Vsebina
Grafit: Grafitni kristali iz marmorja iz cone Saint-Jovite Skarn, Mont-Tremblant, Les Laurentides RCM, Quebec, Kanada. Ta primerek je dolg približno tri centimetre (7,6 cm).
Kaj je grafit?
Grafit je naravna oblika kristalnega ogljika. Je naravni mineral, ki ga najdemo v metamorfnih in magnetnih kamninah. Grafit je mineral skrajnosti. Je izredno mehak, se cepi z zelo lahkim pritiskom in ima zelo nizko specifično težo. V nasprotju s tem je izjemno odporen proti vročini in skoraj inerten v stiku s skoraj katerim koli drugim materialom. Te ekstremne lastnosti mu omogočajo široko paleto uporabe v metalurgiji in proizvodnji.
Drobni grafit: Luskav grafit, proizveden na Madagaskarju.
Grafitni kos: Grafit iz grudice iz Kropfmuhla, Avstrija. Vzorec je približno en in pol centimetrov (3,8 cm).
Grafit z granatom: Vzorec grafitne sljude z dvema rdečima granatoma almandina / piropa iz rudnika Red Embers, Erving, Massachusetts. Ta primerek je velik približno 2,0 cm (5,08 cm).
Geološki pojav
Grafit je mineral, ki nastane, ko je ogljik izpostavljen toploti in tlaku v zemeljski skorji in v zgornjem plašču. Za izdelavo grafita so potrebni pritiski v območju od 75.000 funtov na kvadratni palec in temperature v območju 750 stopinj Celzija. Te ustrezajo metamorfnim facijem granulita.
Grafit iz regionalnega metamorfizma (luski grafit)
Večina grafita, ki ga danes vidimo na Zemljini površini, je nastala na konvergentnih mejah plošč, kjer so bili organski bogati skrilavci in apnenci podvrženi vročini in pritisku regionalnega metamorfizma. Tako nastanejo marmor, schist in gneiss, ki vsebujejo drobne kristale in kosmiče grafita.
Kadar je grafit v dovolj visokih koncentracijah, se te kamnine lahko minirajo, zdrobijo do velikosti delcev, ki grafitne luske osvobodijo, in obdelajo s specifičnim gravitacijskim ločevanjem ali flotacijo pena, da se odstrani grafit z nizko gostoto. Proizvedeni izdelek je znan kot "kosmični grafit".
Grafit iz metamorfizma iz premogovega šiva ("amorfni" grafit)
Nekateri grafiti iz metamorfizma premogovih šivov. Organski material v premogu je sestavljen predvsem iz ogljika, kisika, vodika, dušika in žvepla. Vročina metamorfizma uničuje organske molekule premoga in hlapi kisik, vodik, dušik in žveplo. Ostaja skoraj čist ogljikov material, ki kristalizira v mineralni grafit.
Ta grafit se pojavlja v "šivih", ki ustrezajo prvotni plasti premoga. Ko je miniran, je material znan kot "amorfni grafit". Beseda "amorfna" je v tej uporabi dejansko napačna, saj ima kristalno strukturo. Iz rudnika ima ta material videz podoben grudicam premoga brez svetlega in dolgočasnega pasu.
Grafit iz hidrotermalnega metamorfizma
Majhna količina grafita tvori reakcijo ogljikovih spojin v kamnini med hidrotermalnim metamorfizmom. Ta ogljik se lahko mobilizira in odloži v žilah skupaj s hidrotermalnimi minerali. Ker je oborjen, ima visoko stopnjo kristalnosti, zato je prednostni material za številne električne namene.
Grafit v magnetnih kamninah in meteoritih
Znano je, da se majhne količine grafita pojavljajo kot primarni mineral v magnetnih kamninah. Znan je kot drobni delci v bazaltnih tokovih in sienitu. Znano je tudi, da se tvori v pegmatitu. Nekateri železovi meteoriti vsebujejo majhne količine grafita. Te oblike grafita so pojav brez gospodarskega pomena.
Najboljši način za spoznavanje mineralov je preučevanje z zbirko majhnih primerkov, s katerimi lahko ravnate, pregledujete in opazujete njihove lastnosti. V trgovini so na voljo poceni zbirke mineralov.
Grafit in diamant
Grafit in diamant sta dve mineralni obliki ogljika. Diamant se v plašču oblikuje pod izjemno toploto in pritiskom. Večina grafita, ki ga najdemo v bližini Zemljine površine, je nastala v skorji pri nižjih temperaturah in tlakih. Grafit in diamant imata isto sestavo, vendar imata zelo različne strukture.
Ogljikovi atomi v grafitu so povezani v šesterokotno mrežo, ki tvori liste, debele z enim atomom. Ti listi so slabo povezani in se zlahka cepijo ali drsijo drug ob drugem, če so izpostavljeni majhni sili. To daje grafitu njegovo zelo nizko trdoto, popolno cepitev in drsni občutek.
V nasprotju s tem so ogljikovi atomi v diamantu povezani v okvirno strukturo. Vsak atom ogljika je povezan v tridimenzionalno mrežo s štirimi drugimi ogljikovimi atomi z močnimi kovalentnimi vezmi. Ta razporeditev drži atome trdno na svojem mestu in naredi diamant izjemno trden material.
Poraba grafita: ZDA poraba grafita glede na uporabo v letu 2012. Podatki iz povzetka mineralnih surovin USGS.
Sintetični grafit
"Sintetični grafit" je izdelan s segrevanjem visoko ogljikovih materialov, kot so naftni koks in smola premogovega katrana, na temperature v območju od 2500 do 3000 stopinj Celzija. Pri teh visokih temperaturah se vsi hlapni materiali in številne kovine v surovini uničijo ali odženejo. Grafit, ki ostane povezan v kristalno strukturo v obliki listov. Sintetični grafit ima lahko več kot 99% ogljika, uporablja pa se v proizvedenih izdelkih, kjer je potreben izjemno čist material.
Grafit v schistu iz okrožja Essex, New York. Vzorec je premer približno 5 centimetrov (12,7 centimetra).
Grafit v schistu iz okrožja Essex, New York. Vzorec je premer približno 5 centimetrov (12,7 centimetra).