กราไฟต์: แร่ที่มีคุณสมบัติรุนแรงและมีประโยชน์หลายอย่าง

เนื้อหา

• กราไฟท์คืออะไร
• เกิดขึ้นทางธรณีวิทยา
• กราไฟท์และเพชร
• กราไฟท์สังเคราะห์

กราไฟท์: กราไฟท์ผลึกในชิ้นส่วนหินอ่อนจากเขต Saint-Jovite Skarn, Mont-Tremblant, Les Laurentides RCM, ควิเบก, แคนาดา ตัวอย่างนี้มีความยาวสามนิ้ว (7.6 ซม.)

กราไฟท์คืออะไร

กราไฟต์เป็นผลึกคาร์บอนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มันเป็นแร่ธาตุพื้นเมืองที่พบในหินแปรและหินอัคนี กราไฟต์เป็นแร่ธาตุของสุดขั้ว มันมีความอ่อนนุ่มเป็นอย่างมาก cleaves ที่มีแรงกดเบามากและมีความถ่วงจำเพาะต่ำมาก ในทางตรงกันข้ามมันทนต่อความร้อนได้ดีมากและเกือบจะเฉื่อยเมื่อสัมผัสกับวัสดุอื่นเกือบทั้งหมด คุณสมบัติที่รุนแรงเหล่านี้ทำให้มันมีความหลากหลายในการใช้งานด้านโลหะและการผลิต

เกล็ดกราไฟท์: กราไฟท์เกล็ดผลิตในมาดากัสการ์

กราไฟท์ก้อน: ก้อนกราไฟท์จาก Kropfmuhl ประเทศออสเตรีย ชิ้นงานทดสอบยาวประมาณหนึ่งและครึ่งนิ้ว (3.8 ซม.)

กราไฟท์กับโกเมน: ตัวอย่างของแกรไฟต์ - ไมกาเชสต์กับอัลมาดีน / pyrope สีแดงสองโกเมนจากเหมืองเรดเอมเบอร์เออร์วิงแมสซาชูเซตส์ ชิ้นงานนี้มีขนาดประมาณสองนิ้ว (5.08 ซม.)

เกิดขึ้นทางธรณีวิทยา

กราไฟต์เป็นแร่ธาตุที่ก่อตัวขึ้นเมื่อคาร์บอนถูกความร้อนและแรงดันในเปลือกโลกและในชั้นบน แรงกดดันในช่วง 75,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้วและอุณหภูมิในช่วง 750 องศาเซลเซียสมีความจำเป็นในการผลิตกราไฟท์ สิ่งเหล่านี้สอดคล้องกับ facamorphic granulite metamorphic

กราไฟท์จากการเปลี่ยนแปลงในระดับภูมิภาค (เกล็ดกราไฟท์)

กราไฟท์ส่วนใหญ่ที่เห็นบนพื้นผิวโลกในปัจจุบันก่อตัวขึ้นที่บริเวณแผ่นบรรจบกันที่ซึ่งมีชั้นหินและหินปูนที่อุดมด้วยสารอินทรีย์อยู่ภายใต้ความร้อนและความดันของการแปรสภาพในระดับภูมิภาค สิ่งนี้ก่อให้เกิดหินอ่อน, schist และ gneiss ที่มีผลึกขนาดเล็กและเกล็ดของกราไฟท์

เมื่อกราไฟต์มีความเข้มข้นสูงพอหินเหล่านี้สามารถขุดได้บดเป็นขนาดอนุภาคที่ปลดปล่อยกราไฟท์เกล็ดและประมวลผลโดยการแยกแรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจงหรือลอยอยู่ในน้ำฟองเพื่อเอากราไฟท์ความหนาแน่นต่ำ ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตเรียกว่า "กราไฟท์เกล็ด"

กราไฟต์จากการเปลี่ยนแปลงรอยต่อถ่านหิน (กราไฟท์ "Amorphous")

กราไฟท์บางรูปแบบจากการเปลี่ยนแปลงของตะเข็บถ่านหิน สารอินทรีย์ในถ่านหินประกอบด้วยคาร์บอนออกซิเจนไฮโดรเจนไนโตรเจนและซัลเฟอร์เป็นหลัก ความร้อนของการแปรเปลี่ยนนั้นทำลายโมเลกุลอินทรีย์ของถ่านหินทำให้เกิดการระเหยของออกซิเจนไฮโดรเจนไนโตรเจนและกำมะถัน สิ่งที่เหลืออยู่คือวัสดุคาร์บอนบริสุทธิ์เกือบจะตกผลึกเป็นแร่กราไฟท์

กราไฟท์นี้เกิดขึ้นใน "ตะเข็บ" ที่สอดคล้องกับชั้นของถ่านหินเดิม เมื่อขุดแล้ววัสดุนี้มีชื่อว่า "amorphous graphite" คำว่า "amorphous" นั้นไม่ถูกต้องจริง ๆ ในการใช้งานนี้เนื่องจากมีโครงสร้างเป็นผลึก จากเหมืองวัสดุนี้มีลักษณะคล้ายก้อนถ่านหินที่ไม่มีแถบสว่างและทึบ

กราไฟท์จากการเปลี่ยนแปลงความร้อนด้วยน้ำ

กราไฟต์จำนวนเล็กน้อยเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของสารประกอบคาร์บอนในหินในช่วงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโดยไฮโดรเทอร์มอล คาร์บอนนี้สามารถระดมและฝากไว้ในเส้นเลือดร่วมกับแร่ธาตุความร้อน เนื่องจากมีการตกตะกอนจึงมีความเป็นผลึกสูงและทำให้เป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับการใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก

กราไฟท์ในหินอัคนีและอุกกาบาต

เป็นที่รู้กันว่ากราไฟท์ในปริมาณเล็กน้อยนั้นเป็นแร่หลักในหินอัคนี มันเป็นที่รู้จักกันในชื่ออนุภาคเล็ก ๆ ในกระแสหินบะซอล เป็นที่รู้จักกันในรูปแบบ pegmatite อุกกาบาตเหล็กบางชนิดมีกราไฟต์จำนวนเล็กน้อย กราไฟท์รูปแบบเหล่านี้เกิดขึ้นโดยไม่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ

วิธีที่ดีที่สุดในการเรียนรู้เกี่ยวกับแร่ธาตุคือการศึกษาด้วยชุดตัวอย่างขนาดเล็กที่คุณสามารถจัดการตรวจสอบและสังเกตคุณสมบัติได้ มีการรวบรวมแร่ราคาไม่แพงในร้านค้า

กราไฟท์และเพชร

กราไฟต์และเพชรเป็นแร่ธาตุคาร์บอนสองชนิด เพชรก่อตัวในเนื้อโลกภายใต้ความร้อนและแรงดันสูง กราไฟท์ส่วนใหญ่ที่พบใกล้ผิวโลกเกิดขึ้นภายในเปลือกโลกที่อุณหภูมิและความดันต่ำกว่า กราไฟต์และเพชรใช้องค์ประกอบเดียวกัน แต่มีโครงสร้างที่แตกต่างกันมาก

อะตอมของคาร์บอนในกราไฟต์นั้นเชื่อมโยงกันในเครือข่ายหกเหลี่ยมซึ่งก่อตัวเป็นแผ่นหนาหนึ่งอะตอม แผ่นเหล่านี้มีการเชื่อมต่อที่ไม่ดีและแยกออกหรือเลื่อนกันได้ง่ายหากถูกแรงเล็กน้อย สิ่งนี้ให้ความแข็งที่ต่ำมากของกราไฟท์ความแตกแยกที่สมบูรณ์แบบและความรู้สึกลื่น

ในทางตรงกันข้ามอะตอมของคาร์บอนในเพชรจะเชื่อมโยงกับโครงสร้างเฟรมเวิร์ค อะตอมของคาร์บอนทุกอันเชื่อมโยงกับเครือข่ายสามมิติที่มีอะตอมของคาร์บอนอีกสี่ตัวที่มีพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่ง การจัดเรียงนี้ช่วยให้อะตอมอยู่ในตำแหน่งที่มั่นคงและทำให้เพชรเป็นวัสดุที่แข็งเป็นพิเศษ

การใช้กราไฟท์: การใช้กราไฟท์ของสหรัฐอเมริกาโดยใช้ในช่วงปี 2012 ข้อมูลจาก USGS Mineral Commodity Summary

กราไฟท์สังเคราะห์

"กราไฟท์สังเคราะห์" ถูกสร้างขึ้นโดยการให้ความร้อนกับวัสดุคาร์บอนสูงเช่นปิโตรเลียมโค้กและพิตต์ทาร์ถ่านหินถึงอุณหภูมิในช่วง 2,500 ถึง 3000 องศาเซลเซียส ที่อุณหภูมิสูงเหล่านี้วัสดุระเหยและโลหะจำนวนมากในวัตถุดิบจะถูกทำลายหรือถูกขับออก กราไฟท์ที่ยังคงเชื่อมโยงกับโครงสร้างผลึกแบบแผ่น แกรไฟต์สังเคราะห์สามารถมีความบริสุทธิ์มากกว่า 99% ของคาร์บอนและใช้ในผลิตภัณฑ์ที่ผลิตซึ่งต้องการวัสดุที่บริสุทธิ์อย่างยิ่ง

กราไฟท์ใน Schist จาก Essex County, New York ชิ้นงานทดสอบยาวประมาณ 5 นิ้ว (12.7 เซนติเมตร)

กราไฟท์ใน Schist จาก Essex County, New York ชิ้นงานทดสอบยาวประมาณ 5 นิ้ว (12.7 เซนติเมตร)