Mineralen

Grafiet

Grafiet



Grafiet en diamant hebben dezelfde samenstelling maar volledig verschillende eigenschappen.


Grafiet: Grafietkristallen in een stuk marmer uit de Saint-Jovite Skarn Zone, Mont-Tremblant, Les Laurentides RCM, Quebec, Canada. Dit exemplaar is ongeveer 7,6 cm lang.

Wat is grafiet?

Grafiet is een natuurlijk voorkomende vorm van kristallijne koolstof. Het is een natuurlijk mineraal dat voorkomt in metamorfe en stollingsgesteenten. Grafiet is een mineraal van uitersten. Het is extreem zacht, splitst met zeer lichte druk en heeft een zeer laag soortelijk gewicht. Het is daarentegen extreem hittebestendig en bijna inert in contact met vrijwel elk ander materiaal. Deze extreme eigenschappen geven het een breed scala aan toepassingen in de metallurgie en productie.

Vlok grafiet: Flake graphite geproduceerd in Madagascar.

Grafiet stuk: Klompgrafiet uit Kropfmuhl, Oostenrijk. Specimen is ongeveer anderhalve inch (3,8 cm) breed.

Grafiet met granaat: Een exemplaar van grafiet-mica schist met twee rode almandine / pyrope granaten uit de Red Embers Mine, Erving, Massachusetts. Dit exemplaar heeft een diameter van ongeveer twee inch (5,08 cm).

Geologisch voorkomen

Grafiet is een mineraal dat ontstaat wanneer koolstof wordt blootgesteld aan hitte en druk in de aardkorst en in de bovenmantel. Drukken in het bereik van 75.000 pond per vierkante inch en temperaturen in het bereik van 750 graden Celsius zijn nodig om grafiet te produceren. Deze komen overeen met de granuliet metamorfe facies.

Grafiet van regionaal metamorfisme (Flake Graphite)

Het grootste deel van het grafiet dat tegenwoordig op het aardoppervlak wordt gezien, werd gevormd op convergente plaatgrenzen waar organisch-rijke schalie en kalksteen werden blootgesteld aan de hitte en druk van regionaal metamorfisme. Dit produceert marmer, leisteen en gneis die kleine kristallen en grafietschilfers bevatten.

Wanneer grafiet in voldoende hoge concentraties aanwezig is, kunnen deze rotsen worden gedolven, verpletterd tot een deeltjesgrootte die de grafietschilfers vrijmaakt en worden verwerkt door specifieke zwaartekrachtscheiding of schuimflotatie om het grafiet met lage dichtheid te verwijderen. Het geproduceerde product staat bekend als "vlokgrafiet".

Grafiet van kolenlaag Metamorfisme ("Amorf" Grafiet)

Sommige grafietvormen van het metamorfisme van steenkoollagen. Het organische materiaal in steenkool bestaat hoofdzakelijk uit koolstof, zuurstof, waterstof, stikstof en zwavel. De hitte van het metamorfisme vernietigt de organische moleculen van kool en vervluchtigt de zuurstof, waterstof, stikstof en zwavel. Wat overblijft is een bijna puur koolstofmateriaal dat kristalliseert in mineraal grafiet.

Dit grafiet komt voor in "naden" die overeenkomen met de oorspronkelijke laag kool. Wanneer gedolven, staat het materiaal bekend als "amorf grafiet". Het woord "amorf" is eigenlijk onjuist in dit gebruik, omdat het een kristallijne structuur heeft. Vanuit de mijn heeft dit materiaal een uiterlijk dat lijkt op brokken kolen zonder de heldere en saaie strepen.

Grafiet van Hydrothermal Metamorphism

Een kleine hoeveelheid grafiet vormt zich door de reactie van koolstofverbindingen in het gesteente tijdens hydrothermisch metamorfisme. Deze koolstof kan worden gemobiliseerd en in aders worden afgezet in combinatie met hydrothermische mineralen. Omdat het neerslaat, heeft het een hoge mate van kristalliniteit, en dat maakt het een voorkeursmateriaal voor veel elektrisch gebruik.

Grafiet in Igneous Rocks en Meteorites

Het is bekend dat kleine hoeveelheden grafiet voorkomen als een primair mineraal in stollingsgesteenten. Het staat bekend als kleine deeltjes in basaltstromen en syeniet. Het is ook bekend om zich te vormen in pegmatiet. Sommige ijzermeteorieten bevatten kleine hoeveelheden grafiet. Deze vormen van grafiet zijn gebeurtenissen zonder economisch belang.

De beste manier om te leren over mineralen is om te studeren met een verzameling van kleine exemplaren die je kunt omgaan, te onderzoeken en te observeren hun eigenschappen. Goedkope minerale collecties zijn verkrijgbaar in de winkel.

Fysieke eigenschappen van grafiet

Chemische classificatieInheems element
KleurStaal grijs tot zwart
streepZwart
GlansMetaalachtig, soms aardachtig
diaphaneityondoorzichtig
DecolletePerfect in één richting
Mohs-hardheid1 tot 2
Soortelijk gewicht2.1 tot 2.3
Diagnostische eigenschappenKleur, streep, glad gevoel, soortelijk gewicht
Chemische samenstellingC
Crystal-systeemzeshoekig
ToepassingenGebruikt om hitte- en chemisch resistente containers en andere objecten te vervaardigen. Batterij-anodes. Een droog glijmiddel. Het "lood" in potloden.

Grafiet en diamant

Grafiet en diamant zijn de twee minerale vormen van koolstof. Diamant vormt zich in de mantel onder extreme hitte en druk. Het meeste grafiet gevonden nabij het aardoppervlak werd gevormd in de korst bij lagere temperaturen en drukken. Grafiet en diamant delen dezelfde samenstelling maar hebben zeer verschillende structuren.

Gerelateerd: Hoe werkt diamant?

De koolstofatomen in grafiet zijn verbonden in een zeshoekig netwerk dat platen vormt die één atoom dik zijn. Deze platen zijn slecht met elkaar verbonden en splijten gemakkelijk of schuiven over elkaar als ze worden blootgesteld aan een kleine hoeveelheid kracht. Dit geeft grafiet zijn zeer lage hardheid, zijn perfecte splijting en zijn gladde uitstraling.

De koolstofatomen in diamant zijn daarentegen gekoppeld aan een raamwerkstructuur. Elk koolstofatoom is verbonden in een driedimensionaal netwerk met vier andere koolstofatomen met sterke covalente bindingen. Deze opstelling houdt de atomen stevig op hun plaats en maakt diamant een uitzonderlijk hard materiaal.

Grafiet verbruik: Verenigde Staten grafietconsumptie per gebruik in 2012. Gegevens uit de USGS Mineral Commodity Summary.

Synthetisch grafiet

"Synthetisch grafiet" wordt gemaakt door koolstofarme materialen zoals petroleumcokes en koolteerpek te verwarmen tot temperaturen in het bereik van 2500 tot 3000 graden Celsius. Bij deze hoge temperaturen worden alle vluchtige materialen en veel metalen in de grondstof vernietigd of afgevoerd. Het grafiet dat overblijft blijft in een plaatachtige kristallijne structuur. Synthetisch grafiet kan een zuiverheid van meer dan 99% koolstof hebben en het wordt gebruikt in gefabriceerde producten waar een extreem zuiver materiaal vereist is.

Grafiet in leisteen uit Essex County, New York. Specimen is ongeveer 5 inch (12,7 centimeter) over.

Grafiet informatie
1 Grafiet: niet-toegeschreven artikel op de Asbury Carbons-website.
2 Natuurlijk vlokgrafiet: niet-toegeschreven artikel op de Asbury Carbons-website.
3 Grafiet (natuurlijk): Donald W. Olson, Mineral Commodity Summary, United States Geological Survey, 2014.
4 Grafiet: Donald W. Olson, Jaarboek Mineralen 2012. Verenigde Staten Geological Survey, 2013.

Grafiet in leisteen uit Essex County, New York. Specimen is ongeveer 5 inch (12,7 centimeter) over.


Bekijk de video: Grafiet en Koolstof en de toepassingen - 020-6360407