logo

Завод "Машпром-Оборудование"iso 32

Проектирование и изготовление нестандартного оборудования в САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ

Контакты:

+7(812) 987-9110

+7(812) 418-2151

mail@mpoltd.ru

Графит - свойства и особенности структуры.

Автор: Станислав Раитин
Создано: 10 июля 2017
Просмотров: 139

Графит – это природный элемент, представляющий собой одну из модификаций углерода (алотропную форму), имеющую определенным образом скомпонованную структуру кристаллов. При этом графит имеет свои разновидности - плотнокристаллический графит, чешуйчатый графит, скрытокристаллический или аморфный графит.

Графит добывают в России с начала сороковых годов XIX века. Лучшие из добываемых сортов графита отправлялись на экспорт, обеспечивая европейскую карандашную промышленность. Собственная графитовая промышленность дореволюционной России находилась в зачаточном состоянии и практически полностью была кустарной.

Свойства и разновидности графита.

Графит очень мягкий материал, который легко поддается механической обработке. Удельный вес графита, в зависимости от разновидности, находится в пределах 1,84–2,23 г/см3. 

Цвет графита может быть от черного до серо-стального, с характерным металлическим блеском. Химический состав природного графита редко отличается чистотой, как правило попутно в значительных количествах в нем присутствует зола, вода и смолистые вещества (битумы).

Графит химически инертен, его частицы не растворяются как в неорганических, так и в органических растворителях. Графит, благодаря особой плотной упаковке его атомов в молекулах, обладает высокой электропроводностью, теплопроводностью и огнестойкостью. Температура плавления графита 3,850 °С, а температура кипения – 4,250 °С.

Частицы графит обладают свойством плотно прилипать к поверхностям других твердых тел с образованием на них тонких пленок. Такое покрытие металлических поверхностей графитом в разы уменьшает коэффициент трения.

Графит имеет три разновидности структуры, которые определяют область его применения и способы переработки графитовых руд:

  • плотнокристаллический графит;
  • чешуйчатый графит;
  • скрытокристаллический или аморфный графит.

Плотнокристаллический графит.

Плотнокристаллический графит получил свое название из-за того, что кристаллы составляющие его структуру очень плотно прилегают друг к другу и имеют и ориентированы особым образом. Такое расположение кристаллов графита затрудняет их расщепление. Плотнокристаллический графит имеет меньшую жирность и пластичность по сравнению с графитами других структур.

Чешуйчатый графит.

Графит со структурой из отдельных кристаллов или параллельных сростков, имеющих форму пластинок или чешуек получил название чешуйчатый графит. Частицы чешуйчатого графита отличаются блеском, жирные и пластичные. На технических свойствах графита влияет и размер составляющих структуру чешуек. Чем более тонкие чешуйки составляют структуру, тем более ценным являются чешуйчатый графит. Различают крупночешуйчатые графиты, с шириной чешуек от десятой доли миллиметра до нескольких сантиметров и мелкочешуйчатые, размер которых не превышает 0,1 мм.

Скрытокристаллический или аморфный графит.

Размер кристаллов, составляющих структуру скрытокристаллического (аморфного) графита менее одного микрометра. Скрытокристаллический графит матовый, мало жирный и малопластичный. Чем более упорядочено в одной плоскости сориентированы элементарные кристаллы скрытокристаллического (аморфного) графита и чем они тоньше, тем выше его техническая ценность.

В нашей стране располагаются значительные запасы скрытокристаллического (аморфного) графита с высоким содержанием его в руде, что позволяет не только полностью обеспечить внутренний рынок, но и отправлять примерно половину на экспорт.

Что касается чешуйчатого и плотнокристаллического графита, то здесь присутствует явный дефицит сырья. Основные месторождения этих разновидностей графита на территории бывшего СССР расположены на Украине.

Требование промышленности к качеству товарного графита

Руды содержащие кристаллический графит относятся к промышленным при его наличии в 2,3–2,4%. Многие обогатительные фабрики способны перерабатывать руды содержащие и меньшее его количество. Само малое содержание кристаллического графита в руде не оказывает влияние на процесс обогащения, лишь только уменьшается выход концентрата и снижается экономическая целесообразность переработки.

Руды содержащие скрытокристаллический (аморфный) графит не поддаются обогащению. Процесс переработки таких руд состоит из сушки, измельчения и разделению по крупности (классификации). Поэтому целесообразность переработки таких руд зависит от среднего содержания графита

Графитовые руды подразделяются в соответствии со структурными разновидностями графита. Поэтому различают три типа руд:

  • руды содержащие чешуйчатый графит,
  • руды плотнокристаллических графитов,
  • метаморфизованные угли, содержащие скрытокристаллические графиты.

Руды чешуйчатых графитов.

Руды чешуйчатых графитов содержат от 2 до 15%, иногда до 25% графита, легко обогащаются. Чешуйчатые графитовые руды образуют пластовые залежи и линзы значительных размеров. Образуются из осадочных пород, первоначально содержащих органические вещества. Эти вещества преобразуются в углерод и затем кристаллизуются в графит. В результате вторичных изменений происходит прорастание графитовых чешуек кальцитом и каолинитом.

Известные месторождения находятся в Китае, на Мадагаскаре, в Зимбабве, Бразилии, Чехии, Украине, США, есть они и в России. Графит этих месторождений встречается в чешуйках, в которых он может переслаиваться с пластинками слюды.

Большая техническая ценность крупночешуйчатых графитов, относительно легкая добыча содержащей графит руды, значительные размеры месторождений, позволяющие применять механизированную добычу позволяют строить мощные обогатительные фабрики.

Другим источником чешуйчатого графита являются месторождения в зонах контакта известняков с магматическими горными породами из глубин земной коры. В результате известняки превращаются в графитовые скарны.

Крупночешуйчатый графит образует среди скарнов жилы неправильной формы, и могут достигать размеров в длину 120 м и мощности 12 м. Месторождения этого типа дают высокое техническое качество графита и относятся к важным объектам промышленной разработки. К сожалению, в природе они встречаются редко.

Руды плотнокристаллических графитов.

Плотнокристаллические графиты образуются в месторождениях относящихся к магматическому и пневматолитическому генетическому типу.

Магматические месторождения находятся среди глубинных, жильных и эффузивных извержений. Графит месторождений этого типа образуется как продукт кристаллизации из газообразных составляющих магмы. Графит образует скопления в форме штоков, гнезд и жил, или встречается в рассеянном виде, при этом его концентрация может достигать 60–85%.

Месторождений этого типа известно немного и размеры их для промышленной разработки все-таки невелики.

Графитовые рудные тела пневматолитических месторождений имеют форму типичных жил, которые, образуются заполнением открытых трещин графитом и сопутствующими ему минералами, кристаллизующимися из проникавших по этим трещинам газов.

Метаморфизованные угли.

Так же графит образуется как результат метаморфизма углей. Как известно в результате процессов метаморфизма в ископаемых углях происходит изменение внутреннего строения, химического состава и физических свойств под действием температуры и давления

Простыми словами в результате изменения химического состава в углях возрастает процент содержания углерода и уменьшается содержание водорода и кислорода. В зависимости от степени этих изменений природа выдает на гора уголь от антрацита до типичного скрытокристаллического графита.

При низкой степени метаморфизма иногда в одном и том же месторождении одновременно встречаются графит и антрацит.

Такова вкратце общая картина по графиту. Далее мы поговорим о процессах обогащения графитовых руд.

 

Приглашаем к сотрудничеству

Позвонить нам: +7 (812) 987-9110, +7 (812) 418-2151

Отправить письмо: mail@mpоltd.ru

Заказать Обратный звонок