المعادن

الجرافيت



الجرافيت والماس لها نفس التكوين ولكن خصائص مختلفة تماما.


الجرافيت: بلورات الجرافيت في قطعة من الرخام من منطقة Saint-Jovite Skarn ، Mont-Tremblant ، Les Laurentides RCM ، كيبيك ، كندا. يبلغ طول هذه العينة حوالي ثلاث بوصات (7.6 سم).

ما هو الجرافيت؟

الجرافيت هو شكل طبيعي من الكربون البلوري. وهو عنصر معدني أصلي موجود في الصخور المتحولة والبارعة. الجرافيت هو معدن من التطرف. إنها لينة للغاية ، تلتصق بضغط خفيف جدًا ، ولها ثقل منخفض جدًا. على النقيض من ذلك ، فهي شديدة المقاومة للحرارة وخاملة تقريبًا في اتصالها بأي مادة أخرى تقريبًا. هذه الخصائص المتطرفة تعطيه مجموعة واسعة من الاستخدامات في المعادن والتصنيع.

تقشر الجرافيت: تقشر الجرافيت المنتج في مدغشقر.

قطعة الجرافيت: الجرافيت مقطوع من Kropfmuhl ، النمسا. العينة حوالي واحد ونصف بوصة (3.8 سم) عبر.

الجرافيت مع العقيق: عينة من صخور الجرافيت والميكا مع عقيقين من الألمانين / البيروب الأحمر من منجم إمبرز الأحمر ، إيرفينج ، ماساتشوستس. يبلغ طول العينة حوالي بوصتين (5.08 سم).

حدوث جيولوجي

الجرافيت هو معدن يتشكل عندما يتعرض الكربون للحرارة والضغط في قشرة الأرض وفي الوشاح العلوي. هناك حاجة إلى ضغوط في حدود 75000 رطل لكل بوصة مربعة ودرجات حرارة تتراوح بين 750 درجة مئوية لإنتاج الجرافيت. هذه تتوافق مع سهول الجرانيت المتحولة.

الجرافيت من التحول الإقليمي (فليك الجرافيت)

تشكلت معظم الجرافيت التي شوهدت على سطح الأرض اليوم عند حدود الصفيحة المتقاربة حيث تعرضت الصخور والأحجار الجيرية الغنية بالحرارة إلى حرارة وضغط التحول الإقليمي. وهذا ينتج رخامًا وعصا و gneiss تحتوي على بلورات صغيرة ورقائق من الجرافيت.

عندما يكون الجرافيت بتركيزات عالية بما فيه الكفاية ، يمكن تعدين هذه الصخور وسحقها بحجم جسيم يحرر رقائق الجرافيت ، ومعالجتها بواسطة فصل جاذبية معين أو تعويم الرغوة لإزالة الجرافيت منخفض الكثافة. يُعرف المنتج المنتج باسم "الجرافيت المتقشر".

الجرافيت من التحول التماس الفحم (الجرافيت "غير متبلور")

بعض أشكال الجرافيت من تحول طبقات الفحم. تتكون المادة العضوية في الفحم من الكربون والأكسجين والهيدروجين والنيتروجين والكبريت. إن حرارة التحول تدمر جزيئات الفحم العضوية ، مما يؤدي إلى تطاير الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين والكبريت. ما تبقى هو مادة الكربون النقي تقريبا التي تتبلور في الجرافيت المعدنية.

يحدث هذا الجرافيت في "طبقات" التي تتوافق مع الطبقة الأصلية من الفحم. عند التعدين ، تُعرف المادة باسم "الجرافيت غير المتبلور". كلمة "غير متبلور" غير صحيحة في الواقع في هذا الاستخدام ، لأنها تحتوي على بنية بلورية. من المنجم ، تتمتع هذه المادة بمظهر يشبه كتل الفحم دون وجود نطاقات ساطعة ومملة.

الجرافيت من التحول الحراري المائي

تتشكل كمية صغيرة من الجرافيت عن طريق تفاعل مركبات الكربون في الصخر أثناء التحول الحراري المائي. يمكن تعبئة هذا الكربون وترسبه في الأوردة بالاشتراك مع المعادن الحرارية المائية. نظرًا لأنها تترسب ، فهي تتمتع بدرجة عالية من التبلور ، مما يجعلها مادة مفضلة للعديد من الاستخدامات الكهربائية.

الجرافيت في الصخور البركانية والنيازك

من المعروف أن كميات صغيرة من الجرافيت تحدث كمعدن أساسي في الصخور النارية. ومن المعروف باسم جزيئات صغيرة في تدفق البازلت والسيانيت. ومن المعروف أيضا أن تتشكل في pegmatite. تحتوي بعض النيازك الحديدية على كميات صغيرة من الجرافيت. هذه الأشكال من الجرافيت هي أحداث دون أهمية اقتصادية.

أفضل طريقة للتعرف على المعادن هي الدراسة مع مجموعة من العينات الصغيرة التي يمكنك التعامل معها وفحصها ومراقبتها. مجموعات المعادن غير مكلفة متوفرة في المتجر.

الخصائص الفيزيائية للجرافيت

التصنيف الكيميائيالعنصر الأصلي
اللونالصلب الرمادي إلى الأسود
خطأسود
بريقمعدني ، وأحيانا ترابي
Diaphaneityمبهمة
انقسامالكمال في اتجاه واحد
موس صلابة1 إلى 2
جاذبية معينة2.1 إلى 2.3
خصائص التشخيصاللون ، خط ، يشعر الزلقة ، الثقل النوعي
التركيب الكيميائيC
نظام الكريستالمسدس الشكل
الاستخداماتتستخدم لتصنيع الحاويات المقاومة للحرارة والكيماويات وغيرها من الأشياء. الأنودات البطارية. زيوت التشحيم الجافة. "الرصاص" في أقلام الرصاص.

الجرافيت والماس

الجرافيت والماس هما الشكلان المعدنيان للكربون. يتشكل الماس في الوشاح تحت حرارة وضغط شديد. تم تشكيل معظم الجرافيت الموجود بالقرب من سطح الأرض داخل القشرة في درجات حرارة وضغوط أقل. يشترك الجرافيت والماس في نفس التركيب لكن لهما هياكل مختلفة جدًا.

ذات صلة: كيف شكل الماس؟

ترتبط ذرات الكربون في الجرافيت في شبكة سداسية تشكل صفائح سماكتها ذرة واحدة. هذه الأوراق غير متصلة بشكل جيد وتتدفق بسهولة أو تنزلق فوق بعضها البعض إذا تعرضت إلى قدر ضئيل من القوة. هذا يعطي الجرافيت صلابته المنخفضة للغاية ، وانقسامه المثالي ، وشعوره الزلق.

في المقابل ، ترتبط ذرات الكربون في الماس في هيكل الأطر. ترتبط كل ذرة كربون بشبكة ثلاثية الأبعاد مع أربع ذرات كربون أخرى لها روابط تساهمية قوية. يحتفظ هذا الترتيب بالذرات في مكانه ويجعل الماس مادة صلبة بشكل استثنائي.

استهلاك الجرافيت: استهلاك الجرافيت في الولايات المتحدة حسب الاستخدام خلال عام 2012. بيانات من USGS ملخص السلع المعدنية.

الجرافيت الاصطناعية

يتم تصنيع "الجرافيت الصناعي" من خلال تسخين المواد عالية الكربون مثل فحم الكوك ودرجة قطران الفحم إلى درجات حرارة تتراوح بين 2500 إلى 3000 درجة مئوية. في هذه درجات الحرارة المرتفعة ، يتم تدمير أو طرد جميع المواد المتطايرة والعديد من المعادن في المواد الأولية. الجرافيت الذي يظل روابط إلى بنية بلورية تشبه الورقة. يمكن أن يحتوي الجرافيت الصناعي على نقاوة تزيد عن 99٪ من الكربون ، ويتم استخدامه في المنتجات المصنعة التي تتطلب مادة نقية للغاية.

الجرافيت في schist من مقاطعة إسيكس ، نيويورك. يبلغ طول العينة حوالي 5 بوصات (12.7 سم).

معلومات الجرافيت
1 الجرافيت: مقال غير منشور على موقع Asbury Carbons.
2 فليك الطبيعي الجرافيت: مقال غير منشور على موقع Asbury Carbons.
3 الجرافيت (الطبيعي): دونالد دبليو أولسون ، ملخص السلع المعدنية ، الولايات المتحدة للمسح الجيولوجي ، 2014.
4 الجرافيت: دونالد دبليو أولسون ، 2012 حولية المعادن. هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، 2013.

الجرافيت في schist من مقاطعة إسيكس ، نيويورك. يبلغ طول العينة حوالي 5 بوصات (12.7 سم).


شاهد الفيديو: كيف صنعت قصبات الجرافيت (شهر اكتوبر 2021).