينداي 980، اليابان: 86(6): 264-272.
• كفاسنيتسا، ف.ن. وياتسينكو، ف.ج. (1992)، آليات نمو بلورات الجرافيت الطبيعية في أوكرانيا: دوكلادي أكاديميو ناوك: 4: 73-76.
• ديساناياكي، سي.بي. (1994)، أصل الجرافيت الوريدي في التضاريس المتحولة عالية الجودة: دور المادة العضوية والرواسب: رواسب المعادن: 29: 57-67.
• Jaszczak، John A. (1994)، بلورات الجرافيت الشهيرة من ستيرلنج هيل، نيو جيرسي: جدول الانتقاء: 35(2).
• Semenenko, V. P. and Girich, A. L. (1995)، علم المعادن لجزء فريد يحتوي على الجرافيت في كوندريت كريمكا (LL3): المجلة المعدنية: 59: 443-454.
• تايلر، إيان (1995)، سيثويت واد ومناجم بوروديل فالي “منشورات بلو روك، كارلايل، إنجلترا”: 220.
• Jaszczak، John A. (1997)، بلورات جرافيت غير عادية من محجر لايم كريست، سبارتا، نيو جيرسي: الصخور والمعادن: 72(5): 330-334.
• كفاسنيتسا، ف.ن. وياتسينكو، ف.ج. (1997)، دوامات النمو على بلورات الجرافيت من أوكرانيا: Mineralogicheskii Zhurnal: 19(6): 43-48.
• Jaszczak، John A. (1998)، بلورات جرافيت غير عادية من محجر لايم كريست، سبارتا، نيو جيرسي: جدول الانتقاء: 39(1): 20-24.
• كفاسنيتسا، V.N.؛ ياتسينكو، V. G.؛ وزاغنيتكو، في.م. (1998)، أصناف من الكريات الجرافيتية من الرواسب وأحداث الخام في أوكرانيا: Mineralogicheskii Zhurnal، Akademiya Nauk Ukrainy، كييف، أوكرانيا: 20(2): 34-39.
• Hanna, George A. and Jaszczak, John A. (1999)، اكتشاف جديد للجرافيت الكروي من ستيرلنج هيل، نيو جيرسي: جدول الانتقاء: 40: 27-30.
• كفاسنيتسا، فيكتور ن.؛ ياتسينكو، فيكتور ج.؛ و Jaszczak، John A. (1999)، الانحرافات في بلورات الجرافيت غير العادية من الأنوثوسيتس في أوكرانيا: عالم المعادن الكندي: 37(4): 951-960.
• Jaszczak، John A. (2000)، "مساهمات Palache في علم المعادن في ستيرلنج هيل، نيو جيرسي": إعادة النظر في مستوى 900 قدم: ماتريكس، مجلة تاريخ المعادن: 8(3): 137-149 .
• Jaszczak، John A. and Robinson، George W. (2000)، جرافيت كروي وثلاثي من بيرفيكترهام، أونتاريو، كندا: الصخور والمعادن: 75(3): 172-173.
• Satish-Kumar، M. and Wada، Hideki (2000)، توازن نظائر الكربون بين الكالسيت والجرافيت في Skallen Marbles، شرق القارة القطبية الجنوبية: دليل على الحفاظ على درجات حرارة الذروة المتحولة: الجيولوجيا الكيميائية: 166: 173-182.
• الجريسي، أحمد؛ جيليت، فيليب؛ تشن مينغ. كونستلر، فريدل؛ وGraup، Günther and Volker، Stähle (2001)، الاكتشاف الموقعي لانتقال مرحلة الجرافيت والماس الناجم عن الصدمة في النيس من فوهة ريس، ألمانيا: عالم المعادن الأمريكي: 86: 611-621.
• Jaszczak، John A. (2001)، “مساهمات Palache في علم المعادن في ستيرلنج هيل، نيو جيرسي”، إعادة النظر في مستوى 900 قدم: جدول الانتقاء: 42 (1).
• Jaszczak، John A. and Rakovan، John (2002)، دوامات النمو على بلورات الجرافيت من مستودع منجم تروتر، فرانكلين، نيو جيرسي: جدول الانتقاء: 43(2).
• Rakovan، John and Jaszczak، John A. (2002)، حلزونات نمو متعددة الطول على أسطح الجرافيت المتحولة (001) تمت دراستها بواسطة مجهر القوة الذرية: عالم المعادن الأمريكي: 87: 17-24.
• جاسزاك، جون أ. روبنسون، جورج دبليو. ديموفسكي، سفيتلانا؛ جوجوتسي، يوري (2003)، مخاريط الجرافيت الموجودة بشكل طبيعي: الكربون: 41(11): 2085-2092.
• سانتوش، م. وادا، ه.؛ ساتيش كومار، م.؛ و بينو لال، س.س. (2003)، "طبقات" نظير الكربون في بلورة جرافيت واحدة: الآثار المترتبة على آلية النمو البلوري للجرافيت المترسب بالسوائل: عالم المعادن الأمريكي: 88: 1689-1696.
• Stadermann, F. J., Croat, T. K., and Bernatowicz, T. (2004) "تحديد NanoSIMS لتركيبات نظائر الكربون والأكسجين لجرافيتات ما قبل الشمس من نيزك مورشيسون"، المؤتمر الخامس والثلاثون للعلوم القمرية والكواكب، 15-19 مارس، ليج سيتي، تكساس ، الملخص رقم 1758.

وصف وخصائص الجرافيت

الجرافيتهو عنصر طبيعي، معدن سهل الانقسام، أحد تعديلات الكربون. الجرافيت - مادةناعمة جدًا، وسهلة التصنيع، ولها بريق معدني. صيغة الجرافيت– ج (الكربون).

التوصيل الكهربائي الجرافيت، الصورةوالذي يمكن رؤيته أعلاه، يتجاوز الموصلية الكهربائية بمقدار 2.5 مرة. المقاومة النوعيةالتيار الكهربائي عند درجة حرارة 0 درجة يتراوح بين 0.390-0.602 أوم، وأدنى قيمة له لأنواع مختلفة من هذا العنصر هي نفسها - 0.0075 أوم.

يتميز العنصر بزيادة التوصيل الحراري، ومعاملها أعلى بخمس مرات من معامل الطوب (0.041). الجرافيت لديه موصلية حرارية أقل. حدود درجة حرارة الانصهار هي 3845-3890 درجة مئوية، ويبدأ الغليان عند 4200 درجة مئوية. أثناء احتراق العنصر، يتم إطلاق 7832 سعرة حرارية من الحرارة.الجرافيت ذو قدرة مغناطيسية.

الرئيسية الخواص الكيميائية- الخمول تجاه السوائل والغازات والمواد الصلبة، والقدرة على الذوبان في المعادن المنصهرة بنقطة انصهار أعلى من درجة انصهارها. في درجات حرارة عالية يمكن أن تتفاعل مع العناصر الأخرى.

إنها ليست مرنة، ولكنها في نفس الوقت تنحني وتقطع. بسبب محتواه من الدهون واللدونة، فإنه يستخدم على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي. كما يسمح محتواه الدهني باستخدامه كمواد تشحيم. كثافة الجرافيت 2.23 جم/سم3.

يحتوي الجرافيت على هيكل متعدد الطبقات له خصائصه الخاصة. ذرات الكربون شبكة كريستال الجرافيتهي خلايا قرص العسل: وهي أشكال سداسية مرتبة في صفوف. وفي كل صف، تكون الذرات مرتبطة ببعضها البعض بشكل وثيق، كما أن اتصال الصفوف مع بعضها البعض ضعيف. لذلك، من السهل كسر الجرافيت حتى لو ضغطت عليه برفق.

مقياس صلابة موس هو واحد، في حين أن الماس هو عشرة، على الرغم من ذلك الماس والجرافيت- هذه هي سلالات الكربون. الأمر كله يتعلق بالشبكة البلورية. في الماس، ترتبط ذرة كربون واحدة بأربع ذرات مجاورة. بناءً على الأبحاث، أثبت العلماء أن الشبكة البلورية الجرافيتية عند درجات حرارة أعلى من 1500 درجة مئوية يمكن أن تتحول إلى شبكة ألماسية.

أثناء عملية المعالجة، الفيزيائية والكيميائية خصائص الجرافيتتختلف، لذلك تم تصنيفها إلى العلامات التجارية التي لها اختلافات المقابلة. في الصناعة، يتم استخدام درجة منفصلة من الجرافيت نوع معينمنتجات.

ينقسم الجرافيت إلى طبيعي (طبيعي) وصناعي. أثناء إنتاجه، يتم أخذ الخصائص في الاعتبار اعتمادًا على الغرض من المنتج. الطبيعي، بدوره، ينقسم إلى الجرافيت البلوريوالكريستالين، هو مسحوق يشبه البارود.

يحدد مصنعو منتجات الجرافيت متطلباتهم من المواد الخام حسب الغرض منها. ووفقا لهذا، تم تنفيذ العلامات، ومختلف درجات الجرافيتولكل منها غرضه الخاص.

من بينها الكربون الكهربائي، والخلية، والبطارية، والقلم الرصاص، ومواد التشحيم، بالإضافة إلى علامة تجارية خاصة لإنتاج الجرافيت للمفاعلات النووية. يجب أن تمتثل جميع الجرافيت المنتجة متطلبات تقنيةاعتمادا على مجال تطبيقه.

رواسب الجرافيت والتعدين

تبلغ موارد الجرافيت في جميع أنحاء العالم ما يقرب من 600 مليون طن، ويبلغ إنتاجها السنوي أكثر من 600 ألف طن، وتمتلك المكسيك والصين وجمهورية التشيك والبرازيل وأوكرانيا وروسيا وكوريا الجنوبية وكندا أكبر الاحتياطيات. يتكون هذا المعدن من تحول الصخور الرسوبية من المركبات العضوية. رواسب الجرافيتكانت ذات أهمية من الناحية الاقتصادية منذ العصور القديمة وتقدر طاقتها بملايين الأطنان.

إن تطوير هذه الرواسب يزود الصناعة بالمواد الخام اللازمة. الجرافيت الطبيعيتوجد على شكل شوائب بلورية أو ليفية كثيفة في الصخور،،. وهي تشكل كتلًا كبيرة على شكل كتل غير شفافة أو رمادية أو شاحبة أو متقشرة. لون الجرافيتتتراوح من الرمادي الفولاذي إلى الأسود. يتم استخراج الجرافيت المقطوع تحت الأرض، ويتم استخراج خام الجرافيت عن طريق التعدين في الحفرة المفتوحة.

تطبيق الجرافيت

لقد كان كل من المصنعين والناس العاديين على دراية منذ فترة طويلة مادة الجرافيت، والتي أثبتت أنها تتمتع بصفات تسمح باستخدامها ليس فقط في عمليات الإنتاج، ولكن أيضًا في الحياة اليومية.

نظرًا لخصائصه الأساسية مثل التوصيل الكهربائي ومقاومة الحرائق، فقد وجد هذا المعدن تطبيقًا واسعًا في الصناعة. يستخدمه علم المعادن في صناعة المغارف والقوالب والحاويات المقاومة للحرارة للتبلور. تستخدم المسابك مسحوق الجرافيت كمواد تشحيم لقوالب الصب.

وهو أحد مكونات صناعة الطوب الحراري. يتم الحصول على معاجين التلميع والطحن من مخاليط الجرافيت. وبالنظر إلى خصائص التوصيل الكهربائي للعنصر الطبيعي، فإنه لا غنى عنه لتصنيع الاتصالات للأجهزة الكهربائية والأقطاب الكهربائية.

الصناعة التحويلية أقلام الجرافيت,كما أن إنتاج مواد التشحيم والطلاء لا يمكنه الاستغناء عن هذه المادة. يتم تصنيع سلاسل قلم الرصاص من الجرافيت الأسودبالرغم من وجودها في الطبيعة الجرافيت الرماديمع تألق فولاذي. وهو عبارة عن حشو بلاستيكي، وبمساعدته تم إنشاء إنتاج الماس الاصطناعي.

حتى صناعة الطاقة النووية قدّرت خصائص الجرافيت وبدأت في استخدامه. الهندسة الميكانيكية - مواد للمحامل والأختام والمكبس. في الحياة اليومية، بدأوا أيضًا في استخدام مواد التشحيم الجرافيتية - لمعالجة نوابض السيارات وسلاسل الدراجات وحتى مفصلات الأبواب.

منتج الطلاء ذو ​​خصائص مضادة للتآكل طلاء الجرافيت. إنه تعليق مكون واحد. بالإضافة إلى حشو الجرافيت، يتضمن تكوينه مادة ملدنة وأصباغ ملزمة. باستخدام هذا الطلاء، تتم حماية منتجات الخرسانة والصلب والخشب والألمنيوم والحديد الزهر من التآكل.

في الطب، أثبت الجرافيت نفسه كأحد العلاجات المثلية للأمراض الجلدية الناتجة عن الاضطرابات الداخلية التي يصعب علاجها. يمنع تكون الالتصاقات والندبات بعد الالتهاب، كما يؤثر على عمليات التمثيل الغذائي. من الصعب سرد الأمراض التي يكون للجرافيت تأثير مفيد عليها، لذلك يتم تضمينه في العديد من الأدوية.

سعر الجرافيت

تتم مبيعات الجرافيت من قبل شركات متخصصة تعمل في مجال التعدين والمعالجة الجرافيت، الأسعاروهي مقبولة تماما. تعتمد فئة سعر الجرافيت الطبيعي على حجمه ومحتواه من الكربون. كل مجموعة متنوعة الجرافيت لديهتكلفتها - كلما زاد محتوى الكربون، كانت الخصائص التقنية أفضل، وأكثر تكلفة.

يباع هذا المعدن بالتجزئة والجملة. يستطيع المستهلك شراء الجرافيتبشروط تناسبه عند الشراء بكميات كبيرة، يتم تقديم خصم وضمان التسليم. التكلفة تعتمد أيضا على المنطقة. متوسط سعر الجرافيتحوالي 45 فرك/كجم. المنتجات النهائيةتكاليف أكثر.

بالإضافة إلى المركبات التي تحتوي على الأكسجين (الكربونات) والهيدروجين (الهيدروكربونات) المنتشرة في الطبيعة، يوجد الكربون في شكله الأصلي، ويشكل نوعين متعددي الأشكال - الجرافيت والماس، متطابقان في التركيب، ولكنهما مختلفان بشكل حاد في البنية والخصائص الفيزيائية.

المرادفات:
بلومباجين(دي ليسل، 1783)، الرصاص الأسود، الميلانجرافيت (هايدينجر، 1845)، الجرافيت (سوير، 1885)، الجرافيت (لوتزي، 1891).

الاسم الإنجليزي لمعدن الجرافيت هو الجرافيت

أصل الاسم

عُرف الجرافيت منذ العصور القديمة، وسمي بهذا الاسم من الكلمة اليونانية "جرافو" - أكتب (فيرنر، 1789).

التركيب الكيميائي

حتى لو تم اختياره بشكل بحت، فإنه يحتوي دائمًا على غازات ممتصة - بشكل رئيسي H، N، بكميات أقل CO3، CO، CH4، وأحيانًا NH3، H2S، وأيضًا H2O. غالبًا ما يحتوي على شوائب ميكانيكية، والتي عند حرقها بالكامل أو يبقى بعضها في الرماد. ; يحتوي في بعض الأحيان على البيتومين. بالإضافة إلى Si وAl وFe وMg وCa والقلويات، قد يحتوي الرماد على S وP وCu وNi وMo وMn، بالإضافة إلى Be وGe وTi وV والمعادن النبيلة وما إلى ذلك. يعتبر V الموجود في الرماد نموذجيًا للجرافيت ذو الأصل العضوي. قد يكون الحديد موجودًا في بعض الأحيان كحل صلب.

أصناف من الجرافيت

• الشونجيت- مجموعة غير متبلورة من الجرافيت (فرق انتقالي بين الفحم والجرافيت).
• (الجرافيت) = مجموعة غير متبلورة من الجرافيت
• ميكا الجرافيت(Graphitglimmer)، الاسم الزائد = الجرافيت

الشونغيت - الشونغيت (الأجانب، 1879). اكتشف لأول مرة بالقرب من القرية. شونجاف (كاريليا، روسيا). ينتمي إلى مجموعة الجمرة الخبيثة وهو منتج وسيط بين الكربون غير المتبلور والجرافيت. يحتوي على مرحلة بلورية على شكل جرافيت مشتت بدقة شديدة. هناك أربعة أنواع تتوافق مع درجات مختلفة من التحول ومحتويات مختلفة من المادة الكربونية.

Shungite I هو الأقرب إلى الجرافيت. كسرها محاري. صلابة 3.5-4. الكثافة 1.84-1.98. لون أسود؛ مع لون بني بالكاد ملحوظ. البريق قوي وشبه معدني. مبهمة. يحتوي على أصغر شوائب الكوارتز والدولوميت والكالسيت والبيريت وما إلى ذلك. الموصلية الكهربائية قريبة من الجرافيت.

في المقاطع المصقولة، أصفر نحاسي (يذكرنا بالبيروتيت). لا يكتشف الانعكاس المزدوج (على عكس الجرافيت). متباين الخواص بشكل ملحوظ.
يحتوي على 93-98% C، وتصل إلى 3-4% مركبات الهيدروجين، وكذلك N، O، S، وتصل إلى 8% ماء استرطابي؛ يوجد في الرماد كميات كبيرة من V، Ni، Mo، وكذلك W، Ce، As؛ عن طريق التحليل الطيفي: Co، Ti، Mg، Sr، Cu، Cr، Zr، Rh، Ru، Pt، Mn. يرتبط المحتوى V المميز للشونجيت، وفقًا لمارمو، بالشوائب.
تحت أنبوب النفخ يتشقق ويحترق ببطء شديد. يعمل H 2 SO 4 و HNO 3 القوي على أكسدة المسحوق الناعم فقط مع الغليان لفترة طويلة.
Shungite II و III و IV - تحتوي الأصناف ذات اللمعان المنخفض وغير اللامع على 40-60٪ فقط و28-44٪ وأقل من 15٪ من الكربون على التوالي.
لديه توزيع محدود للغاية. يبدو أنها تشكلت نتيجة لتحول الصخور الرسوبية القارية ما قبل الكمبري تحت تأثير الدياباز. في كاريليا تشكل عروقًا وعدسات عند ملامسة الحجر الجيري والصخر الزيتي وتشرب الصخر الزيتي. لوحظ في عدة أماكن في منطقة بحيرة أونيجا. في كاريليا وفنلندا، لوحظ في بورياتيا وياكوتيا، وكذلك في جبال الأورال - في مغناطيسات ساتكا (منطقة تشيليابينسك) وفي صخور تكوين سبيليت - ألبيتوفير بالقرب من كراسنورالسك (منطقة سفيردلوفسك)، حيث يقتصر على اتصالات السبيليت والبيتوفيريس مع الطبقات البينية من الصخور الرسوبية المتحولة والصخور الرسوبية الطوفية.
ويمكن استخدامه كسماد، كوقود في أفران مكيفة خصيصًا، وكمادة خام لاستخراج V، Mo، في علم المعادن (كبديل لفحم الكوك وحامل لعوامل صناعة السبائك).

الخصائص البلورية

سينغونياسداسي الشكل.

فصلسداسي ثنائي الهرم.

هيكل كريستال.هيكل الطبقات. في شبكة مستوية لا نهائية، تمثل كل حلقة شكلًا سداسيًا من نوع البنزين؛ بالقرب من كل ذرة C هناك ثلاث ذرات مجاورة على نفس المسافة. الشبكات المتوازية متباعدة على مسافة كبيرة من بعضها البعض. خلال الفترة c، هناك شبكتان متوازيتان متبادلتان، يتم إزاحتهما بشكل متبادل بحيث تقع عقدة الشبكة العلوية فوق مركز الشكل السداسي للشبكة السفلية. ونظراً لضعف الاتصال بين الشبكات، غالباً ما يتم انتهاك هذا الانتظام في بنية الشبكة الجرافيتية، وفيما يتعلق بمركز السداسي لطبقة واحدة، يتم ترتيب الطبقات العلوية والسفلية بحيث تكون ثلاثية الأشعة C - C، الموجود أعلى وأسفل محور الحلقة الوسطى، يدوران بشكل متبادل بمقدار 180 درجة. إذا تجلى مثل هذا الانتهاك لبنية شبكة الجرافيت على نطاق واسع، فإننا نتحدث عن تعديل معيني (ثلاثي الطبقات) للجرافيت. من الممكن أيضًا حدوث مخالفات أخرى في تناوب الطبقات. يحدد وجود الإلكترونات المتحركة في الشبكة عددًا من خصائص الجرافيت التي تقترب من خصائص المعادن: اللون، واللمعان، والتوصيل الكهربائي والحراري، ومقاومة الأحماض، وما إلى ذلك. الفرق في الروابط في الشبكة في اتجاه الطبقات والعمودي لأنه يسبب تباينًا واضحًا في الصلابة والتوصيل الكهربائي والخصائص المغناطيسية والبصرية وغيرها.

الأشكال الرئيسية: بلورات جدولية حسب (0001)، ناقصة؛ تشكل صفائح سداسية ذات حواف متطورة (h0hl) في حالة الغياب أو القيمة الثانوية (hh2hl). الأشكال الأكثر شيوعًا هي: c، r، o، q، p.
هناك تظليل على الحواف.

شكل من الوجود في الطبيعة

مظهر كريستال. البلورات نادرة. تشكل بلورات صفائحية صغيرة (سداسية).

الزوجيوبحسب (1121) تتشكل نتيجة الضغط، وتظهر على (0001) على شكل فقس ثلاثي أو سداسي؛ هناك ثنائيات نادرة تدور بزاوية 30 درجة (90 درجة). وقد لوحظت تداخلات موجهة مع البيوتيت.

تجمعات. مقاييس وألواح صغيرة فردية، خرسانات كروية لهيكل شعاعي، أقل مركزية في كثير من الأحيان، مجموعات من المقاييس ذات الأحجام المختلفة، ترابية في بعض الأحيان.

الخصائص الفيزيائية

بصري

• لون البلورات هو الرمادي الداكن والفضي ولون الركام من الأسود الحديدي إلى الرمادي الفولاذي.
• سمة اللون الرمادي الرصاصي الداكن، والأسود اللامع
• لمعان معدني قوي
• لون البلورات المشفرة غير لامع.
• الشفافية. شفافة فقط في الأوراق الرقيقة جدًا.

مؤشرات الانكسار

نانوغرام =، نانومتر = و نب =

ميكانيكي

• الصلابة 1-2، عند (0001) - 5.5؛ بالنسبة للركام عالي التشتت، تزداد الصلابة مع زيادة درجة التشتت. الأوراق مرنة وقوة شدها 2 كجم/مم2 (شابيرو).
• الكثافة 2.21-2.26.
• الانقسام في اتجاه واحد على طول (0001) مثالي.
• يكون كسر الركام الصافي البلوري حبيبيًا، في حين أن كسر الركام الكثيف يكون أملسًا.

الخواص الكيميائية

مقاومة كيميائية. مضاد للاحمضه. في المقاطع المصقولة، لا يتم حفر الجرافيت بواسطة أي من الكواشف القياسية.
عند تسخينها باستخدام HNO 3 المدخن، تتضخم رقائق الجرافيت (تفاعل برودي). مع التسخين لفترة طويلة، يتكون حمض الجرافيتي في خليط من HNO 3 المدخن مع ملح بيرثوليت (KClO 3). بناءً على بعض الاختلافات فيما يتعلق بـ HNO 3 وKNO 3، تم اقتراح (People 1891) للتمييز بين اختلافين - α و β.

خصائص أخرى

معامل الاحتكاك منخفض جدًا، وهو ما يرتبط بملمس "دهني" ويستخدم كمواد تشحيم.

موصل جيد للكهرباء. تتناقص الموصلية الكهربائية بشكل حاد مع زيادة درجة الحرارة (التاريخ) وتزداد مع زيادة الرطوبة والمحتوى المتطاير (وادا). إن تباين الخواص المغناطيسية واضح للغاية.

المقاومة الحرارية. نقطة الانصهار 3550 درجة + 50 درجة. عند تسخينه في الهواء، يبدأ في التأكسد فوق 400 درجة مئوية (مقاييس ترانسبايكال الشرقية عند درجات حرارة أقل من 300 درجة مئوية)؛ يعتمد معدل الأكسدة (الاحتراق) على بنية الركام: واسع النطاق - 720-730 درجة، صغير الحجم بوتوغول - 680 درجة.

اكتساب مصطنع

في أفران كهربائيةعند درجات حرارة أعلى من 2200 درجة، يتم الحصول على الجرافيت من فحم الأنثراسايت والكربون غير المتبلور (جرافيت أتشيسون). يتم إطلاقه أثناء تبلور المعادن، وخاصة في الحديد الزهر الرمادي. في شكل لوحات سداسية، تم الحصول عليها من ذوبان السيليكات مع مزيج من السخام والفلوريت. يتكون من الماس عند تسخينه في فراغ عند درجة حرارة 2000 درجة مئوية تقريبًا؛ في هذه الحالة، يتم توجيه الجرافيت بالتوازي مع الماس. ويمكن الحصول عليه عند ضغط منخفض وعند درجات حرارة تصل إلى 1000 درجة نتيجة لإزالة الأكسدة من ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون المتكون أثناء تفكك كربونات الكالسيوم 3 (تجارب أوهلينج ووينشل وفراوينفيلدر، وفقًا لشابيرو).

علامات التشخيص

يتميز باللون، والملمس الدهني، وقلة الصلابة، والنعومة (يكتب على الورق)، وبقع الأصابع. مقاومة الأحماض.

تختلف الرقائق الصغيرة عن الموليبدينيت المشابه جدًا بأكثر من ذلك لون غامقوتألق أقل كثافة. في الضوء العاكس، يتم تحديد طبيعة الانعكاس المزدوج وتباين الخواص بسهولة. لا يمكن الخلط إلا بينه وبين الموليبدينيت (الذي يتميز بلون بني وانعكاس منخفض - Re)، وبين فاليريت والتينوريت، اللذين يختلفان في التكوّن؛ بالإضافة إلى ذلك، يتميز Walleriite بانعكاسية عالية، والتينوريت - بانعكاس مزدوج أقل. يصعب تمييز الجرافيت البلوري المخفي الخواص في جزيئات دقيقة جدًا عن السلفانيت، ومع ذلك، فإن انعكاسيته أعلى من متوسط ​​انعكاسية الجرافيت.
المسافات بين الكواكب للجرافيت (وفقًا لميخيف) Fe-anticatode، D = 140.00 مم

الأصل والموقع

معدن منتشر على نطاق واسع، ويشكل تراكمات كبيرة في بعض الأماكن. يحدث عندما درجات حرارة عالية- أثناء تبلور الصهارة وأثناء تكوين رواسب الأوردة وأثناء عمليات التحول.

مكان الميلاد

تعليم تراكمات الجرافيت في الصخور الناريةيرتبط باستيعاب الحجر الجيري والصخور البيتومينية أو الكربونية بواسطة الصهارة. بعض الرواسب في هذه المجموعة لها أهمية صناعية. وأشهرها هو رواسب بوتوغول (أليبروفسكي) في بورياتيا، حيث يشكل الجرافيت مخزونات وأعشاشًا وأجسامًا تشبه الأوردة وانفصالات متناثرة بين السيانيت بالقرب من الحجر الجيري. رفقاء الجرافيت هم microcline و aegirine-augite و albite و calcite و sphene وما إلى ذلك. في رواسب Cheremshanskoye (جبال Ilmen في منطقة تشيليابينسك) ، لوحظ الجرافيت في الجرانيت على شكل كريات وأعشاش وفصل غير منتظم. كما تم أيضًا إنشاء رواسب الجرافيت بين الجرانيت في مقاطعة كلاي (ألاباما، الولايات المتحدة الأمريكية). في أوفيفاك (غرب جرينلاند) تم العثور على الجرافيت في البازلت مع الحديد الأصلي، في هارز (ألمانيا) - في البورفيريات والبورفيريت والجابروس، في مالقة (إسبانيا) - بين السربنتينيت والديوريت البورفيريت، في نيو ساوث ويلز (أستراليا) - في الفلسيتات التي تشكل السد. تمت ملاحظة انفصال الجرافيت، وبعضها ذو أهمية عملية، في العديد من عروق البغماتيت (البغماتيت الحامل للجرافيت في أوكرانيا وطاجيكستان والبرازيل والهند وغرينلاند والولايات المتحدة الأمريكية وإيطاليا وكندا ودول أخرى).
ومن رواسب الجرافيت الوريدية ذات الحرارة المرتفعة، أشهرها رواسب سيلان، وهي ذات أهمية صناعية كبيرة. تحدث عروق الجرافيت هنا بشكل رئيسي بين النيس. وهي تتكون بالكامل تقريبًا من الجرافيت أو تحتوي معها على البيريت والتيتانوماغنيتيت والكوارتز والبيوتيت والأورثوكلاز والأباتيت والأورتيت والروتيل والزيوليت والكالسيت ومعادن أخرى. توجد رواسب من الجرافيت من نفس النوع في كندا (مقاطعة كيبيك) والولايات المتحدة الأمريكية (مونتانا) وإنجلترا (كمبرلاند) ودول أخرى.
ويلاحظ وجود الجرافيت في بعض عروق الكوارتز مع الولفراميت، وفي بعض عروق الكوارتز الحاملة للذهب، ورواسب الرصاص والزنك الحرارية المائية متوسطة الحرارة، وما إلى ذلك.
في رواسب سكارن، لوحظ الجرافيت بالاشتراك مع العقيق، فيزوف، الديوبسيد، الولاستونيت، التريموليت، السكابوليت، الكالسيت، الأباتيت وغيرها من المعادن؛ بعض الودائع في هذه المجموعة صناعية. هذه هي رواسب كندا - لويز (مقاطعة كيبيك) وبورت إلنسلي (مقاطعة أونتاريو). في رواسب طاس-كازغان (أوزبكستان)، يقتصر الجرافيت على ملامسة الجابرو نوريت للصخور البيتومينية.

تم تطويره على نطاق واسع في الصخور المتحولة، والنيس، والصخر الزيتي، في شكل رقائق فردية متناثرة، ومجموعات، ورواسب على شكل عدسة وصفائح. ويتكون نتيجة التحول العميق للصخور الرسوبية القديمة، والتي كانت تحتوي في البداية على كميات كبيرة من المخلفات العضوية (البيتومينية) أو رواسب الكربونات. هذه هي الرواسب المتقشرة المتطورة على نطاق واسع في صخور النيس والشيست في أوكرانيا - نتيجة التحول المكثف للصخور البلورية القديمة، ربما بمشاركة المواد المتطايرة (رواسب ستارو كريمسكوي، زافيالوفسكوي، إلخ)، رواسب سويوزنوي في خينجان الصغرى في منطقة أمور، رواسب تايجينسكوي ومورزينسكوي في منطقة سفيردلوفسك، رواسب غنية في النيس بالقرب من باساو (ألمانيا)، في الحجر الجيري المتحول في بارجاس في فنلندا، وآشلاند في الولاية. ألاباما (الولايات المتحدة الأمريكية)، رواسب كبيرة من رقائق الجرافيت في مدغشقر، إلخ.
تم تطوير رواسب الجرافيت البلوري المخفي المرتبط بتحول الفحم الصلب على نطاق واسع. وفقا لل ظروف مختلفةالتحول تختلف درجة تحول الفحم. يشكل الجرافيت طبقات وطبقات ورواسب صفائحية. تحت تأثير عمل الاتصال من الفخاخ على طبقات الفحم، على سبيل المثال، تم تشكيل رواسب كبيرة من الجزء الغربي من حوض الفحم تونغوسكا (إقليم كراسنويارسك)، والتي تتكون من رواسب جرافيت صغيرة مع خليط من البيريت والكالسيت وكميات صغيرة من الأباتيت، الروتيل، المغنتيت، إلخ. يرتبط أيضًا بتحول الفحم الصلب أيضًا تكوين بعض رواسب الجرافيت في جبال الأورال (بويفسكوي، بولتافسكوي، بريدينسكوي، فادينسكوي في منطقة تشيليابينسك). يوجد الجرافيت الناعم، الذي لا يمكن اكتشافه إلا عن طريق تحليل الأشعة السينية، في العديد من أنواع الفحم الأحفوري.
يوجد الجرافيت في بعض الغرينيات الغرينية، والتي تكونت أثناء تجوية الصخور المحتوية على الجرافيت.
في تسامي بركان بيليوكاي في كامتشاتكا، تشكل الجرافيت على شكل رواسب من الأمونيا، ربما نتيجة لتدفق الحمم البركانية على الغطاء النباتي (وفقًا لتقرير نابوكو الشفهي). ويلاحظ وجود الجرافيت في النيازك الحجرية والحديدية.
إن نشأة أفلام الجرافيت على بلورات الماس في رواسب جنوب إفريقيا غير واضحة.

Zavalevskoe تقشر رواسب الجرافيت

الجرافيت. الركام الخشن. أوكرانيا. زافالي

ترتبط العديد من الرواسب الصناعية من رقائق الجرافيت في المقاطعة الحاملة للجرافيت الأوكرانية بتكوينات Archean من سلسلة Teterev-Bug كجزء من الكتلة البلورية الأوكرانية. تتكون هذه السلسلة من الأمفيبوليت المخلوعة بقوة، والأمفيبول، والبلاجيوكلاز، والبيروكسين، والسيليمانيت، والنيس، والكوارتزيت والحجر الجيري البلوري، بالتناوب مع البيوتيت الجرافيتي، والسيرسيت، وكلوريت البيوتيت، وجليس كلوريت، والتي غالبًا ما تكون ذات أهمية صناعية. داخل المقاطعة، يتم تمييز ثلاث مناطق خام: بريبوجسكي (على طول نهري تيتيريف وبوج)، وكريفوروجسكي (على طول نهر إنجوليتس) وبريزوفسكي (على طول ساحل بحر آزوف). تتمتع جميع رواسب المقاطعة بقيمة صناعية كبيرة بسبب الجودة العالية للجرافيت ونطاق التمعدن الكبير وسهولة إثراء الخام وإمكانية التعدين في الحفرة المفتوحة.

يقع حقل Zavalevskoye على الضفة اليسرى لنهر Yuzh. بوغا هو ممثل نموذجي لهذه المقاطعة. من الناحية الجيولوجية، يقتصر على طية متوازية كبيرة من الاتجاه الغربي الشمالي الغربي مع زوايا حادة (حتى عمودية) من الصخور تنحدر في الأجنحة. يتكون الجزء الأوسط من الطية من الحجر الجيري المتبلور الذي يحده الكوارتزيت. سمك الحجر الجيري 500 م ، الكوارتزيت 20-50 م ، أسفل القسم يوجد النيس الحامل للجرافيت (طبقات منتجة) سمكها غير ثابت: في الجناح الشمالي يصل إلى 250 م ، وفي الجناح الجنوبي وينخفض ​​بشكل حاد إلى 15 مترًا، وترتكز الطبقات الإنتاجية على صخور النيس الأمفيبولية القاحلة. يقع الخط المتزامن بين الجرانيت المكشوف في الجزء الشمالي من الرواسب، ويتم اختراقه بواسطة عروق الكوارتز، وسدود الجرانيت وألواح الجرانيت. الصخور البلورية في منطقة الرواسب مغطاة في كل مكان برواسب طينية رملية من الدرجة الثالثة والرباعية يصل سمكها إلى 35-40 مترًا.

تتكون الطبقات الإنتاجية من النيس كلوريت البيوتيت والفلسبار-جارنيت الحاملة للجرافيت من عدة (1-5) آفاق حاملة للجرافيت مفصولة بالنيسس القاحلة. ويتراوح سمك هذه الآفاق من 3.5 إلى 70 م، ويبلغ طولها مئات الأمتار؛ فيها، وفقًا لبيانات أخذ العينات، يتم تحديد أجسام الخام الصناعية ذات شكل الصفائح والعدسات، المكونة من خامات منتشرة. يكون الجرافيت الموجود في هذه الأجسام قشاريًا خشنًا (حجمه من 0.1 إلى 1-2 ملم) بمتوسط ​​محتوى يتراوح بين 6-10%. في بعض الأحيان يتم دمج رقائق الجرافيت في مجموعات مرقطة - مجاميع. بالإضافة إلى الجرافيت، تحتوي الخامات على الكوارتز، الفلسبار البوتاسيوم، بلاجيوجلاز، وكذلك كميات صغيرة من البيوتيت، الكلوريت، العقيق،
الكالسيت والأباتيت والزركون والبيريت.

ويلاحظ تقسيم المناطق في قشرة التجوية المحددة بوضوح والتي تتطور فوق النيس الحامل للجرافيت. يتم تطوير معادن الطين على نطاق واسع في المنطقة العلوية (الفضفاضة). التركيب المعدني للخامات: جرافيت حتى 10%، ومعادن طينية تصل إلى 50% (هيدروميكا، مونتموريلونيت، كاولينيت، نونترونيت، إلخ)؛ 25% كوارتز؛ ما يصل إلى 10% من هيدروكسيدات الحديد؛ ما يصل إلى 10٪ من العقيق والفلسبار. في المنطقة الوسطى (شبه السائبة)، مع الحفاظ على محتوى الجرافيت (حتى 10٪)، تزداد كمية الكوارتز (30-4 0٪) والفلسبار (10-2 5٪)، والميكا (10-15٪). ) ، يظهر العقيق والسيليمانيت والأباتيت (حتى 10٪)، وفي نفس الوقت يتم تقليل نسبة معادن الطين (10-4 0٪). المنطقة السفلية (الكثيفة) لقشرة التجوية بطريقتها الخاصة التركيب المعدنيبالقرب من الخامات الأولية (الصلبة) للرواسب. نظرًا لحقيقة أنه في القشرة التجوية، يتم تحرير رقائق الجرافيت من التداخل مع المعادن الأخرى (مفتوحة)، ويتم إثراء هذه الخامات (ما يسمى بالخامات الناعمة) بسهولة أكبر، مما يمثل هدفًا رئيسيًا للتنمية الصناعية. يتم إثراء الخامات السائبة والصلبة من الرواسب عن طريق التعويم لإنتاج مركز يحتوي على 85-90٪ من الجرافيت عالي الجودة مع محتوى رماد لا يزيد عن 10-15٪. ومن حيث الاحتياطيات المستكشفة وحجم الإنتاج، يعد الحقل واحدًا من أكبر الحقول في البلاد. يعتبر معظم الباحثين وراثيا رواسب زافالفسكي متحولة، والتي تشكلت في عملية التحول الإقليمي لصخور الألومينوسيليكات الرسوبية الأولية التي تحتوي على مادة الكربون المشتتة. يعتقد بعض الجيولوجيين (V. P. Bukharov، V. B. Polyansky، إلخ) أن تكوين الجرافيت في النيس حدث بسبب الكربون المنبعث أثناء تفريغ صخور الكربونات، مصحوبًا بتحلل أول أكسيد الكربون (تفاعل Boudoir). أخيرًا، هناك أدلة على أنه، إلى جانب الجرافيت المتكون بسبب الكربون الرسوبي الأولي، قد يحتوي النيس أيضًا على جرافيت لاحق مرتبط بمصدر عميق لثاني أكسيد الكربون (أ.ف. كورجينسكي وآخرون).

الاستخدام العملي

يتمتع الجرافيت بتطبيقات متنوعة للغاية بناءً على "محتواه الدهني"، ومقاومته للأحماض، ومقاومة الحريق، والتوصيل الكهربائي. يتم استخدامه لصنع البوتقات لصهر الفولاذ والمعادن غير الحديدية (حوالي 65-70٪ من إجمالي الاستهلاك)، ويستخدم على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية (لتصنيع الأقطاب الكهربائية)، كمادة تشحيم، في إنتاج الدهانات، أقلام الرصاص، وما إلى ذلك. يعتبر الجرافيت البلوري هو الأكثر قيمة؛ يتم استخدام أصناف البلورات المشفرة فقط في المسبك، باعتبارها أرخص المواد الخام.

يتم الإنتاج العالمي من الجرافيت الطبيعي في عدد قليل من الدول ويقترب من 600 ألف طن/سنة. يقع ما يقرب من نصفها على عاتق الصين وروسيا، اللتين تطوران رواسب من الجرافيت البلوري وغير المتبلور. كبار منتجي الجرافيت البلوري هم جمهورية التشيك وألمانيا وجمهورية مدغشقر والنرويج وسريلانكا وغير المتبلور - الهند،
المكسيك، كوريا الشمالية، كوريا الجنوبية، النمسا. يبلغ الإنتاج العالمي من الجرافيت الاصطناعي حوالي 1.5 مليون طن ويتم تنفيذه في البلدان الصناعية التي ليس لديها احتياطيات طبيعية كبيرة من هذه المادة الخام: الولايات المتحدة الأمريكية وكندا واليابان ودول أوروبا الغربية.

نطاق الجرافيت والوصف والخصائص. أنواع الجرافيت الطبيعي والاصطناعي - التركيب الكيميائي والخصائص الميكانيكية والفيزيائية.

الجرافيت(من اليونانية القديمة γράφω - أنا أكتب) هي مادة طبيعية تنتمي إلى فئة العناصر الأصلية، وهي تعديل متآصل للكربون. لديها هيكل الطبقات. يمكن وضع كل طبقة من الشبكة البلورية الجرافيتية بشكل مختلف بالنسبة لبعضها البعض، وتشكيل أنواع متعددة. يجد الجرافيت تطبيقه في الأنشطة الصناعية والتصنيعية. تتميز منتجات الجرافيت بخصائص أداء متزايدة. الجرافيت مقاوم للتأثيرات الكيميائية والطبيعية، وهو متين للغاية، ويوصل الكهرباء بشكل جيد، وله صلابة منخفضة، ونعومة نسبية، ويتصلب بعد التعرض لدرجات الحرارة المرتفعة. الكثافة 2.23 جم/سم3. الجرافيت له بريق معدني ولون رمادي غامق. الموصلية الحرارية لهذا المعدن عالية جدًا، لذلك يتم استخدامه لتصنيع مكونات المعدات الكهربائية.

هيكل وتكوين الجرافيت

الهيكل له خصائصه المحددة. ترتبط ذرات الكربون ببعضها البعض بشكل تساهمي.

هناك تعديلان للمعدن الطبيعي:

• α- الجرافيت (سداسي). في هذا التعديل، تقع نصف ذرات كل طبقة أسفل وفوق مركز الشكل السداسي.
• β- الجرافيت (المعيني). في هذا التعديل للجرافيت، كل طبقة رابعة من الذرات تكرر الطبقة الأولى. ولا يتم ملاحظته في الطبيعة في شكله النقي. عند درجات حرارة تتراوح من 2500 إلى 3300 كلفن، يصبح الجرافيت المعيني سداسي الشكل تمامًا. مادة طبيعيةممثلة بشكل ملائم في العقد سداسية.

التركيب الكيميائي للجرافيتليست نظيفة. في كميات كبيرة(ما يصل إلى 10-20٪) يوجد رماد يتكون من مكونات مختلفة (FeO، SiO2، Al2O3، MgO، P2O5، CuO، CaO، إلخ)، والغازات (حتى 2٪) والقار، وأحيانًا الماء.

اللون في الغالب أسود حديدي ويصل إلى اللون الرمادي الفولاذي. يمتلك بريقاً معدنياً قوياً؛ المجاميع البلورية لا تتألق، فهي غير لامعة. معامل انكسار الجرافيت Nm==l.93-2.07. ملمسه دهني ويترك علامة على الورق والأصابع. الثقل النوعي للجرافيت هو 2.09-2.23 (يختلف اعتمادًا على درجة التشتت ووجود مسام دقيقة جدًا)، بالنسبة للشونجيت فهو 1.84-1.98. تتميز بموصلية كهربائية عالية، وذلك بسبب الترتيب الكثيف جدًا للذرات في الصفائح.

الجرافيت لا ينصهر، وإذا تم تسخينه في تيار من الأكسجين فإنه يحترق بقوة أكبر من الألماس. يتبخر فقط في لهب القوس الكهربائي دون أن يذوب. لا يذوب في الأحماض . عند مزجه مع KNO3، ينتج المسحوق وميضًا عند تسخينه.

الجرافيت في الطبيعة

وجدت في الطبيعة في الجرانيت والبيريت. تتشكل في الصخور النارية والبركانية الصخوروالسكارنز والبيغماتيت عند درجات حرارة عالية، وتوجد في عروق الكوارتز مع مواد متعددة، منتشرة على نطاق واسع في الرخام والشيست البلوري والنيس. نتيجة للانحلال الحراري تحت تأثير الفخاخ على رواسب الفحم، يتم تشكيل رواسب كبيرة من المعادن الطبيعية.

المؤشرات:

• المحتوى المعدني 2.0%
• محتوى الكربون > 98.0%
• محتوى الكبريت 550 جزء في المليون
• نطاق درجة الحرارة -200...3000 درجة مئوية
• كلوريد قابل للترشيح 50 جزء في المليون
• الانضغاطية 40%
• تجديد 15%
• نطاق الرقم الهيدروجيني 0-14
• ترهل تحت الحمل

أنواع الجرافيت الطبيعي:

• بوتقة (تستخدم لإنتاج المنتجات الحرارية. وتتميز بزيادة التوصيل الحراري ومقاومة التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة)،
• صب الكريستال (لديه معامل تمدد منخفض، ويتميز بالقوة عند درجات حرارة عالية، ويستخدم عند صب الأجزاء)،
• البطارية (يستخدم الجرافيت كمادة مضافة لإنتاج الأقطاب الكهربائية، وله خصائص تقنية وكيميائية محسنة)،
• لإنتاج أقلام الرصاص (الناعمة، الناعمة، التي لا تحتوي على شوائب الحديد)،
• عنصري (يستخدم الجرافيت لإنتاج الخلايا الجلفانية، فهو يزيد من التوصيل الحراري والكهربائي)،
• الفحم الكهربائي,
• لإنتاج مواد التشحيم والمطاط الموصل للكهرباء.

الجرافيت الاصطناعي - مجال التطبيق

يتم إنتاج الجرافيت الهيكلي والحبيبات الدقيقة والمضاد للاحتكاك والصب بشكل مصطنع. نطاق تطبيق المادة واسع جدًا. يستخدم الجرافيت لتصنيع المواد المقاومة للحرارة والآلات الكهربائية والمنشآت، في الصناعات الكيميائية والتعدين والتصنيع. كما أنها تستخدم لصنع أقلام الرصاص والدهانات والطلاء والبطاريات. لا غنى عن الجرافيت في الصناعة النووية وغيرها من المجالات المتخصصة للغاية.