Innehåll
Grafit: Grafitkristaller i ett stycke marmor från Saint-Jovite Skarn Zone, Mont-Tremblant, Les Laurentides RCM, Quebec, Kanada. Detta prov är ungefär tre tum (7,6 cm) i längd.
Vad är grafit?
Grafit är en naturligt förekommande form av kristallint kol. Det är ett naturligt grundämne-mineral som finns i metamorfa och stolliga bergarter. Grafit är ett mineral av ytterligheter. Den är extremt mjuk, klyver med mycket lätt tryck och har en mycket låg specifik vikt. Däremot är det extremt motståndskraftigt mot värme och nästan inert i kontakt med nästan vilket annat material som helst. Dessa extrema egenskaper ger det ett brett spektrum av användningar inom metallurgi och tillverkning.
Flake grafit: Flake grafit producerad på Madagaskar.
Grafitbit: Klumpgrafit från Kropfmuhl, Österrike. Provet är ungefär 3,8 cm breda.
Grafit med granat: Ett exemplar av grafit-glimmer med två röda almandin / pyropgarnetter från Red Embers Mine, Erving, Massachusetts. Detta prov är ungefär två tum (5,08 cm) tvärs över.
Geologiska händelser
Grafit är ett mineral som bildas när kol utsätts för värme och tryck i jordskorpan och i den övre manteln. Tryck i intervallet 75 000 pund per kvadrat tum och temperaturer i intervallet 750 grader Celsius behövs för att producera grafit. Dessa motsvarar granulitmetamorfiska ansikten.
Grafit från regional metamorfism (Flake Graphite)
Det mesta av den grafit som sågs vid jordens yta idag bildades vid konvergenta plattgränser där organiska rika skalar och kalksten utsattes för värme och tryck från regional metamorfism. Detta producerar marmor, schist och gneis som innehåller små kristaller och flingor av grafit.
När grafiten är i tillräckligt höga koncentrationer, kan dessa bergarter brytas, krossas till en partikelstorlek som frigör grafitflingorna och bearbetas genom specifik gravitationsseparation eller skumflotation för att avlägsna grafit med låg densitet. Den producerade produkten kallas "flinggrafit."
Grafit från kolsömmetamorfism ("Amorf" grafit)
Vissa grafitformer från kol sömmarnas metamorfism. Det organiska materialet i kol består huvudsakligen av kol, syre, väte, kväve och svavel. Metamorfismens värme förstör de organiska kolmolekylerna och förångar syre, väte, kväve och svavel. Det som återstår är ett nästan rent kolmaterial som kristalliseras till mineralgrafit.
Denna grafit förekommer i "sömmar" som motsvarar det ursprungliga kolskiktet. När det bryts är materialet känt som "amorf grafit." Ordet "amorft" är faktiskt felaktigt i denna användning, eftersom det har en kristallin struktur. Från gruvan har detta material ett utseende som liknar kolklumpar utan det ljusa och tråkiga bandet.
Grafit från hydrotermisk metamorfism
En liten mängd grafit bildas genom reaktion av kolföreningar i berget under hydrotermisk metamorfism. Detta kol kan mobiliseras och deponeras i vener i samband med hydrotermala mineraler. Eftersom det är utfällt har den en hög grad av kristallinitet, och det gör det till ett föredraget material för många elektriska användningar.
Grafit i bröstberg och meteoriter
Små mängder grafit är kända för att förekomma som ett primärt mineral i stolliga bergarter. Det är känt som små partiklar i basaltflöden och syenit. Det är också känt att det bildas i pegmatit. Vissa järnmeteoriter innehåller små mängder grafit. Dessa former av grafit är händelser utan ekonomisk betydelse.
Det bästa sättet att lära sig om mineraler är att studera med en samling små prover som du kan hantera, undersöka och observera deras egenskaper. Billiga mineralkollektioner finns i butiken.
Grafit och diamant
Grafit och diamant är de två mineralformerna av kol. Diamant bildas i manteln under extrem värme och tryck. De flesta grafiter som finns nära jordens yta bildades i jordskorpan vid lägre temperaturer och tryck. Grafit och diamant delar samma sammansättning men har mycket olika strukturer.
Kolatomerna i grafit är länkade i ett hexagonalt nätverk som bildar ark som är en atom tjock. Dessa ark är dåligt anslutna och klyver lätt eller glider över varandra om de utsätts för en liten mängd kraft. Detta ger grafit dess mycket låga hårdhet, perfekta klyvning och hala känsla.
Däremot är kolatomerna i diamant kopplade till en ramstruktur. Varje kolatom är kopplad till ett tredimensionellt nätverk med fyra andra kolatomer med starka kovalenta bindningar. Detta arrangemang håller atomerna på plats och gör diamant till ett exceptionellt hårt material.
Grafitförbrukning: USA grafitförbrukning efter användning under 2012. Data från USGS Mineral Commodity Summary.
Syntetisk grafit
"Syntetisk grafit" tillverkas genom att värma upp kolhaltiga material som petroleumkoks och koltjärstigning till temperaturer i intervallet 2500 till 3000 grader Celsius. Vid dessa höga temperaturer förstörs eller drivs alla flyktiga material och många metaller i råmaterialet. Grafiten som återstår kopplas till en arkliknande kristallin struktur. Syntetisk grafit kan ha en renhet på över 99% kol, och den används i tillverkade produkter där ett extremt rent material krävs.
Grafit i schist från Essex County, New York. Provet är ungefär 12,7 centimeter tvärs över.
Grafit i schist från Essex County, New York. Provet är ungefär 12,7 centimeter tvärs över.