Навярно сте чували, че познатия графит е един от най-полезните природни елементи в света. Запознати ли сте обаче с произхода на полезното изкопаемо и неговото приложение? В тази статия ще ви разкрием тайните на графита и ще ви дадем повече информация за какво се използва този елемент.
Първо, нека започнем от това какво представлява графита. Елементът е алотроп на въглерода, известен със своите уникални физични и химични свойства. Графитът е полезно изкопаемо със специфичен стоманено-сив цвят. На допир полезното изкопаемо е меко и леко мазно. Елементът лесно се рони и притежава отлична топлопроводимост.
Структурата на графита се състои от множество слоеве въглеродни атоми, които са подредени в шестоъгълна решетка. Всеки въглероден атом в графита е свързан с три други въглеродни атоми чрез ковалентни връзки, образувайки плоски листове (или слоеве) от шестоъгълни пръстени.
Минералът се среща естествено в природата и се добива в различни региони от света. Най-големите производители на графит са Китай, Индия, Бразилия, Канада.
Графит – как се образува
След като определихме най-общите характеристики на минерала е време да разгледаме в дълбочина как се образува той. Графитът е алотроп на въглерода, което означава, че се образува по естествен начин при настъпването на различни геоложки процеси. Има три основни механизма при неговото образуване:
- Метаморфни процеси
Елементът често се образува от метаморфни скали като мрамор или шисти. Когато организният материал в седиментните скали претърпи метаморфоза започва да се образува графит. Това се случва, когато високото налягане и температурата на земната кора преобразуват органичния материал във въглерод, който кристализира.
- Магматични процеси
Графитът също се образува в магматични скали, когато въглеродните атоми се кристализират директно от магмата при охлаждането ѝ.
- Хидротермални процеси
Въглеродни разтвори, които циркулират през земната кора, също могат да доведат до отлагането на графит в пукнатини в скалите, при промяна на температурните условия и налягане.
Знаете ли, че има три вида естествен графит
В природата се срещат три основни вида естествен графит. Те се добиват от различни рудни находища. Всеки вид има своите отличителни характеристики, които определят неговите приложения.
- Кристален люспест графит
Състои се от големи плоски люспи с висока степен на кристалност. Образува се от изолирани плоски частици с шестоъгълна структура. Кристалният люспест графит най-често се среща в метаморфни скали като шисти и гнайс.
- Аморфен графит
Този вид графит представлява финнозърнестта кристална структура. Той се среща във въглищни находища. Аморфният графит се образува при метаморфоза на въглища, когато органичният материал се преобразува във въглерод при високи температури и налягане.
Най-често намира приложение при производството на смазки, бои, батерии, гумени и пластмасови продукти.
- Венозен графит
Този вид графит се среща в пукнатините на скалите и има висока степен на кристалност и чистота. По-често се добива в масивна форма и е известен с изключителната си електропроводимост и термоустойчивост.
Венозният графит се образува чрез хидротермални процеси, при които въглеродни разтвори циркулират през пукнатините на скалите и отлагат графит при подходящи температури и налягания.
Намира своето приложение в електротехниката, където се използва за производството на електроуреди и други електронни компоненти. Венозният графит също така се използва в ядрени реактори и в космическата индустрия заради изключителните си свойства.
Трите вида естествен графит – аморфен, лющен и венозен – имат свои специфични свойства и приложения. Тези различия в структурата и чистотата на графита определят неговата пригодност за различни промишлени и технологични употреби.
Приложения на графита: запознайте се с употребата на елемента
Полезното изкопаемо има много приложения в различни сфери. Това се дължи на уникалните топло и екетропроводими свойства на елемента. Графитът също така има относително ниска плътност в сравнение с други въглеродни алотропи. Елементът е устойчив на корозия и на действието на други химични вещества.
Поради тези си качества полезното изкопаемо има широко приложение. Представяме ви някои от сферите, в които графитът намира най-много приложение.
Приложение в промишлеността
Графитът се използва за създаване на електрически проводници и електроди. Това се дължи на отличната електропроводимост на графита. Елементът се използва широко за производството на електроди в електрохимическите процеси като електролиза и електроразпределение.
Графитът е отличен смазочен материал. Благодарение на способността на неговите слоеве да се приплъзгват лесно един спрямо друг. Използва се за смазване на машини и инструменти, най-вече в агресивни среди.
Поради високата си топлоустойчивост, графитът се използва в производството на огнеупорни материали и облицовки за пещи в металургията, както и в ядрените реактори като модератор на неутрони.
Технологични и иновативни приложения
Графитът е важен материал в създаването на литиево-йонни батерии. Благодарение на него се осигурява висока енергийна плътност и дълъг цикъл на живот на батериите.
Графенът, който представлява един слой графит, има изключителни механични и електрически свойства. Той намира приложение в различни области на нанотехнологиите, включително в разработката на нови електронни устройства, сензори и материали с висока якост.
Приложения е медицината
Графитът се използва за разработката на биосензори за диагностика и мониторинг на различни здравословни състояния.
Да не забравяме, че графитът също намира приложение в създаването на моливи, които се използват за писане.
Къде са най-големите находища
Графитът е полезно изкопаемо, което се намира в различно количество в някои части от света. Според териториалното разпределение, находища на графит има основно в някои държави, които стават и най-големите износителки на графит.
Китай е най-големият производител на графит в света, добивайки значителни количества както аморфен, така и люспест графит. Основните находища се намират в провинции като Хейлунцзян и Шандун.
Друга държава, на чиято територия има много находища на графит е Бразилия. Тя е сред водещите производители на графит. В страната се добива предимно люспест графит, който е с висока чистота и кристалност.
В Индия също има значителни резерви от графит, разположени главно в щати като Джаркханд, Ориса и Тамил Наду. Мадагаскар е държава с дълга история в добива на графит. Добива се предимно люспест графит с висока чистота.
Мозамбик е една от държавите, в които добива на графит започва сравнително скоро. Други държави със значителни залежи на графит са Канада, Русия, Украйна и Германия.
Изброените страни имат ключова роля в световното производство и доставка на графит, който е от съществено значение за много индустрии и технологии.
Екологичен отпечатък при добива на минерала
Добивът на графит оставя различен по размер екологичен отпечатък, който може да се изрази в замърсяване на различни места в околната среда. Това най-често е замърсявания във водите, почвите, загуба на биоразнообразие и енергийни разходи.
Разбирането и управлението на тези въздействия е от съществено значение за минимизиране на негативните екологични ефекти и за осигуряване на устойчиво развитие на индустрията.
По време на добива се генерира прах, който се разпространява във въздуха и може да предизвика респираторни заболявания при животните и хората. При процеса по добив се използват тежка техника и машини, което води до замърсяване с азотни оксиди, въглероден диоксид и други вредни емисии.
Водата, използвана в процесите на добив и преработка на графита, може да бъде замърсена с различни химикали и отпадъци. Отпадните води съдържат тежки метали и други замърсители. Добивните дейности водят и до регенерация на почвите и загуба на плодородност. Химикалите използвани за обогатяване на графита могат да се натрупат в почвата и също да доведат до трайни замърсявания.
Прилагането на определени устойчиви практики може да минимизира въздействието от добива на графит върху околната среда. Стриктното прилагане на екологични регулации и стандарти е от съществено значение за опазване на околната среда и елиминиране на вредния отпечатък от добива на графити.
0 Коментара