Графит: плътност, свойства, особености на приложение и видове. Физични свойства и снимка на графит

Графитът (от гр. γράφω - пиша) е минерал, неметал от класа на самородните елементи. Шестоъгълна модификация на въглерода. Формула: C. Първоначално английските овчари, които откриват минерала през 16 век, приемат графита за олово.

Графит в Музея по минералогия, Бон.

Блясък метален, мазен или матов графит. Твърдост 1-2. Специфично тегло 2.09-2.23 g/cm 3 . Пише на хартия, цапа си ръцете. Мазнина на пипане. Цвят желязо черен, стоманено сив. Линията е черна. Деколтето е много перфектно. Твърди люспести, плътни или землисти маси, включвания и кристали под формата на шестоъгълни пластини. Сингония шестоъгълна. Кристалите са редки. Кристалната структура на графита го прави различен от диаманта, друга алотропна форма на въглерода, в която атомите са силно свързани един с друг във всички посоки. Кристалната структура на графита също определя неговата ниска твърдост, лекота на триене, мазно усещане, много перфектна цепителност, непрозрачност, метален блясък и висока електропроводимост.

Характеристика. Графитът се характеризира с ниска твърдост (графитът е мек), графитът лесно пише върху хартия, има повече или по-малко постоянен стоманено-сив, желязо-черен цвят. Графитът може да бъде объркан с молибденит. За разлика от молибденита, графитът се разтрива с пръсти в черен прах (молибденовият блясък се разтрива в светлосив прах).

Химични свойства. Не взаимодейства с киселини. При нагряване със селитра дава светкавица. Парче цинк, поставено върху повърхността на графит и навлажнено с капка меден сулфат, подчертава петно ​​от мед (за разлика от молибденита).

Разнообразие: Шунгит-аморфен графит разлика.

Произход на графита

Известни големи находища на графит са образувани в резултат на промяна на седиментни отлагания от органогенен произход (каменни въглища, битум и др.) Под въздействието на контактен или дълбок (регионален) метаморфизъм. В някои случаи графитът се образува в резултат на директна кристализация от богати на въглерод магми или редукция на варовик, уловен в магмени скали.

Най-голямо практическо значение има графитът с метаморфен произход.

Среща се в зоната на контакт на въглища с магмени скали, в гнайси, в кристални шисти, в мрамори, в контакти на магмени скали с варовици, като включвания в кисели, средни и основни магмени скали, в пневматолитични образувания.

сателити. В контакти на магмени скали с варовици: апатит, флогопит. В пневматолитични образувания: кварц, фелдшпат, каолинит, апатит, биотит, титаномагнетит. В гнайси: каолинит.

Приложение на графит

Графитът се използва много широко. Можем да кажем, че няма нито един отрасъл, където да се прилага в една или друга степен. Графитът е необходим главно в металургичната промишленост за производството на огнеупорни тигли и за покриване на повърхността на леярски форми, за да се предпази отливката от изгаряне на формовъчна пръст; освен това в електрическата промишленост - в производството на електроди и дъгови въглища, в производството на моливи, черни бои, черна копирна хартия, печатарско мастило или китайско мастило. Използва се и като смазка (в случаите, когато маслата не могат да се използват поради висока температура) и в парни котли като средство против котлен камък. Напоследък се използва за производството на графитни блокове на "атомни котли" и производството на космическа техника. Изкуственият диамант се получава от графит. Графитната течност се използва при обемно пресоване на автомобилни части. Матриците, покрити с това вещество, осигуряват висока повърхностна обработка на стоманени заготовки, което изключва последващото им избърсване върху шлифовъчни машини.

Място на раждане

Има няколко провинции, носещи графити: Украинска, Уралска, Тунгуска (Ногинск, Курейское), Горносаянска (Ботоголское), Усури и др.

Има големи находища на графит в Южна Корея, Мексико (Сонора), Република Мадагаскар, Шри Ланка, Индия, Германия и Швеция.

). Кристалната решетка на графита е от слоест тип. В слоевете С атомите са разположени на местата на шестоъгълните клетки на слоя. Всеки C атом е заобиколен от три съседни на разстояние 1,42Α.

Имоти

Провежда добре електричество. За разлика от диаманта, той има ниска твърдост (1-2 по скалата на Моос). Плътност 2,08 - 2,23 g / cm 3. Черно-сив цвят, метален до мазен блясък. Нетопим, стабилен при нагряване в отсъствие на кислород. Не се разтваря в киселини. Удебелен на допир. Естественият графит съдържа 10-12% примеси от глини и железни оксиди.

Формуляри за местоположение

Графит (английски) ГРАФИТ) - ° С

КЛАСИФИКАЦИЯ

Strunz (8-мо издание)	1/Б.02-10
Дана (7-мо издание)	1.3.5.2
Дана (8-мо издание)	1.3.6.2
Хей, CIM Ref.	1.25

ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА

Минерален цвят
Цвят на тирето	черно до стоманено сиво
Прозрачност	непрозрачен
Блясък	полуметални
Деколте	много перфектно от (0001)
Твърдост (скала на Моос)	1 - 2
Микротвърдост	VHN10=7 - 11 kg/mm2
пречупване	слюда
Сила	гъвкав
Плътност (измерена)	2,09 - 2,23 g/cm3
Плътност (изчислена)	2,26g/cm3
Радиоактивност (GRapi)	0

ОПТИЧНИ СВОЙСТВА

Тип	едноосно (-)
Оптична анизотропия	спешен случай
Отразен цвят	желязно черно, избледняващо до стоманено сиво
Плеохроизъм	силен

КРИСТАЛОГРАФСКИ СВОЙСТВА

група точки	6 мм - Двуъгълна пирамида
космическа група	P63mc
Сингония	Шестоъгълна
Опции за клетки	a = 2.461Å, c = 6.708Å
Поведение	a:c = 1:2,726
Обем на елементарна клетка	V 35,18 ų (изчислено от параметрите на елементарната клетка)
Побратимяване	от (1121)

Превод на други езици

Връзки

• Вижте също:Диамант

Библиография

• Лобзова Р.В. Графитни и алкални скали от района на Ботоголския масив. М., 1975. 124 с.
• Weinschenk, E. (1900) Zur Kenntniss der Graphitlagerstatten. III. Die Graphitlagerstatten der Insel Ceylon. Bayerischen Akademie der Wissenschaft, 21 (2), 281-334.
• Cirkel, Fritz (1907), Графит: неговите свойства, поява, рафиниране и употреби: Department of Mines, Mines Branch, Ottawa, Canada, 307pp.
• Alling, Harold L. (1917), The Adirondack graphite deposits, New York State Museum Bulletin 199: 7-150.
• Спенс, Хю С. (1920 г.), Графитни мини, Доклад № 511: Министерство на мините на Канада, Отава: 202 стр. + снимки.
• Wesselowski and Wassiliew (1934) Zeitschrift für Kristallographie: 89: 494.
• Palache, Charles (1941), Принос към минералогията на Стърлинг Хил, Ню Джърси: Морфология на графит, арсенопирит, пирит и арсен: American Mineralogist: 26(12): 709-717.
• Palache, Charles, Harry Berman & Clifford Frondel (1944), The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana Yale University 1837-1892, Том I: Елементи, сулфиди, сулфосоли, оксиди. John Wiley and Sons, Inc., Ню Йорк. 7-мо издание, преработено и разширено, 834 стр.: 152-154.
• Cameron, Eugene N. and Weis, Paul L. (1960), Strategic graphite - a survey, U.S. Геоложки бюлетин 1082-E: 201-321.
• Тейлър, Р., Гилкрис, Ке и Постън, Л. Дж. (1968) Топлопроводимост на поликристален графит. Въглерод: 6:537-544.
• Kwiecinska, Barbara (1980), Минералогия на естествените графити: Zaklad Narodowy imienia Ossolinskich; Polska Akademia Nauk: 67: Jun-87.
• Weis, Paul L. (1980), Графитни скелетни кристали - Новопризната морфология на кристален въглерод в метаседиментни скали: Геология: 8: 296-297.
• Шафрановски, Г.И. (1981), Нови графитни близнаци: Записки Vsesoyuznogo Mineralogicheskogo Obschestva: 110 (6): 716-720.
• Шафрановски, Г. И. (1982), Кристаломорфология на графит от планините Илмен; Минералогични изследвания на ендогенни находища на Урал: Academy Nauk CCCP- Uralskii Nauchnuri Tsentr: 44-53.
• Шафрановски, Г.И. (1982), Графитни близнаци и триади: Mineralogicheskii Zhurnal: 4(1): 74-81.
• Шафрановски, Г.И. (1983), Класическо и некласическо побратимяване в графит: Zapiski Vsesoyuznogo Mineralogicheskogo Obschestva: 112 (5): 577-581.
• Gohla, Karl-Heinz (1984), Graphit aus Kropfmuhl: Magma: 4: 26-51.
• Jedwab, Jacques и Boulègue, Jacques (1984): Графитни кристали в хидротермални отвори: Nature: 310: 41-43.
• Weinelt, Winfried (1984), Die Geologie der Graphit-Lagerstatte Kropfmuhl: Magma: 4: 52-56.
• Weiner, Karl-Ludwig and Hager, Harald (1987), Спирали на растеж върху графитни кристали: Lapis: 12(1): 31-33.
• Rumble, D. и Chamberlain, C.P. (1988), Отлагания на графитни жили в Ню Хемпшир: Ръководство за междууниверситетска геоложка конференция на Нова Англия: 241-255.
• Пиърсън, Д.Г., Дейвис, Г.Р., Никсън, П.Х. и Milledge, H.J. (1989), Графитизирани диаманти от перидотитов масив в Мароко и последици за аномални открития на диаманти: Nature (Лондон): 338 210: 60-62.
• Бернатович, Томас Дж.; Амари, Сачико; Цинер, Ернст К.; и Луис, Рой С. (1991), Междузвездни зърна в рамките на междузвездни зърна: Astrophysical Journal: 373: L73-L76.
• Jaszczak, John A. (1991), Graphite from Crestmore, California: Mineralogical Record: 22(6): 427-432.
• Квасница, В.Н. и Яценко, В.Г. (1991), Сферичен графит от района на Азовско море: Минералогически журнал: 13(1): 95-101.
• Лемански, Честър С. мл. (1991), Графит в рудата: Таблицата за бране: 32 (1): 13 ноември 1991 г.
• Цучия, Норийоши; Сузуки, Шуничи; и Чида, Тадаши (1991), Произход на графит в габровото тяло Оширабетсу, Хокайдо Япония: Вестник по минералогия, петрология и икономическа геология; Японска асоциация на минералолозите, петролозите и икономическите геолози, Университет Тохоку, Сендай 980, Япония: 86(6): 264-272.
• Квасница, В.Н. и Яценко, В.Г. (1992), Механизми на растеж на естествени графитни кристали в Украйна: Doklady Academuu Nauk: 4: 73-76.
• Dissanayake, C.B. (1994), Произход на жилен графит във висококачествени метаморфни терени: Роля на субдукция на органична материя и седименти: Mineralium Deposita: 29: 57-67.
• Jaszczak, John A. (1994), Известни графитни кристали от Стърлинг Хил, Ню Джърси: Таблицата за бране: 35 (2).
• Семененко, В. П. и Гирич, А. Л. (1995), Минералогия на уникален графит-съдържащ фрагмент в хондрита на Кримка (LL3): Mineralogical Magazine: 59: 443-454.
• Tyler, Ian (1995), Seathwaite Wad and the Mines of the Borrowdale Valle „Blue Rock Publications, Carlisle, England“: 220.
• Jaszczak, John A. (1997), Необичайни графитни кристали от кариерата Lime Crest, Спарта, Ню Джърси: Скали и минерали: 72 (5): 330-334.
• Квасница, В.Н. и Яценко, В.Г. (1997), Спирали на растеж върху графитни кристали от Украйна: Mineralogicheskii Zhurnal: 19(6): 43-48.
• Jaszczak, John A. (1998), Необичайни графитни кристали от кариерата Lime Crest, Спарта, Ню Джърси: Таблицата за бране: 39 (1): 20-24.
• Квасница, В. Н.; Яценко, В. Г.; и Загнитко, В.М. (1998), Разновидности на графитни сферулити от находища и находища на Украйна: Mineralogicheskii Zhurnal, Akademiya Nauk Ukrainy, Киев, Украйна: 20(2): 34-39.
• Хана, Джордж А. и Яшчак, Джон А. (1999), Нова находка на сферичен графит от Стърлинг Хил, Ню Джърси: Таблицата за бране: 40: 27-30.
• Квасница, Виктор Н.; Яценко, Виктор Г.; и Jaszczak, John A. (1999), Дисклинации в необичайни графитни кристали от анотозити от Украйна: Canadian Mineralogist: 37(4): 951-960.
• Jaszczak, John A. (2000), Palache "Приноси към минералогията на Стърлинг Хил, Ню Джърси": Преразгледано ниво от 900 фута: Матрица, Вестник по история на минералите: 8(3): 137-149.
• Jaszczak, John A. and Robinson, George W. (2000), Сферичен и трискелиален графит от перфектен ерхам, Онтарио, Канада: Скали и минерали: 75(3): 172-173.
• Сатиш-Кумар, М. и Уада, Хидеки (2000), Равновесие на въглероден изотоп между калцит и графит в мрамори Скален, Източна Антарктида: доказателства за запазването на пикови метаморфни температури: Химическа геология: 166: 173-182.
• Ел Гореси, Ахмед; Жилет, Филип; Чен, Минг; Кунстлер, Фридел; и Graup, Günther and Volker, Stähle (2001), In situ откритие на индуциран от удар графит-диамант фазов преход в гнайси от кратера Ries, Германия: American Mineralogist: 86: 611-621.
• Jaszczak, John A. (2001), Palache's "Contributions to the Mineralogy of Sterling Hill, New Jersey", The 900-foot level revisited: The Picking Table: 42(1).
• Jaszczak, John A. и Rakovan, John (2002), Спирали на растеж върху графитни кристали от сметището на Trotter Mine, Франклин, Ню Джърси: The Picking Table: 43(2).
• Rakovan, John и Jaszczak, John A. (2002), Спирали за нарастване на скали с множество дължини върху повърхности на метаморфен графит (001), изследвани чрез атомно-силова микроскопия: American Mineralogist: 87: 17-24.
• Яшчак, Джон А.; Робинсън, Джордж У.; Димовски, Светлана; Gogotsi, Yury (2003), Естествено срещащи се графитни конуси: въглерод: 41 (11): 2085-2092.
• Сантош, М.; Wada, H.; Сатиш-Кумар, М.; И Binu-Lal, S.S. (2003), "стратиграфия" на въглероден изотоп в единичен графитен кристал: Последици за механизма на растеж на кристали на отложен от течност графит: American Mineralogist: 88: 1689-1696.
• Stadermann, F.J., Croat, T.K. и Bernatowicz, T. (2004) „NanoSIMS определяне на въглеродни и кислородни изотопни състави на предслънчеви графити от метеорита Murchison“, 35-та лунна и планетарна научна конференция, 15-19 март, Лига Сити, Тексас , резюме №1758.

Описание и свойства на графита

Графит- Това е естествен елемент, лесно разцепим минерал, една от модификациите на въглерода. Графит - материалмного мека, лесно обработваема, има метален блясък. графитна формула- C (въглерод).

Електропроводимост графит, снимкакоето може да се види по-горе, превишава електрическата проводимост 2,5 пъти. Специфичното съпротивление на електрически ток с температура 0 градуса е в диапазона 0,390-0,602 ома, а най-ниската му стойност за различните видове от този елемент е една и съща - 0,0075 ома.

Елементът се характеризира с повишена топлопроводимост, чийто коефициент е 5 пъти по-висок от този на тухла (0,041). Графитът има по-ниска топлопроводимост. Границите на температурата на топене са 3845-3890 C, кипенето започва при 4200 C. По време на изгарянето на елемента се отделят 7832 kcal топлина.Графитът е диамагнитен.

Основните му химични свойства са инертност към течности, газове и твърди вещества, способността да се разтваря в разтопени метали с точка на топене, надвишаваща неговата собствена. При високи температури той може да взаимодейства с други елементи.

Не е еластична, но в същото време се огъва и реже. Поради съдържанието на мазнини и пластичност, той се използва широко в промишленото производство. Съдържанието на мазнини също позволява да се използва като лубрикант. плътност на графита 2,23 g/cm3.

Графитът има слоеста структура, която има свои собствени характеристики. въглеродни атоми кристална решетка на графитса клетки от пчелна пита: шестоъгълници, подредени в редове. Във всеки ред атомите са здраво свързани един с друг, а редовете са слабо свързани един с друг. Поради това графитът се счупва лесно дори само с лек натиск.

Твърдостта по скалата на Моос е равна на едно, докато тази на диаманта е десет, въпреки факта, че диамант и графитса въглеродни подвидове. Всичко е свързано с кристалната решетка. В диаманта един въглероден атом е свързан с четири съседни. Въз основа на изследвания учените са доказали, че кристалната решетка на графита при температури над 1500 C може да се трансформира в диамантена решетка.

По време на обработка, както физическа, така и химическа графитни свойствапромяна, така че беше класифициран в марки, които имат съответните разлики. В индустрията се използва отделна марка графит за определен вид продукт.

Графитът се разделя на естествен (естествен) и изкуствен. При производството му се вземат предвид свойствата в зависимост от предназначението на продукта. Естественият от своя страна се разделя на кристален графити криптокристален, е прах, подобен на барут.

Производителите на продукти, изработени от графит, налагат свои собствени изисквания към суровините в зависимост от предназначението им. В съответствие с това е извършено етикетиране, а сега различни класове графитвсяка със собствена цел.

Сред тях са електрокарбон, елемент, батерия, молив, лубрикант, както и специална марка за производство на графит за ядрени реактори. Целият произведен графит трябва да отговаря на техническите изисквания в зависимост от областта на неговото приложение.

Находища и добив на графит

Ресурсите на графит по света са приблизително 600 милиона тона, а годишното му производство е над 600 хиляди тона.Най-големи запаси притежават Мексико, Китай, Чехия, Бразилия, Украйна, Русия, Южна Корея и Канада. Този минерал е образуван от метаморфозата на седиментни скали от органични съединения. Графитни находищаотдавна представляват интерес от икономическа гледна точка и се оценяват на капацитет от милиони тонове.

Разработването на тези находища осигурява на индустрията необходимите суровини. естествен графитсреща се под формата на плътни кристални или влакнести включвания в скали,,. Образува големи бучки като непрозрачни, сиви, земни или люспести маси. цвят графитвариращи от стоманено сиво до черно. Графитът на бучки се добива под земята, а графитната руда се добива открито.

Приложение на графит

И производителите, и потребителите отдавна са запознати с графитно вещество, доказано с качества, позволяващи да се използва не само за производствени процеси, но и в бита.

Благодарение на такива основни свойства като електропроводимост и устойчивост на огън, този минерал е намерил широко приложение в промишлеността. Металургията го използва за производство на огнеупорни кофи, форми за кристализация. Леярската промишленост използва графитен прах като смазка за леярски форми.

Той е един от компонентите в производството на огнеупорни тухли. Полиращи и шлифовъчни пасти се получават от графитни смеси. Като се имат предвид електропроводимите свойства на естествен елемент, той е незаменим за производството на контакти за електрически уреди и електроди.

Производствена индустрия графитни моливи,смазочните материали и производството на бои също не могат без това вещество. Поводите за моливи са направени от черен графит, въпреки че в природата има сив графитсъс стоманен блясък. Това е пластмасов пълнител, с негова помощ е установено производството на изкуствени диаманти.

Дори атомната енергетика оцени свойствата на графита и го използва. Машиностроене - материал за лагери, уплътнения и бутала. В ежедневието те също започнаха да използват графитна грес - за обработка на автомобилни пружини, велосипедни вериги, дори панти на врати.

Боя с антикорозионни свойства е графитна боя. Това е еднокомпонентно окачване. В допълнение към графитния пълнител, съставът му включва пластификатор и свързващи пигменти. С помощта на такава боя продуктите от бетон, стомана, дърво, алуминий, чугун са защитени от корозия.

В медицината графитът се е утвърдил като едно от хомеопатичните лекарства за кожни заболявания, произтичащи от вътрешни и трудно лечими разстройства. Предотвратява образуването на сраствания и белези след възпаление, а също така влияе върху метаболитните процеси. Болестите, при които графитът има благоприятен ефект, са трудни за изброяване, затова той влиза в състава на много лекарства.

цена на графит

Графитът се продава от специализирани добивни и преработвателни предприятия графит, ценикоито са доста приемливи. Ценовата категория на естествения графит зависи от неговия размер и съдържание на въглерод. Всеки сорт графитът иманеговата цена - колкото по-високо е съдържанието на въглерод, толкова по-добри са техническите свойства и толкова по-скъп е.

Този минерал се продава както на дребно, така и на едро. Потребителят може купи графитпри изгодни условия. При закупуване на едро се прави отстъпка, осигурява се доставката му. Цената също зависи от региона. Среден цена на графитоколо 45 рубли / кг. Готовите стоки струват повече.

В допълнение към съединенията с кислород (карбонати) и водород (въглеводороди), които са широко разпространени в природата, въглеродът присъства в естествената си форма, образувайки две полиморфни разновидности - графит и диамант, идентични по състав, но рязко различни по структура и физични свойства.

Синоними:
Пломбагин(de Lisle, 1783), черно олово, меланграфит (Haidinger, 1845), графитоид (Sauer, 1885), графит (Lucy, 1891).

Английското наименование на минерала Графит е Graphite

произход на името

Графитът е познат от древни времена, наречен от гръцкото "grafo" - пиша (Werner, 1789).

Химичен състав

Дори и чисто подбран, той винаги съдържа абсорбирани газове - главно H, N, в по-малко количество CO s, CO, CH 4, понякога NH 3, H 2 S, а също и H 2 O. Често съдържа механични примеси, които, когато изгарят напълно или някои остават в пепелта; понякога съдържа битум. В пепелта, освен Si, Al, Fe, Mg, Ca и основи, могат да присъстват S, P, Cu, Ni, Mo, Mn, както и Be, Ge, Ti, V, благородни метали и др. Наличието на V в пепелта е характерно за графит от органогенен произход. Fe понякога може да присъства като твърд разтвор.

Разновидности на графит

• Шунгит- аморфна разновидност на графита (преходна разлика между въглища и графит).
• (Graphitit) = аморфна разновидност на графита
• графитна слюда(Graphitglimmer), излишно име = графит

Шунгит - шунгит (Чужденци, 1879). Първо открит наоколо Шунгав (Карелия, Русия). Принадлежи към групата на антраксолитите, представлява междинен продукт между аморфен въглерод и графит. Съдържа кристална фаза под формата на много фин графит. Различават се четири разновидности, отговарящи на различна степен на метаморфизъм и различно съдържание на въглеродна материя.

Шунгит I е най-близо до графита. Счупването му е конхоидално. Твърдост 3,5-4. Плътност 1,84-1,98. Черен цвят; с едва забележим кафеникав оттенък. Блясъкът е силен полуметален. Непрозрачен. Съдържа най-малки включения от кварц, доломит, калцит, пирит и др. Електропроводимостта е близка до тази на графита.

В полирани части е месинговожълт (напомнящ пиротин). Двойното отражение (за разлика от графита) не открива. Забележимо анизотропен.
Съдържа 93-98% С, до 3-4% водородни съединения, също N, O, S, до 8% хигроскопична вода; в пепелта - значителни количества V, Ni, Mo, както и W, Ce, As; чрез спектрален анализ: Co, Ti, Mg, Sr, Cu, Cr, Zr, Rh, Ru, Pt, Mn. Съдържанието на V, характерно за шунгита, според Мармо е свързано с примеси.
Пука се под духалката и гори изключително бавно. Силните H 2 SO 4 и HNO 3 окисляват финия прах само при продължително кипене.
Шунгит II, III и IV - разновидностите със слаб и матов блясък съдържат съответно само 40-60%, 28-44% и по-малко от 15% въглерод.
Има много ограничено разпространение. Образуван е, очевидно, в резултат на метаморфизма на докамбрийските битуминозни седиментни скали под въздействието на диабази. В Карелия съставя вени, лещи при контакта на варовици и диабази, импрегнира шисти. Наблюдава се на няколко места в района на Онежкото езеро. в Карелия и Финландия, е отбелязан в Бурятия и Якутия, както и в Урал - в магнезитите на Сатка (Челябинска област) и в скалите на спилитно-албитофирната формация близо до Красноуралск (Свердловска област), където се ограничава до контакти от спилити и албитофири с прослойки от метаморфозирани седиментни и туфо-седиментни скали.
Може да се използва като тор, като гориво в специално пригодени пещи, като суровина за извличане на V, Mo, в металургията (като заместител на кокса и носител на сплави

Кристалографска характеристика

Сингонияшестоъгълна.

Класшестоъгълно-дипирамидален.

Кристална структура.Слоеста структура. В безкрайна плоска решетка всяка верига представлява шестоъгълник от бензенов тип; Близо до всеки C атом има три съседа на същото разстояние. Паралелните решетки са отделени една от друга на значително разстояние. В периода c има две такива взаимно успоредни решетки, които са взаимно изместени така, че възелът на горната решетка се намира над центъра на шестоъгълника на долната решетка. Поради слабата връзка между решетките, тази закономерност в структурата на графитната решетка често се нарушава и по отношение на центъра на шестоъгълника на един слой, горният и долният слой са разположени така, че тройките на лъчите C - C, разположени над и под оста на средния пръстен, са взаимно завъртяни на 180 °. Ако такова нарушение на структурата на графитната решетка се прояви в голям мащаб, тогава се говори за ромбоедрична (трислойна) модификация на графита. Възможни са и други нарушения в редуването на слоевете. Наличието на подвижни електрони в решетката определя редица свойства на графита, доближаващи се до свойствата на металите: цвят, блясък, електро- и топлопроводимост, киселинна устойчивост и др., оптични и други свойства.

Основни форми: Табулирани кристали според (0001), несъвършени; образуват шестоъгълни плочи с развити ръбове (h0hl) при липса или подчинена стойност (hh2hl). Най-често срещаните форми са: c, r, o, q, p.
По краищата се наблюдава люпене.

Форма на пребиваване сред природата

Кристална форма. Кристалите са редки. образува малки ламеларни (шестоъгълни) кристали.

Двойкипо (1121) се образуват в резултат на действието на натиск, появяват се върху (0001) под формата на тригонално или шестоъгълно засенчване; редки двойки наоколо със завой от 30° (90°). Наблюдават се ориентирани сраствания с биотит.

Инертни материали. Отделни малки люспи и плочи, сферични конкреции с радиално лъчиста, по-рядко концентрична структура, агрегати от люспи с различни размери, понякога земни.

Физични свойства

Оптичен

• Цветът на кристалите е тъмносив, сребрист, цветът на агрегатите е желязочерен до стоманеносив.
• Характеристика: тъмно оловно сиво, черно лъскаво
• Силен метален блясък
• Приливът на криптокристалния е матов.
• Прозрачност. Полупрозрачен само в много тънки листа.

Показатели на пречупване

Ng = , Nm = и Np =

Механични

• Твърдост 1-2, на (0001) - 5.5; за силно диспергираните агрегати твърдостта се увеличава с увеличаване на степента на дисперсност. Листата са еластични, тяхната устойчивост на разкъсване е 2 kg / mm 2 (Shapiro).
• Плътност 2,21-2,26.
• Разцепването в една посока според (0001) е перфектно.
• Счупването на бистрокристалните агрегати е зърнесто, плътно-равномерно.

Химични свойства

Химическа устойчивост. Киселинно устойчив. В полирани секции графитът не се ецва с нито един от стандартните реактиви.
При нагряване с димяща HNO3 люспестият графит набъбва (реакция на Броди). При продължително нагряване в смес от димяща HNO 3 с бертолетова сол (KClO 3) се образува графитова киселина. Въз основа на известна разлика по отношение на HNO 3 и KNO 3, беше предложено (People 1891) да се прави разлика между две разлики - α и β.

Други имоти

Коефициентът на триене е много нисък, което е свързано с "мазно" усещане и използване като смазка.

Добър проводник на електричество. Електрическата проводимост намалява рязко с повишаване на температурата (Date) и се увеличава с увеличаване на влажността и съдържанието на летливи вещества (Wada). Анизотропията на магнитните свойства е силно изразена.

Термична устойчивост. Точка на топене 3550° + 50°. При нагряване на въздух започва да се окислява над 400 ° (люспи от Източен Забайкал при температури под 300 °); скоростта на окисление (изгаряне) зависи от структурата на агрегатите: едромащабен - 720-730 °, фино мащабен Bogol - 680 °.

изкуствено получаване

В електрически пещи при температури над 2200 ° графитът се получава от антрацит и от аморфен въглерод (ахесонски графит). Откроява се по време на кристализацията на металите, особено в сивия чугун. Под формата на шестоъгълни плочи се получава от силикатна стопилка с примес на сажди и флуорит. Образува се от диамант при нагряване във вакуум при ~2000°; докато графитът е ориентиран успоредно на диаманта. Може да се получи при ниско налягане и температури до 1000 ° в резултат на дезоксидацията на CO 2 и CO, образувани по време на дисоциацията на CaCO 3 (експерименти на Ohling, Winchel и Frauenfelder, според Shapiro).

Диагностични характеристики

Характеризира се с цвят, мазнина на допир, ниска твърдост, мекота (пише на хартия), петна по пръстите. киселинна устойчивост.

Малките люспи се различават от много подобен молибденит по по-тъмен цвят и по-слаб блясък. При отразяваща светлина характерът на двойното отражение и анизотропията се определя лесно. Може да се сбърка само с молибденит (има кафеникав оттенък и ниска отразяваща способност - Re), с валерит и тенорит, които се различават по парагенеза; валерита, в допълнение, се характеризира с висока отразяваща способност, тенорит - по-малко двойно отражение. Изотропният криптокристален графит в много малки утайки е трудно различим от сулванита, чиято отразяваща способност обаче е по-висока от средната отразяваща способност на графита.
Междуплоскостни разстояния на графит (по Михеев) Fe-антикатод, D = 140.00 mm

Произход и местоположение

Широко разпространен минерал, образуващ на места големи натрупвания. Възниква при високи температури - по време на кристализацията на магмата, по време на образуването на жилни отлагания и по време на процесите на метаморфизъм.

Място на раждане

образование натрупвания на графит в магмени скалисвързани с асимилацията на варовик, битуминозни или въглеродни скали от магма. Някои находища от тази група са от промишлено значение. Най-известното сред тях е находището Ботоголское (Алиберовское) в Бурятия, в което графитът образува щамове, гнезда, жилкови тела и разпръснати сегрегации сред сиенитите в близост до варовици. Спътници на графита са микроклин, егирин-авгит, албит, калцит, сфен и др. В Черемшанското находище (Илменски планини в Челябинска област) графитът се наблюдава в гранита под формата на сферолити, гнезда и неправилни сегрегации. Разпределенията на графит сред гранити също са установени в окръг Клей (Алабама, САЩ). В Овифака (Западна Гренландия) графитът е открит в базалти заедно с самородно желязо, в Харц (Германия) - в порфири, порфирити и габро, в Малага (Испания) - сред серпентинит и диорит-порфирит, в Нов Южен Уелс (Австралия) - във фелзит, изграждащ дигата. Графитни утайки, отчасти от практическо значение, се наблюдават в много пегматитови вени (графит-носещи пегматити на Украйна, Таджикистан, Бразилия, Индия, Гренландия, САЩ, Италия, Канада и други страни).
От високотемпературните жилищни графитни находища най-известни са Цейлонските находища, които имат голямо промишлено значение. Графитните вени се срещат тук главно сред гнайси; те се състоят почти изцяло от графит или съдържат заедно с него пирит, титаномагнетит, кварц, биотит, ортоклаз, апатит, ортит, рутил, зеолити, калцит и други минерали. Шилови находища на графит от същия тип се намират в Канада (Квебек), САЩ (Монтана), Англия (Къмбърланд) и други страни.
Наличието на графит се отбелязва в някои кварцови жили с волфрамит, в някои златоносни кварцови жили, среднотемпературни хидротермални оловно-цинкови находища и др.
В скарнови находища графитът се намира в комбинация с гранат, везувиан, диопсид, воластонит, тремолит, скаполит, калцит, апатит и други минерали; някои находища от тази група са промишлени. Това са находищата на Канада - Луиз (Квебек) и Порт Елнсли (Онтарио). В находището Тас-Казган (Узбекистан) графитът е ограничен до контакта на габро-норити с битуминозни скали.

Развита е широко в метаморфни скали, гнайси и шисти, под формата на отделни разпръснати люспи, натрупвания, лещовидни и пластови отлагания. Образува се в резултат на дълбока метаморфизация на древни седиментни скали, които първоначално съдържат значителни количества органични останки (битуминозни) или карбонатни отлагания. Това са широко развити люспести сегрегации в гнайси и шисти на Украйна - резултат от интензивна метаморфизация на древни кристални скали, вероятно с участието на летливи вещества (находища Старо-Кримское, Завяловское и др.), находището Союзное на Малкия Хинган в Амурска област, Тайгинското и Мурзинското находища на Свердловска област, богати находища в гнайси близо до Пасау (Германия), в метаморфозираните варовици на Паргас във Финландия, Ашланд в бр. Алабама (САЩ), големи находища на люспест графит в Мадагаскар и др.
Депозитите на криптокристален графит, свързани с метаморфизацията на въглищата, са широко разработени. В съответствие с различните условия на метаморфизъм степента на метаморфизация на въглищата е различна. Графитът образува междинни слоеве, слоеве и резервоарни отлагания. Под въздействието на контактния ефект на капани върху въглищни пластове, например, са се образували големи находища на западната част на Тунгуския въглищен басейн (Красноярска територия), състоящи се от най-малките сегрегации на графит с примес на пирит, калцит, малък количества апатит, рутил, магнетит и др. също образуването на някои графитни находища в Урал (Боевское, Полтавское, Брединское, Фадинское, Челябинска област). Фино диспергиран графит, открит само чрез рентгенов анализ, се намира в много изкопаеми въглища.
Графитът се съдържа в някои елувиални, по-рядко в алувиални разсипи, образувани по време на изветрянето на графит-съдържащи скали.
В сублиматите на вулкана Билюкай в Камчатка графитът под формата на плака върху амоняка вероятно се е образувал в резултат на действието на лавов поток върху растителността (според устния доклад на Набоко). Отбелязано е наличието на графит в каменни и железни метеорити.
Генезисът на графитните филми върху диамантени кристали в находища в Южна Африка е неясен.

Завальевское находище на люспест графит

Графит. Едромащабна единица. Украйна. Завалье

Многобройни промишлени находища и люспест графит в украинската графитоносна провинция са свързани с архейските образувания от серията тетерев-Буг като част от украинския кристален масив. Тази серия е съставена от силно деформирани амфиболити, амфибол, плагиоклаз, пироксен, силиманит и гранатови гнайси, кварцити и кристални варовици, осеяни с графитен биотит, серицит, биотит-хлорит и хлорит гнайси, често от промишлено значение. В рамките на провинцията се разграничават три рудни района: Прибугски (по реките Тетерев и Буг), Криворожки (по река Ингулец) и Приазовски (по крайбрежието на Азовско море). Всички находища в провинцията са от голямо промишлено значение поради високото качество на графита, големия мащаб на минерализация, лесното обогатяване на рудите и възможността за открит добив.

Завалевское находище, разположено на левия бряг на юг. Буга, е типичен представител на тази провинция. Геоложки, тя е ограничена до голяма западно-северозападна синклинална гънка със стръмни (до вертикални) ъгли на наклон на скалите в крайниците. Централната част на гънката е изградена от кристални варовици, оградени с кварцити; дебелината на варовиците е 500 м, кварцитите 20-50 м. Под разреза са разположени графитоносни гнайси (продуктивен пласт), чиято дебелина не е издържана: в северното крило достига 250 м, а в южното крило рязко намалява до 15 м. Продуктивният пласт е подложен от безплодни амфиболови гнайси. Синклиналата е притисната между гранити, открити в северната част на находището и прорязана от кварцови жили, гранитни диги и гранитни аплити. Кристалните скали на мястото на находището са навсякъде покрити с терциерни и кватернерни песъчливо-глинести отлагания с дебелина до 35-40 m.

Продуктивният пласт от графит-съдържащи биотит-хлоритни и фелдшпат-гранатови гнайси се състои от няколко (1-5) графит-носещи хоризонта, разделени от безплодни гнайси. Дебелината на тези хоризонти варира от 3,5 до 70 m, а дължината им е стотици метри; в тях, по данни от проби, се очертават промишлени рудни тела с пластова и лещовидна форма, съставени от разпръснати руди. Графитът в тези тела е едрозърнест (от 0,1 до 1-2 mm) със средно съдържание 6-10%. Понякога графитните люспи се комбинират в петнисти клъстери - агрегати. Освен графит, рудите съдържат кварц, калиев фелдшпат, плагиоклаз, както и малки количества биотит, хлорит, гранат,
калцит, апатит, циркон и пирит.

В ясно изразена кора на изветряне, която се развива по протежение на графитоносни гнайси, се наблюдава зоналност. Глинените минерали са широко развити в горната (насипна) зона. Минералният състав на рудите: графит до 10%, до 50% глинести минерали (хидрослюда, монтморилонит, каолинит, нонтронит и др.); 25% кварц; до 10% железни хидроксиди; до 10% гранати и фелдшпати. В средната (полу-разхлабена) зона, при запазване на съдържанието на графит (до 10%), количеството на кварц (30-40%) и фелдшпати (10-25%) се увеличава, слюда (10-15%) се появяват гранат, силиманит и апатит (до 10%), докато делът на глинестите минерали е намален (10-40%). Долната (плътна) зона на кората на изветряне е близка по своя минерален състав до първичните (твърди) руди на находището. Поради факта, че графитните люспи в кората на изветряне са освободени от срастване с други минерали (открити), тези руди (така наречените меки) се обогатяват още по-лесно, представлявайки основен обект на промишлено развитие. Свободните и твърди руди на находището се обогатяват чрез флотация, за да се получи концентрат, съдържащ 85-90% висококачествен графит със съдържание на пепел не повече от 10-15%. По проучени запаси и мащаб на добива находището е едно от най-големите в страната. Повечето изследователи генетично считат Завалевското находище за метаморфно, образувано в процеса на регионален метаморфизъм на първични седиментни алумосиликатни скали, съдържащи в състава си диспергирана въглеродна материя. Някои геолози (В. П. Бухаров, В. Б. Полянски и др.) смятат, че образуването на графит в гнайса се дължи на въглерода, отделен по време на дегазацията на карбонатни скали, придружен от разлагането на въглероден окис (реакцията на Будуар). И накрая, има доказателства, че заедно с графита, образуван поради първичния седиментен въглерод, гнайсът може също да съдържа по-късен графит, свързан с дълбок източник на въглероден диоксид (AF Korzhinsky и други).

Практическа употреба

Графитът има много разнообразно приложение въз основа на неговата "масленост", киселинна устойчивост, огнеустойчивост, електропроводимост. Използва се за производство на тигли за топене на стомана и цветни метали (около 65-70% от общото потребление), широко се използва в електротехниката (за производство на електроди), като смазка, в производството на бои, моливи и др. Кристалният графит се счита за най-ценен; криптокристалните сортове се използват само в леярството, като най-евтината суровина.

Световното производство на естествен графит се извършва в няколко страни и се доближава до 600 хиляди тона / година. Почти половината от него се пада на Китай и Русия, които разработват находища на кристален и аморфен графит. Големи производители на кристален графит са Чехия, Германия, Република Мадагаскар, Норвегия, Шри Ланка, а на аморфен - Индия,
Мексико, Северна Корея, Южна Корея, Австрия. Световното производство на синтетичен графит е около 1,5 милиона тона и се извършва в индустриализирани страни, които нямат значителни природни запаси от тази суровина: САЩ, Канада, Япония и западноевропейските страни.

Обхват на графит, описание и свойства. Видове естествен и изкуствен графит - химичен строеж, механични и физични характеристики.

Графит(от др. гръцки γράφω - пиша) е естествен материал, принадлежащ към класа на местните елементи, алотропна модификация на въглерода. Има слоеста структура. Всеки слой от графитната кристална решетка може да бъде позициониран по различен начин един спрямо друг, образувайки политипове. Графитът намира приложение в производството и промишлените дейности. Графитните продукти се характеризират с повишени експлоатационни характеристики. Графитът е устойчив на химични и природни въздействия, достатъчно здрав, добре провежда електрически ток, характеризира се с ниска твърдост, относителна мекота и се втвърдява след излагане на високи температури. Плътността е 2,23 g/cm 3 . Графитът има метален блясък и тъмно сив цвят. Топлинната проводимост на този минерал е доста голяма, така че се използва за производството на компоненти за електрическо оборудване.

Структура и състав на графита

Структурата има свои специфични характеристики. Въглеродните атоми са ковалентно свързани един с друг.

Има две модификации на естествен минерал:

• α-графит (хексагонален). При тази модификация половината от атомите на всеки от слоевете са разположени под и над центъра на шестоъгълника.
• β-графит (ромбоедричен). В тази модификация на графита всеки четвърти слой от атоми повтаря първия. В природата не се среща в чист вид. При температури от 2500 до 3300K ромбоедричният графит напълно се трансформира в хексагонален. Естественият материал е удобно представен в шестоъгълни възли.

Химическият състав на графитане е чисто. В големи количества (до 10-20%) има пепел, състояща се от различни компоненти (FeO, SiO2, Al2O3, MgO, P2O5, CuO, CaO и др.), газове (до 2%) и битум, понякога вода .

Цветът е предимно желязно черен, достигащ до стоманено сиво. Има силен метален блясък; криптокристалните агрегати не блестят, матови. Коефициентът на пречупване на графита е Nm == l.93-2.07. Мазна на пипане, оставя следа върху хартията и пръстите. Специфичното тегло на графита е 2,09-2,23 (варира в зависимост от степента на дисперсност и наличието на най-фини пори), шунгитът има 1,84-1,98. Има висока електропроводимост, която е свързана с много плътно разположение на атомите в листовете.

Графитът не се топи, ако се нагрее в струя кислород, той гори по-силно в сравнение с диаманта. Изпарява се само в пламъка на волтова дъга, без да се топи. Не се разтваря в киселини. Когато се смеси с KNO3, прахът дава светкавица при нагряване.

графит в природата

В природата се среща в гранити, пирит. Образува се в магмени и вулканични скали, скарни и пегматити при високи температури, среща се в кварцови жили с различни материали и е широко разпространен в мрамор, кристални шисти и гнайси. В резултат на пиролиза, под въздействието на въглищни отлагания на капани, се образуват големи находища на естествен минерал.

Индикатори:

• Минерално съдържание 2,0%
• Съдържание на въглерод > 98,0%
• Съдържание на сяра 550ppm
• Температурен диапазон -200...3000°C
• Излугваем хлорид 50 ppm
• Свиваемост 40%
• Регенерация 15%
• pH диапазон 0-14
• Провисване при натоварване

Видове естествен графит:

• тигел (използван за производство на огнеупорни продукти. Характеризира се с повишена топлопроводимост и устойчивост на внезапни температурни промени),
• леярски кристален (има нисък коефициент на разширение, характеризира се с якост при високи температури, използва се при леене на части),
• батерия (използва се като добавка, графитът се използва за производството на електроди, има подобрени технически и химични свойства),
• за производство на глини за моливи (фини, меки, без желязо),
• елементарен (графитът се използва за производството на галванични клетки, характеризира се с повишена топло- и електрическа проводимост),
• електрически въглища,
• за производство на смазочни материали и електропроводим каучук.

Изкуствен графит - обхват

Изкуствено се получава структурен, дребнозърнест, антифрикционен и леярски графит. Обхватът на материала е доста широк. Графитът се използва за производството на огнеупорни материали, електрически машини и инсталации, в химическата, минната и производствената промишленост. Използва се и за направата на основни моливи, бои, покрития и батерии. Графитът е незаменим в ядрената индустрия и в други тясно насочени области.