Graphite
#1

   

Graphite jest krystaliczną odmianą alotropową (formą) pierwiastka węgla
Składa się z wielu ułożonych warstw grafenu, zwykle ponad setek warstw. 
Graphite występuje naturalnie i jest najbardziej stabilną formą węgla w standardowych warunkach. 
Syntetyczny i naturalny Graphite jest zużywany na dużą skalę (1,3 miliona ton metrycznych rocznie w 2022 r.) do zastosowań w wielu krytycznych gałęziach przemysłu, w tym w produkcji materiałów ogniotrwałych ( 50 %), baterii litowo-jonowych (18%), odlewni (10%) i środków smarnych (5%), między innymi (17%). [ 6 ] 
Graphite przekształca się w diament pod wpływem ekstremalnie wysokiego ciśnienia i temperatury. 
Niski koszt Graphite, obojętność cieplna i chemiczna oraz charakterystyczna przewodność cieplna i elektryczna znajdują liczne zastosowania w procesach wysokoenergetycznych i wysokotemperaturowych.

Rodzaje i odmiany
Grafit może występować naturalnie lub być wytwarzany syntetycznie. 
Grafit naturalny pozyskuje się z naturalnie występujących złóż geologicznych, a grafit syntetyczny powstaje w wyniku działalności człowieka

Naturalny
Grafit występuje naturalnie w Rudach, które można sklasyfikować jako amorficzne (mikrokrystaliczne) lub krystaliczne (płatkowe lub bryłowe/wiórowe), co jest określone przez morfologię Rudy, krystaliczność i wielkość ziarna 
Wszystkie naturalnie występujące złoża Graphite powstają w wyniku metamorfizmu skał osadowych węglistych, a typ rudy wynika z jej otoczenia geologicznego. 
Węgiel , który został poddany metamorfozie termicznej, jest typowym źródłem Graphite amorficznego. 
Krystaliczny Graphite płatkowy wydobywa się ze skał metamorficznych węglistych, podczas gdy Graphite bryłowy lub wiórowy wydobywa się z żył występujących w regionach metamorficznych o wysokiej zawartości 
Wydobycie grafitu ma poważne negatywne skutki dla środowiska.

Syntetyczny
Syntetyczny grafit ma wysoką czystość i jest zwykle produkowany przez termiczną grafityzację materiałów węglowodorowych w temperaturach przekraczających 2100 °C, najczęściej w procesie Achesona 
Wysokie temperatury są utrzymywane przez tygodnie i są niezbędne nie tylko do utworzenia Graphite z Węgli Prekursorowych, ale także do odparowania wszelkich zanieczyszczeń, które mogą być obecne, w tym Wodoru, Azotu, Siarki, substancji organicznych i metali. 
Powstały syntetyczny Graphite jest bardzo czysty — ponad 99,9% czystości C — ale zwykle ma niższą gęstość, przewodność i wyższą porowatość niż jego naturalny odpowiednik. Syntetyczny Graphite można formować w bardzo duże (centymetrowe) płatki, zachowując jednocześnie wysoką czystość, w przeciwieństwie do prawie wszystkich źródeł naturalnego grafitu.
Grafit syntetyczny można uzyskać również innymi metodami, w tym przez osadzanie chemiczne z fazy gazowej z węglowodorów w temperaturach powyżej 2500 K (2230 °C), przez rozkład węglików niestabilnych termicznie lub przez krystalizację z przesyconych węglem stopów metali

Badania
Trwają prace badawczo-rozwojowe nad nowymi metodami przemysłowej produkcji Graphite do różnych zastosowań, w tym do produkcji baterii litowo-jonowych, materiałów ogniotrwałych i odlewni. 
Poczyniono znaczne postępy w grafityzowaniu tradycyjnie niegrafityzowalnych węgli. 
Firma w Nowej Zelandii wykorzystuje odpady leśne do produkcji tego, co nazwali „biografitem”, w procesie zwanym termokatalityczną grafityzacją 
Inna grupa w Stanach Zjednoczonych wykorzystuje metodę zwaną fotokatalityczną grafityzacją do produkcji wysoce krystalicznego, wysoce czystego Graphite do baterii litowo-jonowych i innych zastosowań z różnych źródeł węgla

Naturalny
Występowanie
Grafit występuje w skałach metamorficznych w wyniku redukcji osadowych związków węgla podczas metamorfizmu . Występuje również w skałach magmowych i meteorytach
Minerały związane z grafitem to kwarc, kalcyt, miki i turmalin
Głównymi źródłami eksportu wydobywanego Graphite są, według tonażu, Chiny, Meksyk, Kanada, Brazylia i Madagaskar 
Znaczne, niewykorzystane zasoby Graphite występują również w kolumbijskiej Kordylierze Centralnej w postaci łupków grafitonośnych

W meteorytach Graphite występuje z minerałami troilitowymi i krzemianowymi 
Małe kryształy Graphite w żelazie meteorytowym nazywane są kliftonitem 
Niektóre mikroskopijne ziarna mają charakterystyczny skład izotopowy, co wskazuje, że powstały przed powstaniem Układu Słonecznego 
Są jednym z około 12 znanych typów minerałów, które poprzedzają powstanie Układu Słonecznego i zostały również wykryte w obłokach molekularnych 
Minerały te powstały w wyrzutach, gdy eksplodowały supernowe lub gwiazdy o małych lub średnich rozmiarach wyrzuciły swoje zewnętrzne otoczki pod koniec swojego życia.
Graphite może być drugim lub trzecim najstarszym minerałem we Wszechświecie.

Historia użytkowania
W IV tysiącleciu p.n.e., w epoce neolitu w południowo-wschodniej Europie, kultura Marița używała grafitu w farbie ceramicznej do dekorowania wyrobów ceramicznych
Kiedyś przed 1565 (niektóre źródła podają nawet rok 1500), na podejściu do Grey Knotts od wioski Seathwaite w parafii Borrowdale w hrabstwie Cumbria w Anglii odkryto ogromne złoże Graphite, które miejscowi uznali za przydatne do znakowania owiec. 
Podczas panowania Elżbiety I (1558–1603) Graphite z Borrowdale był używany jako materiał ogniotrwały do wykładania form kul armatnich, co skutkowało uzyskaniem bardziej okrągłych i gładszych kul, które można było wystrzeliwać dalej, przyczyniając się do siły angielskiej marynarki wojennej. 
To szczególne złoże Graphite było niezwykle czyste i miękkie, i można je było łatwo ciąć na patyki. 
Ze względu na swoje znaczenie militarne, ta wyjątkowa kopalnia i jej produkcja były ściśle kontrolowane przez Koronę

W XIX wieku zastosowania Graphite znacznie się rozszerzyły i objęły polerowanie pieców, smary, farby, tygle, okładziny odlewnicze i ołówki, co stanowiło główny czynnik ekspansji narzędzi edukacyjnych podczas pierwszego wielkiego wzrostu edukacji dla mas. 
Imperium Brytyjskie kontrolowało większość światowej produkcji (zwłaszcza z Cejlonu), ale produkcja ze złóż austriackich, niemieckich i amerykańskich wzrosła do połowy wieku. Na przykład firma Dixon Crucible Company z Jersey City w stanie New Jersey, założona przez Josepha Dixona i wspólnika Orestesa Clevelanda w 1845 roku, otworzyła kopalnie w dzielnicy Lake Ticonderoga w Nowym Jorku, zbudowała tam zakład przetwórczy i fabrykę produkującą ołówki, tygle i inne produkty w New Jersey, opisaną w czasopiśmie Engineering & Mining Journal z 21 grudnia 1878 roku. 
Ołówek Dixona jest nadal w produkcji. 

Początki rewolucyjnego procesu flotacji pianowej wiążą się z wydobyciem grafitu. 
W artykule w „E&MJ” na temat firmy Dixon Crucible Company zamieszczono szkic „pływających zbiorników” stosowanych w odwiecznym procesie wydobywania grafitu. 
Ponieważ grafit jest bardzo lekki, mieszanina Graphite i odpadów była przepuszczana przez ostatnią serię zbiorników z wodą, gdzie czystszy Graphite „odpływał”, pozostawiając odpady. 
W patencie z 1877 roku dwaj bracia Bessel (Adolph i August) z Drezna w Niemczech posunęli ten proces „pływający” o krok dalej, dodając niewielką ilość oleju do zbiorników i gotując mieszankę – etap mieszania lub spieniania – w celu zebrania Graphite, co stanowiło pierwszy krok w kierunku przyszłego procesu flotacji. 
Adolph Bessel otrzymał Medal Wohlera za opatentowany proces, który zwiększył odzysk Graphite ze złóż niemieckich do 90%. 
W 1977 roku Niemieckie Stowarzyszenie Inżynierów Górniczych i Metalurgów zorganizowało specjalne sympozjum poświęcone ich odkryciu i tym samym 100. rocznicy flotacji

W Stanach Zjednoczonych, w 1885 roku, Hezekiah Bradford z Filadelfii opatentował podobny proces, ale nie jest pewne, czy jego proces został z powodzeniem zastosowany w pobliskich złożach Graphite w hrabstwie Chester w Pensylwanii, które w latach 90. XIX wieku były głównym producentem. 
Proces Bessela był ograniczony w użyciu, głównie ze względu na obfite czystsze złoża występujące na całym świecie, które nie wymagały wiele więcej niż ręcznego sortowania, aby zebrać czysty Graphite
Stan techniki, ok.  1900 r ., opisano w raporcie Kanadyjskiego Departamentu Górnictwa na temat kopalni i górnictwa Graphite, kiedy kanadyjskie złoża zaczęły stawać się ważnymi producentami grafitu. 

Inne nazwy
Historycznie Graphite nazywano czarnym ołowiem lub ołownikiem 
Ołownik był powszechnie używany w swojej masywnej postaci mineralnej. 
Obie te nazwy powstały w wyniku pomylenia z podobnie wyglądającymi Rudami Ołowiu, zwłaszcza Galeną 
Łacińskie słowo oznaczające Ołów, Plumbum, dało nazwę angielskiemu terminowi określającemu ten szary, metaliczny minerał, a nawet ołowianom, czyli ołownikom , roślinom o kwiatach przypominających ten kolor.

Określenie czarny ołów zwykle odnosi się do sproszkowanego lub przetworzonego Graphite o matowo czarnym kolorze.

Abraham Gottlob Werner ukuł nazwę Graphite („kamień do pisania”) w 1789 roku. 
Próbował on wyjaśnić pomyłkę między molibdenem, grafitem i czarnym ołowiem po tym, jak Carl Wilhelm Scheele w 1778 roku udowodnił, że są to co najmniej trzy różne minerały. 
Analiza Scheele wykazała, że związki chemiczne: Siarczek Molibdenu ( molibdenit ), Siarczek Ołowiu(II) ( galena ) i Grafit to trzy różne miękkie, czarne minerały. 
https://en.wikipedia.org/wiki/Graphite

[Obrazek: attachment.php?aid=82914]
Odpowiedz


Wiadomości w tym wątku
Graphite - przez Krystyna - Wczoraj, 18:32
RE: Graphite - przez Krystyna - 11 godzin(y) temu
RE: Graphite - przez Krystyna - 11 godzin(y) temu
RE: Graphite - przez Krystyna - 10 godzin(y) temu
RE: Graphite - przez Krystyna - 10 godzin(y) temu
RE: Graphite - przez Krystyna - 10 godzin(y) temu
RE: Graphite - przez Krystyna - 10 godzin(y) temu



Użytkownicy przeglądający ten wątek: 1 gości