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

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

Графит в Музея по минералогия, Бон.

Блясъкът е метален, мазен или матово графитен. Твърдост 1-2. Относително тегло 2,09-2,23 g/cm3. Пише на хартия, цапа си ръцете. Мазна 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. Системата е шестоъгълна. Кристалите са редки. Кристална структураграфитът определя разликите му от диаманта, друга алотропна форма на въглерода, в която атомите са здраво свързани един с друг във всички посоки. Кристалната структура на графита също определя неговата ниска твърдост, лекота на смилане, мазно усещане, много перфектна цепителност, непрозрачност, метален блясък и висока електропроводимост.

Отличителни черти. Графитът се характеризира с ниска твърдост (графитът е мек), графитът е лесен за писане на хартия и има повече или по-малко постоянен стоманено-сив, желязо-черен цвят. Графитът може да бъде объркан с молибденит. За разлика от молибденита, графитът се смила на черен прах с пръсти (молибденовият блясък се смила на светлосив прах).

Химични свойства. Не взаимодейства с киселини. При нагряване със селитра мига. Парче цинк, поставено върху повърхността на графит и навлажнено с капка меден сулфат, произвежда медно петно ​​(различно от молибденит).

Разнообразие: Шунгит-аморфна разновидност на графита.

Произход на графита

Известен големи депозитиграфит, образуван в резултат на промени в седиментни отлагания от органогенен произход ( твърди въглища, битум и др.) под влияние на контактен или дълбочинен (регионален) метаморфизъм. В някои случаи графитът се образува чрез директна кристализация от богати на въглерод магми или чрез редукция на варовици, уловени в магмени скали.

Най-великият практическо значениеима графит от метаморфен произход.

Среща се в контактната зона 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 пневматолитни образувания.

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

Приложение на графит

Графитът се използва много широко. Можем да кажем, че няма нито една индустрия, където да не се използва 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 формовъчната пръст; освен това в електрическата промишленост - в производството на електроди и въглеродни дъги, в производството на моливи, черни бои, черна копирна хартия, печатарско мастило или китайско мастило. Използва се и като смазка (в случаите, когато маслото не може да се използва поради висока температура) и в парни котли като средство против котлен камък. IN напоследъкизползвани за производството на графитни блокове на „ядрени котли“ и производството на космическа техника. Изкуственият диамант се получава от графит. Графитната течност се използва за обемно пресоване на автомобилни части. Матриците, покрити с това вещество, осигуряват висока чистота на повърхността на стоманените детайли, което елиминира последващото им изтриване на шлифовъчни машини.

депозити

Има няколко провинции, носещи графити: Украинска, Уралска, Тунгуска (Ногинское, Курейское), Верхне-Саянска (Ботоголское), Усурийска и др.

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

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

Свойства

Провежда добре електричество. За разлика от диаманта, той има ниска твърдост (1-2 по скалата на Моос). Плътност 2,08 - 2,23 g/cm3. Цветът е черно-сив, блясъкът е метален до мазен. Нетопим, стабилен при нагряване в отсъствие на кислород. Не се разтваря в киселини. Мазна на пипане. Естественият графит съдържа 10-12% примеси на глини и железни оксиди.

Форми на местоположение

Графит (английски) ГРАФИТ) - В

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

ОПТИЧНИ СВОЙСТВА

Тип	едноосов (-)
Оптична анизотропия	извънредна ситуация
Цвят в отразена светлина	желязно черно, избледняващо до стоманено сиво
Плеохроизъм	силен

КРИСТАЛОГРАФСКИ СВОЙСТВА

Точкова група	6мм - Двухексагонално-пирамидален
Космическа група	P63mc
сингония	Шестоъгълна
Опции за клетка	a = 2.461Å, c = 6.708Å
Отношение	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

Референции

• 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), Графитни жилищни депозити на Ню Хемпшир: Наръчник 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 рудни 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, Журнал за история на минералите: 8(3): 137-149.
• Jaszczak, John A. and Robinson, George W. (2000), Сферичен и трискелиален графит от perfecterham, 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: доказателство за запазването на пикови метаморфни температури: Химическа геология: 166: 173-182.
• Ел Гореси, Ахмед; Жилет, Филип; Чен, Минг; Кюнстлер, 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

Графите естествен елемент, лесно разцепим минерал, една от модификациите на въглерода. Графит - материалмного мек, лесен за обработка, има метален блясък. Графитна формула– C (въглерод).

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

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.

Основната му химични свойства– инертност към течности, газове и твърди вещества, способността да се разтваря в разтопени метали с точка на топене по-висока от собствената. При високи температури 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 промишлено производство. Съдържанието му 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 плътно свързани един с друг, а редовете имат слаба връзка помежду си. Следователно графитът е лесен за счупване, дори ако натиснете леко.

Скалата за твърдост на Моос е единица, докато диамантът е десет, въпреки факта, че диамант и графит– това са 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 процеса на обработка, както физичен, така и химичен свойства на графитапромяна, така че беше класифициран в марки, които имат съответните разлики. В промишлеността се използва отделен клас графит определен типпродукти.

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 графитни продукти определят своите изисквания към суровините в зависимост от тяхното предназначение. В съответствие с това е извършена маркировка и различни класове графитвсяка има своя собствена цел.

Сред тях са електрически въглен, клетка, батерия, молив, лубрикант, както и специална марка за производство на графит за ядрени реактори. Целият произведен графит трябва да отговаря на изискванията технически изискванияв зависимост от областта на неговото приложение.

Находища и добив на графит

Ресурсите на графит в световен мащаб са приблизително 600 милиона тона, а годишното му производство е над 600 хиляди тона. Най-големите запаси се държат от Мексико, Китай, Чехия, Бразилия, Украйна, Русия, Южна Корея и Канада. Този минерал е образуван от метаморфозата на седиментни скали от органични съединения. Графитни находищапредставляват интерес от икономическа гледна точка от древни времена и се оценява на капацитет от милиони тонове.

Разработването на тези находища осигурява на индустрията необходимите суровини. Естествен графитнамира се под формата на плътни кристални или влакнести включвания в скали,,. Образува големи бучки като непрозрачни, сиви, жълтеникави или люспести маси. Цвят графитвариращи от стоманено сиво до черно. Графитът на буци се добива под земята, а графитната руда се добива чрез открит добив.

Приложение на графит

Както производителите, така и обикновените хора отдавна са запознати графитно вещество, която е доказала, че притежава 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 и контейнери за кристализация. Леярните използват 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 природния елемент, той е незаменим за производството на контакти за електрически устройства 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 съществува в природата графитено сивосъс стоманен блясък. Това е пластмасов пълнител, с негова помощ е установено производството на изкуствени диаманти.

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

Бояджийски продукт 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 тази боя продуктите от бетон, стомана, дърво, алуминий и чугун са защитени от корозия.

В медицината графитът се е утвърдил като едно от хомеопатичните лекарства за кожни заболявания, произтичащи от трудни за лечение вътрешни разстройства. Предотвратява образуването на сраствания и белези след възпаление, а също така влияе върху метаболитните процеси. Трудно е да се изброят заболяванията, при които графитът има благоприятен ефект, затова се включва в много лекарства.

Цена на графит

Продажбата на графит се извършва от специализирани фирми, занимаващи се с добив и преработка 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-скъпо е.

Този минерал се продава както на дребно, така и на едро. Потребителят може купи графитпри изгодни за него условия. При закупуване на едро се прави отстъпка и е осигурена доставка. Цената също зависи от региона. Средно цена на графитприблизително 45 рубли / кг. Готови продуктиструва повече.

В допълнение към съединенията с кислород (карбонати) и водород (въглеводороди), които са широко разпространени в природата, въглеродът присъства в естествена 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 (Lutzi, 1891).

Английското наименование на минерала Графит е Graphite

Произход на името

Графитът е познат от древни времена, наречен от гръцкото “grapho” - пиша (Werner, 1789).

Химичен състав

Дори и чисто селектиран, той винаги съдържа абсорбирани газове - главно H, N, в по-малки количества CO3, CO, CH4, понякога NH3, H2S, а също и H2O. Често съдържа механични примеси, които при пълно изгаряне или малко остават в пепелта ; понякога съдържа битум. В допълнение към Si, Al, Fe, Mg, Ca и основи, пепелта може да съдържа S, P, Cu, Ni, Mo, Mn, както и Be, Ge, Ti, V, благородни метали и др. V в пепелта е типичен за графит от органичен 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). Открит за първи път край селото. Шунгав (Карелия, Русия). Принадлежи към групата на антраксолитите и е междинен продукт между аморфен въглерод и графит. Съдържа кристална фаза под формата на много фино диспергиран графит. Има 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. Цвят черен; 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, месингово-жълт (напомнящ пиротин). Не открива двойно отражение (за разлика от графита). Забележимо анизотропен.
Съдържа 93-98% С, до 3-4% водородни съединения, също N, O, S, до 8% хигроскопична вода; в пепелта има 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.
Под духалката пука и гори изключително бавно. Силните H 2 SO 4 и HNO 3 окисляват фин 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. Очевидно се е образувал в резултат на метаморфизма на докамбрийските битуминозни седиментни скали под въздействието на диабази. В Карелия образува вени, лещи при контакта на варовици и диабази и 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 на спилити и албитофири с прослойки от метаморфозирани седиментни и туфово-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 легиращи агенти).

Кристалографски характеристики

сингонияшестоъгълна.

Класшестоъгълно-бипирамидален.

Кристална структура.Слоеста структура. В безкрайна равнинна мрежа, всяка верига представлява шестоъгълник от бензенов тип; Близо до всеки С атом има три съседни на същото разстояние. Паралелните решетки са разположени на значително разстояние една от друга. През периода c има две такива взаимно успоредни решетки, които са взаимно изместени, така че възел на горната решетка се намира над центъра на шестоъгълника на долната решетка. Поради слабата връзка между мрежите, 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 подредени така, че тройките от лъчи C - С, 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 говорим за ромбоедрична (трислойна) модификация на графита. Възможни са и други нередности в редуването на слоевете. Наличието на подвижни електрони в решетката определя редица свойства на графита, които се доближават до свойствата на металите: цвят, блясък, електрическа и топлопроводимост, киселинна устойчивост и др. Разликата в връзките в решетката в посока на наслояване и перпендикуляр причинява изразена анизотропия на твърдост, електропроводимост, магнитни, 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.
Има засенчване по краищата.

Форма на пребиваване сред природата

Външен вид на кристал. Кристалите са редки.

образува малки ламеларни (шестоъгълни) кристали.Двойки

съгласно (1121) се образуват в резултат на натиск, появяват се върху (0001) под формата на тригонално или шестоъгълно щриховане; Наоколо има редки двойници с ротация от 30° (90°). Наблюдават се ориентирани сраствания с биотит.Инертни материали

. Отделни малки люспи и плочи, сферични конкреции с радиална, 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 желязночерен до стоманеносив.
• Черта тъмно оловно сиво, лъскаво черно
• Силен метален блясък
• Оттенъкът на криптокристалния е матов.

Прозрачност. Полупрозрачен само в много тънки листа.

Показатели на пречупване

Ng = , Nm = и Np =

• Механични
• Твърдост 1-2, при (0001) - 5.5; За силно диспергираните агрегати твърдостта се увеличава с увеличаване на степента на дисперсност. Листата са еластични и тяхната якост на опън е 2 kg/mm ​​​​2 (Shapiro).
• Плътност 2,21-2,26.
• Разцепването в една посока (0001) е перфектно.

Счупването на чистокристалните агрегати е зърнесто, а на плътните – гладко.

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 Броуди). При продължително нагряване се образува графитова киселина в смес от димяща HNO 3 с бертолетова сол (KClO 3). Въз основа на някои разлики 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 усещане за „мазно“ 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 ° (Източен Забайкалски скали при температури под 300 °); скоростта на окисление (изгаряне) зависи от структурата на агрегатите: едроразмерен - 720-730 °, дребноразмерен Botogol - 680 °.

Изкуствено придобиване INпри температури над 2200 °, графитът се получава от антрацит и аморфен въглерод (Acheson graphite). Отделя се по време на кристализация на метали, особено в сив 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°; в този случай графитът е ориентиран успоредно на диаманта. Може да се получи при ниско налягане и при температури до 1000 ° в резултат на дезоксидация на CO 2 и CO, образувани по време на дисоциацията на CaCO 3 (експерименти на Ohling, Winchell и Frauenfelder, според Shapiro).

Диагностични признаци

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

Малките люспи се различават от много подобен молибденит с повече тъмен цвяти по-малко интензивен блясък. В отразяващата светлина естеството на двойното отражение и анизотропията се определя лесно. Може да се сбърка само с молибденит (отличаващ се с кафеникав оттенък и ниска отразяваща способност - Re), с валерита и тенорита, различаващи се по парагенеза; Walleriite, в допълнение, се характеризира с висока отразяваща способност, теноритът - с по-малко двойно отражение. Изотропният криптокристален графит в много фини частици е трудно различим от сулванита, чиято отражателна способност обаче е по-висока от средната отражателна 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 кристализация на магма, по време на образуване на жилищни отлагания и по време на процеси на метаморфизъм.

депозити

образование натрупвания на графит в магмени скалисвързани с асимилацията на варовик, битуминозни или въглеродни скали от магма. Някои находища в тази група имат промишлено значение. Най-известното сред тях е находището Ботогол (Алиберовское) в Бурятия, в което графитът образува щамове, гнезда, жиловидни 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 (Илменските планини в Челябинска област) графитът се наблюдава в гранита под формата на сферолити, гнезда и неправилни сегрегации. Находища на графит сред гранити са установени и в окръг Клей (Алабама, САЩ). В Овифак (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 фелзитите, които изграждат дигата. Графитни сегрегации, някои от които имат практическо значение, се наблюдават в много пегматитови жили (графит-носещи пегматити на Украйна, Таджикистан, Бразилия, Индия, Гренландия, САЩ, Италия, Канада и други страни).
От високотемпературните жилищни графитни находища най-известни са находищата на Цейлон, които имат голямо промишлено значение. Графитните вени тук се срещат 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 има в Канада (провинция 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 наблюдава във връзка с гранат, везувиан, диопсид, воластонит, тремолит, скаполит, калцит, апатит и други минерали; Някои находища в тази група са промишлени. Това са канадските находища – Луиз (провинция Квебек) и Порт Елнсли (провинция Онтарио). В находището Тас-Казган (Узбекистан) графитът е ограничен до контакта на габро-норити с битуминозни скали.

Широко развит в метаморфни скали, гнайси и шисти, под формата на отделни разпръснати люспи, снопове, лещовидни и листови отлагания. Образува се в резултат на дълбок метаморфизъм на древни седиментни скали, които първоначално съдържат значителни количества органични остатъци (битуминозни) или карбонатни отлагания. Това са широко развитите люспести отлагания в гнайсите и шистите на Украйна - резултат от интензивна метаморфизация на древни кристални скали, вероятно с участието на летливи вещества (находища Старо-Кримское, Завяловское и др.), находище Союзное на Малкия Хинган в Амурска област, Тайгинско и Мурзинско находища в района на Свердловска област, богати находища в гнайса близо до Пасау (Германия), в метаморфозираните варовици на Паргас във Финландия, Ашланд в щата. Алабама (САЩ), големи находища на люспест графит в Мадагаскар и др.
Депозитите на криптокристален графит, свързани с метаморфизацията на каменни въглища, са широко разработени. Според различни условияМетаморфизъм Степента на метаморфизация на въглищата е различна. Графитът образува слоеве, слоеве и листови отлагания. Под въздействието на контактното действие на капани върху въглищни пластове, например, се образуват големи находища на западната част на Тунгуския въглищен басейн (Красноярска територия), състоящи се от малки графитни находища с примес на пирит, калцит, малки количества апатит, рутил, магнетит и др. С метаморфизма на каменните въглища е свързано и образуването на някои графитни находища в Урал (Боевское, Полтавское, Брединское, Фадинское в района на Челябинск). Фин графит, който се открива само чрез рентгенов анализ, се намира в много изкопаеми въглища.
Графитът се намира в някои елувиални, по-рядко алувиални разсипи, образувани по време на изветряне на графит-съдържащи скали.
В сублиматите на вулкана Билюкай в Камчатка се е образувал графит под формата на утайка от амоняк, вероятно в резултат на действието на потока лава върху растителността (според устния доклад на Набоко). Наличието на графит се отбелязва в каменни и железни метеорити.
Генезисът на графитните филми върху диамантени кристали в находища в Южна Африка е неясен.

Завалевское находище на люспест графит

Графит. Едрозърнест агрегат. Украйна. Завалье

Многобройни промишлени находища на 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 дислокирани амфиболити, амфибол, плагиоклаз, пироксен, силиманит и гранатови гнайси, кварцити и кристални варовици, редуващи се с графитни биотит, серицит, биотит-хлорит и хлорит гнайси, които често са 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 имат голяма промишлена стойност поради високото качество на графита, големия мащаб на минерализация, лекотата на обогатяване на рудата и възможността за открит добив.

Завалевското поле, разположено на левия бряг на Юж. Буга е типичен представител на тази провинция. Геоложки, тя е ограничена до голяма синклинална гънка в посока запад-северозапад със стръмни (дори вертикални) ъгли на наклон на скалите в крилата. Централната част на гънката е изградена от кристални варовици, оградени с кварцити; дебелината на варовиците е 500 m, на кварцитите 20-50 m. Под разреза има графитоносни гнайси (продуктивни пластове), чиято мощност не е постоянна: в северното крило достига 250 m, а в южното крило. рязко намалява до 15 m продуктивни пластове са подложени от безплодни амфиболови скали гнайси. Синклиналата е притисната между гранити, открити в северната част на находището, и е пронизана от кварцови жили, дайки от гранити и гранит-аплити. Кристалните скали в района на находището навсякъде са покрити от терциерни и кватернерни песъчливо-глинести наслаги с дебелина до 35-40 m.

Продуктивните пластове на графит-съдържащи биотит-хлоритни и фелдшпат-гранатови гнайси се състоят 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 са очертани промишлени рудни тела с листова и лещовидна форма, изградени от разсеяни руди. Графитът в тези тела е едролюспест (размер 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.

Наблюдава се зоналност в ясно очертаната кора на изветряне, развиваща се върху графитоносни гнайси. Глинените минерали са широко развити в горната (насипна) зона. Минерален 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 (30-4 0%) и фелдшпати (10-2 5%) се увеличава, слюда (10-15% ), се появяват гранат, силиманит и апатит (до 10%), като в същото време делът на глинестите минерали намалява (10-4 0%). Долната (плътна) зона на кората на изветряне по свой начин минерален съставблизо до първичните (твърди) руди на находището. Поради факта, че в кората на изветряне графитните люспи се освобождават от срастване с други минерали (отворени), тези руди (така наречените меки) се обогатяват още по-лесно, представлявайки основна цел за 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 разглеждат Завалевското находище като метаморфно, образувано в процеса на регионален метаморфизъм на първични седиментни алумосиликатни скали, съдържащи диспергирана въглеродна материя. Някои геолози (V.P. Bukharov, V.B. Polyansky и др.) Смятат, че образуването на графит в гнайси е станало поради въглерод, отделен по време на дегазация на карбонатни скали, придружен от разлагане на въглероден оксид (реакция на Будоар). 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 (A.F. Korzhinsky и други).

Практическо приложение

Графитът има много разнообразно приложение въз основа на неговото „съдържание на мазнини“, киселинна устойчивост, огнеустойчивост и електрическа проводимост. Използва се за производство на тигли за топене на стомана и цветни метали (около 65-70% от общото потребление) и се използва широко 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 осъществява в няколко страни и се доближава до 600 хиляди тона/годишно. 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 страни от Западна Европа.

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

Графит(от старогръцки γράφω - пиша) е естествен материал, принадлежащ към класа на самородните 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 политипи. Графитът намира приложение в производството и промишлените дейности. Графитните продукти се отличават с повишени експлоатационни характеристики. Графитът е устойчив на химически и природни влияния, той е доста издръжлив, провежда добре електричество, има ниска твърдост, относителна мекота и се втвърдява след излагане на високи температури. Плътността е 2,23 g/cm3. Графитът има метален блясък и тъмно сив цвят. Топлинната проводимост на този минерал е доста висока, 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 естествения минерал:

• α-графит (хексагонален). В тази модификация половината от атомите на всеки слой 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 става напълно шестоъгълен. Естествен материалудобно представени в шестоъгълни възли.

Химичен състав на графитане е чисто. IN 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 желязочерен, достигащ до стоманеносив. Има силен метален блясък; криптокристалните агрегати не блестят, те са матови. Показател на пречупване на графит Nm==l.93-2.07. Усеща се мазна на допир и 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 много фини пори), за шунгита е 1,84-1,98. Има висока електропроводимост, която се дължи на много плътното разположение на атомите в листовете.

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

Графит в природата

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

Индикатори:

• Минерално съдържание 2,0%
• Съдържание на въглерод > 98,0%
• Съдържание на сяра 550 ppm
• 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 кристал (има нисък коефициент на разширение, характеризира се с якост при високи температури, използва се за 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 примеси на желязо),
• елементарен (графитът се използва за производството на галванични клетки, има повишена топлинна и електрическа проводимост),
• електрически въглища,
• за производство на смазочни материали и електропроводим каучук.

Изкуствен графит - област на приложение

Изкуствено се получава структурен, дребнозърнест, антифрикционен и леярски графит. Обхватът на приложение 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 моливи, бои, покрития и батерии. Графитът е незаменим в ядрената индустрия и други високоспециализирани области.