Графіт - формула, властивості, фото

1. походження назви
2. Формула графіту
3. різновиди графіту
4. кристалографічна характеристика
5. Форма знаходження в природі
6. Фізичні властивості
7. механічні
8. Інші властивості
9. штучне отримання
10. діагностичні ознаки
11. Походження і знаходження
12. Місце народження
13. Завальевськоє родовище лускатого графіту
14. практичне! застосування

Група

Крім широко поширених в природі з'єднань з киснем (карбонатів) і воднем (вуглеводнів) вуглець присутній в самородному вигляді, утворюючи дві поліморфні різновиди - графіт і алмаз , Ідентичні за своїм складом, але різко відрізняються за структурою і фізичними властивостями.

Синоніми:
Пломбагін (де Ліль, 1783), чорний свинець, меланграфіт (Хайдінгер, 1845), графітоід (Зауер, 1885), графіту (люці, 1891).

Англійська назва мінералу Графіт - Graphite

походження назви

Графіт відомий з давніх часів, названий від грецького "графо" - пишу (Вернер, 1789).

графіт

зміст

Формула графіту

C (вуглець)

Хімічний склад

Навіть чисто відібраний, завжди містить абсорбовані гази - головним чином Н, N, в меншій кількості СО з, СО, CH 4, іноді NH 3, H 2S, а також Н 2О. Нерідко містить механічні домішки, які при спалюванні повністю або частиною залишаються в золі; іноді містить бітуми. У золі, крім Si, Al, Fe, Mg, Са і лугів, можуть бути присутніми S, Р, Сі, Ni, Мо, Mn, а також Be, Ge, Ti, V, благородні метали і ін. Наявність в золі V характерно для графіту органогенного походження. Fe, можливо, іноді міститься у вигляді твердого розчину.

різновиди графіту

• Шунгіт - аморфна різновид графіту (перехідна різниця між кам'яним вугіллям і графітом).
• Графіту (Graphitit) = аморфний різновид графіту
• Графитовая слюдка (Graphitglimmer), зайве назва = графіт

Шунгіт - shungite (Іноземців, 1879). Вперше виявлений біля с. Шунгав (Карелія, Росія). Відноситься до групи антраксолітов, є проміжним продуктом між аморфним вуглецем і графітом. Містить кристалічну фазу у вигляді дуже тонкодисперсного графіту. Виділяють чотири різновиди, що відповідають різного ступеня метаморфізму і різному вмісту вуглецевого речовини.

Шунгіт I найбільш близький до графіту. Злам його раковистий. Твердість 3,5-4. Щільність 1,84-1,98. Колір чорний; з ледь помітним буруватим відливом. Блиск сильний напівметалевий. Непрозорий. Містить дрібні включення кварцу , доломіту , кальциту , піриту та ін. Електропровідність близька до такої графіту.
У полірованих шліфах латунно-жовтий (нагадує пирротин ). Двуотраженія (на відміну від графіту) не може виявити. Помітно анизотропен.
Містить 93-98% С, до 3-4% з'єднань водню, також N, О, S, до 8% гігроскопічної води; в золі - значні кількості V, Ni, Мо, а також W, Се, As; по спектральним аналізом: З, Ti, Mg, Sr, Сі, Сг, Zr, Rh, Ru, Pt, Mn. Зміст V, характерне для шунгита, за даними Мармо, пов'язане з домішками.
Під паяльної трубкою розтріскується і згорає надзвичайно повільно. Міцні H 2SO 4 і HNO 3 окислюють тонкий порошок лише при тривалому кип'ятінні.
Шунгіт II, III і IV - різновиди зі слабким і з матовим блиском містять відповідно всього 40-60%, 28-44% і менше 15% вуглецю.
Має дуже обмежене поширення. Утворився, мабуть, в результаті метаморфізму докембрійських бітумінозних осадових порід під впливом діабазов. У Карелії складає прожилки, линзочки на контакті вапняків і діабазів, просочує сланці. Спостерігався в декількох місцях в р-ні Онезького оз. в Карелії і в Фінляндії, відзначався в Бурятії і Якутії, а також на Уралі - в магнезиту Сатки (Челябінська обл.) і в породах спіліто-альбітофіровой формації близько Красноуральска (Свердловська обл.), де приурочений до контактів спілітов і альбітофіров з прошарками метаморфизованних осадових і туфогенно-осадових порід.
Може бути використаний як добриво, як паливо в спеціально пристосованих топках, як сировину для отримання V, Мо, в металургії (як замінник коксу і носія легуючих

кристалографічна характеристика

Сингонія гексагональна.

Клас гексагонально-дипирамидальний.

Кристалічна структура. Структура шаруватого типу. У нескінченній плоскою сітці кожна петля являє шестикутник бензольного типу; біля кожного атома С є три сусідніх на такій же відстані. Паралельні сітки відстоять один від одного на значній відстані. На період з припадають дві такі взаємно паралельні сітки, які взаємно зміщені так, що над центром шестикутника нижньої сітки знаходиться вузол верхньої сітки. З огляду на слабкий зв'язок між сітками ця закономірність будови решітки графіту часто порушується, і по відношенню до центру шестикутника одного шару верхній і нижній шари розташовуються так, що трійки променів С - С, що знаходяться над і під віссю середнього кільця, взаємно повернені на 180 °. Якщо таке порушення будови решітки графіту проявляється у великому масштабі, то говорять про ромбоедричної (тришарової) модифікації графіту. Можливі й інші порушення в чергуванні шарів. Наявність в решітці рухомих електронів обумовлює ряд властивостей графіту, що наближаються до властивостей металів: колір, блиск, електро- і теплопровідність, кислототривкість і т. П. Різниця зв'язків в решітці в напрямку шаруватості і перпендикулярно до нього викликає різко виражену анізотропію твердості, електропровідності, магнітних , оптичних та інших властивостей.

Головні форми: Кристали таблітчатиє по (0001), недосконалі; утворюють шестикутні пластинки з розвиненими гранями (h0hl) при відсутності або підпорядкованому значенні (hh2hl). Найбільш звичайні форми: с, r, про, q, р.
На гранях спостерігається штрихування.

Форма знаходження в природі

Зовнішність кристалів. Кристали рідкі. Графіт утворює дрібні пластинчасті (шестикутні) кристали.

Двійники по (+1121) утворюються в результаті дії тиску, проявляються на (0001) у вигляді тригональной або гексагональної штрихування; рідкісні двійники навколо [0001] з поворотом на 30 ° (90 °). спостерігалися орієнтовані зрощення з буттям .

Агрегати. Окремі дрібні лусочки і пластинки, сферичні конкреції радіально-променевого, рідше концентричного будови, агрегати лусочок різної величини, іноді землистий.

Фізичні властивості

Оптичні

• Колір кристалів темно-сірий, сріблястий, колір агрегатів залізно-чорний до сталево-сірого.
• Риса темно- свинцево-сіра, чорна блискуча
• Блиск сильний металевий,
• Відплив у ськритокрісталлічеського - матовий.
• Прозорість. Просвічує лише в дуже тонких листочках.

показники заломлення

Ng =, Nm = і Np =

механічні

• Твердість 1-2, на (0001) - 5,5; у високодисперсних агрегатів твердість зростає зі збільшенням ступеня дисперсності. Листочки пружні опір їх на розрив 2 кг / мм 2 (Шапіро).
• Щільність 2,21-2,26.
• Спайність в одному напрямку по (0001) досконала.
• Злам яснокрісталліческіх агрегатів зернистий, щільних - рівний.

Хімічні властивості

Хімічна стійкість. Кислотоупор. У полірованих шліфах графіт жодним зі стандартних реактивів не труїли.
При нагріванні з димить HNO3 лускатий графіт спучується (реакція Броди). При тривалому нагріванні в суміші димить HNO3 з бертолетової сіллю (KClO3) утворюється графітова кислота. На основі деякого відмінності в ставленні до HNO3 і KNO3 було запропоновано (Люди 1891) розрізняти дві різниці - α і β.

Інші властивості

Коефіцієнт тертя дуже низький, з чим пов'язані «жирність» на дотик і застосування в якості мастильного матеріалу.

Хороший провідник електрики. Електропровідність різко зменшується при підвищенні температури (Дате) і зростає зі збільшенням вологості і вмісту летких (Вада). Сильно виражена анізотропія магнітних властивостей.

Термічна стійкість. Температура плавлення 3550 ° + 50 °. При нагріванні в повітрі починає окислюватися вище 400 ° (лусочки східно-забайкальського при температурі нижче 300 °); швидкість окислення (горіння) залежить від будови агрегатів: крупночешуйчатого- 720-730 °, мелкочешуйчатого ботогольского - 680 °.

штучне отримання

В електричних печах при температурах вище 2200 ° графіт виходить з антрациту і з аморфного вуглецю (ачесоновскій графіт). Виділяється при раскрісталлізаціі металів, особливо в сірому чавуні. У вигляді шестикутних пластинок був отриманий з силікатного розплаву з домішкою сажі і флюориту. Утворюється з алмаза при нагріванні в вакуумі при ~ 2000 °; при цьому [0001] графіту орієнтується паралельно [111] алмазу. Може бути отриманий при низькому тиску і при температурі до 1000 ° в результаті розкислення СО 2 і СО, що утворюються при дисоціації СаСО 3 (досліди Олінг, Вінчела і Фрауенфельдера, по Шапіро).

діагностичні ознаки

Характерні колір, жирність на дотик, низька твердість, м'якість (пише на папері), бруднить пальці. кислототривкість.

Дрібні лусочки від дуже схожого молібденіту відрізняються більш темним кольором і менш сильним блиском. У відбивної світлі за характером двуотраженія і анізотропії визначається легко. Може бути прийнятий лише за молибденит (відрізняється коричневим відтінком і низькою відбивною здатністю - Re), за Валлера і тенор , Що відрізняються по парагенезісов; Валлера, крім того, характеризується високою відбивною здатністю, тенор - меншим двуотраженіем. Ізотропний ськритокрісталлічеського графіт в дуже дрібних виділеннях важко відрізнити від сульваніта, відбивна здатність якого, однак, вище середньої відбивної здатності графіту.
Міжплощинні відстані графіту (по Міхєєва) Fe-електрод, D = 140,00 мм

Супутники. микроклин , егіриніт , авгит , альбіт , Кальцит, Стено , самородне залізо , Пірит, титаномагнетит , Кварц, біотит, ортоклаз , апатит , Ортит, рутил , цеоліти , Гранат, везувіан , диопсид , волластонит , тремоліт , скаполіт .

Походження і знаходження

Широко поширений мінерал, який утворює місцями великі скупчення. Виникає при високих температурах - при кристалізації магми, при утворенні жильних родовищ і при процесах метаморфізму.

Місце народження

Освіта скупчень графіту в магматичних породах пов'язано з асиміляцією магмою вапняків, бітумінозних або вуглистих порід. Деякі родовища цієї групи мають промислове значення. Найбільш відомим серед них є Ботогольское (Аліберовское) родовище в Бурятії, в якому графіт утворює штоки, гнізда, жілообразние тіла і розсіяні виділення серед сиенитов по близькості від вапняків. Супутники графіту - микроклин, егіриніт-авгит, альбіт, кальцит, Стено і ін. В Черемшанскій родовищі (Ільменські гори в Челябінській обл.) Графіт спостерігається в граніті у вигляді сферолітів, гнізд і неправильних виділень. Виділення графіту серед гранітів встановлені також в окрузі Клей (шт. Алабама, США). У Овіфаке (Зап. Гренландія) графіт виявлений в базальтах разом з самородним залізом, на Гарце (Німеччина) - в Порфирія, порфіритів і габро, в Малазі (Іспанія)-серед серпентініта і диорит-порфіриту, в Новому Південному Уельсі (Австралія) - в фельзіта, що складають дайку. Виділення графіту, частиною мають практичне значення, спостерігаються в багатьох пегматитових жилах (графітоносная пегматити України, Таджикистану, Бразилії, Індії, Гренландії, США, Італії, Канади та інших країн).
З високотемпературних жильних родовищ графіту найбільшою популярністю користуються родовища Цейлону, що мають велике промислове значення. Графітові жили тут залягають головним чином серед гнейсів; вони складаються майже без остачі з графіту або містять поряд з ним пірит, титаномагнетит, кварц, біотит, ортоклаз, апатит, ортит, рутил, цеоліти, кальцит і інші мінерали. Шильнов родовища графіту такого ж типу є в Канаді (пров. Квебек), США (шт. Монтана), в Англії (Камберленд) і в інших країнах.
Відзначається наявність графіту в деяких кварцових жилах з вольфрамітом , В деяких золотоносних кварцових жилах, среднетемпературних гідротермальних свинцево-цинкових родовищах і ін.
У скарнових родовищах графіт спостерігається в асоціації з гранатом, везувіаном, диопсидом, волластонитом, тремолітом, скаполіти, кальцитом, апетитом і іншими мінералами; деякі родовища цієї групи є промисловими. Такі родовища Канади - Луїза (пров. Квебек) і Порт-Елнслей (пров. Онтаріо). У родовищі Тас-Казган (Узбекистан) графіт приурочений до контакту габро-норитов з бітумінозних породами.

Графіт широко розвинений в метаморфічних породах, гнейсах і сланцях, в вигляді окремих розсіяних лусочок, скупчень, лінзоподібних і пластових покладів. Утворюється в результаті глибокої метаморфизации древніх осадових порід, спочатку містили значні кількості органічних залишків (бітумінозних), або карбонатних відкладень. Такі широко розвинені лускаті виділення в гнейсах і сланцях України - результат інтенсивної метаморфизации древніх кристалічних порід, можливо, за участю летких (родовища Старо Кримське, Зав'яловське і ін.), Союзне родовище на Малому Хінгану в Амурській обл., Тайгінское і мурзінское родовища Свердловської обл., багаті родовища в гнейсах близько Пассау (Німеччина), в метаморфизованних вапняках Паргаса в Фінляндії, Ешленд в шт. Алабама (США), великі родовища лускатого графіту на Мадагаскарі і ін.
Широко розвинені родовища ськритокрісталлічеського графіту, пов'язані з метаморфізаціей кам'яного вугілля. У відповідності з різними умовами метаморфізму ступінь метаморфизации вугілля різна. Графіт утворює прошарку, пласти і пластові поклади. Під впливом контактного впливу траппов на вугільні пласти утворилися, наприклад, великі поклади західній частині Тунгуського вугільного басейну (Красноярський край), що складаються з дрібних виділень графіту з домішками піриту, кальциту, невеликих кількостей апатиту, рутилу, магнетиту і ін. З метаморфізмом кам'яного вугілля пов'язано також утворення деяких графітових родовищ Уралу (Боевская, Полтавське, Бредінское, Фадінское Челябінської обл.). Тонкодисперсний графіт, що виявляються лише рентгенівським аналізом, міститься в багатьох копалин кам'яному вугіллі.
Графіт міститься в деяких елювіальний, рідше в алювіальних розсипах, що утворюються при вивітрюванні графітсодержащіх порід.
У субліматів вулкана Білюкай на Камчатці графіт у вигляді нальоту на нашатирі утворився, ймовірно, в результаті дії лавового потоку на рослинність (за усним повідомленням Набоко). Відзначається наявність графіту в кам'яних і залізних метеоритах.
Також незрозумілий генезис плівок графіту на кристалах алмазу в південноафриканських родовищах.

Завальевськоє родовище лускатого графіту

Графіт. Крупночешуйчатая агрегат. Україна. Завалля

Численні промислові поклади і лускатого графіту Української графітоносная провінції пов'язані з архейскими утвореннями Тетерева-бузької серії в складі Українського кристалічного масиву. Ця серія складена сильно дислокованими амфіболітами, амфіболовимі, ​​плагіоклазових, піроксенових, сілліманітовимі і гранатовими гнейсами, кварцитами і кристалічними вапняками, перемежованими з графітістимі біотитовими, серіцітовимі, ​​біотит-хлоритовими і хлоритовими гнейсами, що мають нерідко промислове значення. У межах провінції виділяють три рудних району: Прибузький (по річках Тетерів і Буг), Криворізький (по р. Інгулець) і Приазовський (уздовж узбережжя Азовського моря). Всі родовища провінції мають велику промислову цінність завдяки високій якості графіту, великих масштабів зруденіння, легкості про богащенія руд і можливості відкритої розробки.

Завальевськоє родовище, розташоване на лівому березі Пд. Бугу, є типовим представником цієї провінції. Геологічно воно приурочене до великої синклинальной складці захід-північно-західного напрямку з крутими (аж до вертикальних) кутами падіння порід в крилах. Центральна частина складки виконана кристалічними вапняками, облямовують кварцитами; потужність вапняків 500 м, кварцитів 20-50 м. Нижче по розрізу знаходяться графітоносная гнейси (продуктивна товща), потужність яких не витримана: в північному крилі вона досягає 250 м, а в південному - різко скорочується до 15 м. Продуктивна товща стелить бёзруднимі амфіболовимі гнейсами. Синкліналь затиснута між гранітами, оголюються в північній частині родовища, і прорвана кварцовими жилами, дайками гранітів і граніт-аплітів. Кристалічні породи на ділянці родовища повсюдно перекриті третинними і четвертинними піщано-глинистими відкладеннями потужністю до 35-40 м.

Продуктивна товщ а графітоносная біотіт-хлоритових и польовошпат-гранатових гнейсів складається з декількох (1-5) графітсодержащіх горізонтів, розділеніх безрудними гнейсами. Потужність ціх горізонтів варіює від 3,5 до 70 м, а протяж енность ставити сотні метрів; в них за данімі випробування оконтуриваются промислові рудні тела пластової и лінзоподібної форми, складені вкрапленнями рудами. Графіт в ціх тілах крупночешуйчатая (розміром від 0,1 до 1-2 мм) Із середнім вмістом 6 10%. Іноді лусочкі графіту об'єднуються в плямісті скупчення - агрегати. Кроме графіту в складі руд Присутні кварц, калієвій польовий шпат, плагіоклаз, а так ж е невелікі кількості буттям, хлорита, граната,
кальциту, апатити, циркону и піріту.
В чітко вираженій корі вівітрювання, что розвівається по графітоносная гнейсам, спостерігається зональність. У верхній (пухкої) зоне широко розвінені гліністі мінерали. Мінеральній склад руд: графіту до 10%, до 50% глинистих мінералів (гідрослюд, монтморілоніт, каолинит , нонтроніт та ін.); 25% кварцу; до 10% гідроксидів заліза; до 10% гранатів і польового шпату. У середній (полурихлой) зоні при збереженні змісту графіту (до 10%) збільшується кількість кварцу (30-4 0%) і польового шпату (10 2 5%), з'являються слюди (10- 15%), гранат, силіманіт і апатит (до 10%), одночасно скорочується частка глинистих мінералів (10-4 0%). Нижня (щільна) зона кори вивітрювання за своїм мінеральним складом близька первинним (твердим) руд родовища. Завдяки тому що в корі вивітрювання лусочки графіту звільнені від зрощення з іншими мінералами (розкрито), ці руди (так звані м'які) ще легше Збагачуваність, представляючи першочерговим об'єкт промислової розробки. Пухкі і тверді руди родовища збагачуються флотацією з одержанням концентрату, що містить 85-90% графіту високої якості зольністю не вище 10- 15%. За розвіданими запасами і масштабом видобутку родовище є одним з найбільших в країні. Більшістю дослідників генетично заваллівської про е родовище розглядається як метаморфічне, що утворилося в процесі регіонального метаморфізму первинно-осадових алюмосилікатних порід, що містять в своєму складі розсіяне вуглецеве речовина. Окремі геологи (В. П. Бухаров, В. Б. П про лянская і ін.) Вважають, що освіта графіту в гнейсах відбувалося за рахунок вуглецю, освобождавшегося при дегазації карбонатних порід, що супроводжувалася розкладанням оксиду вуглецю (реакція будуар). Нарешті, є дані про те, що поряд з графітом, образовавш імся за рахунок первинно-осадового вуглецю, в гнейсах може бути і більш пізній графіт, пов'язаний з глибинним джерелом вуглекислоти (А. Ф. Коржинський та ін.).

практичне! застосування

Графіт має дуже різноманітне застосування, засноване на його «жирності», КИСЛОТОТРИВКИХ, вогнестійкості, електропровідності. Йде на виготовлення тиглів для плавки сталі і кольорових металів (близько 65-70% загального споживання), широко застосовується в електротехніці (для виготовлення електродів), як мастильний матеріал, при виробництві фарб, олівців і ін. Найціннішим вважається кристалічний графіт; скритокрісталліческіе різниці вживаються лише в ливарній справі, як найбільш дешеву сировину.

Світовий видобуток природного графіту здійснюється в небагатьох країнах і наближається до 600 тис. Т / рік. Майже половина її припадає на КНР і Росію, розробляю щ ие родовища кристалічного і аморфного графіту. Великими продуцентами кристалічного графіту є Чехія, Німеччина, Малагасійська Республіка, Норвегія, Шрі-Ланка, а аморфного - Індія,
Мексика, КНДР, Південна Корея, Австрія. Світове проізводств0 синтетичного графіту становить близько 1,5 млн т і здійснюється в промислово розвинених країнах, що не володіють істотними природними запасами цієї сировини: США, Канаді, Японії, країнах Західної Європи.

Фізичні методи дослідження