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Grafite: Cristalli di grafite in un pezzo di marmo proveniente dalla zona di Saint-Jovite Skarn, Mont-Tremblant, Les Laurentides RCM, Quebec, Canada. Questo esemplare ha una lunghezza di circa 7,6 cm.
Che cos'è la grafite?
La grafite è una forma naturale di carbonio cristallino. È un minerale elemento nativo trovato nelle rocce metamorfiche e ignee. La grafite è un minerale di estremi. È estremamente morbido, si fende con una pressione molto leggera e ha un peso specifico molto basso. Al contrario, è estremamente resistente al calore e quasi inerte a contatto con quasi tutti gli altri materiali. Queste proprietà estreme gli danno una vasta gamma di usi in metallurgia e produzione.
Grafite in scaglie: Grafite in fiocchi prodotta in Madagascar.
Pezzo di grafite: Grumo di grafite di Kropfmuhl, Austria. Il campione ha un diametro di circa 3,8 cm.
Grafite con granato: Un esemplare di scisto di grafite e mica con due granati rossi di almandino / pirofilo provenienti dalla miniera di braci rosse, Erving, Massachusetts. Questo esemplare misura circa 5,08 cm di diametro.
Evento geologico
La grafite è un minerale che si forma quando il carbonio è sottoposto a calore e pressione nella crosta terrestre e nel mantello superiore. Per produrre grafite sono necessarie pressioni nell'intervallo di 75.000 libbre per pollice quadrato e temperature nell'intervallo di 750 gradi Celsius. Questi corrispondono alle facies metamorfiche della granulite.
Grafite dal metamorfismo regionale (grafite in fiocchi)
La maggior parte della grafite vista oggi sulla superficie terrestre si è formata ai confini convergenti delle placche dove scisti e calcari ricchi di organici sono stati sottoposti al calore e alla pressione del metamorfismo regionale. Questo produce marmo, scisto e gneiss che contengono minuscoli cristalli e scaglie di grafite.
Quando la grafite si trova in concentrazioni sufficientemente elevate, queste rocce possono essere estratte, frantumate fino a una dimensione delle particelle che libera i fiocchi di grafite ed elaborate mediante separazione per gravità specifica o flottazione di schiuma per rimuovere la grafite a bassa densità. Il prodotto prodotto è noto come "grafite in scaglie".
Metamorfismo della grafite da carbone (grafite "amorfa")
Alcune forme di grafite dal metamorfismo delle cuciture di carbone. Il materiale organico nel carbone è composto principalmente da carbonio, ossigeno, idrogeno, azoto e zolfo. Il calore del metamorfismo distrugge le molecole organiche del carbone, volatilizzando ossigeno, idrogeno, azoto e zolfo. Ciò che rimane è un materiale di carbonio quasi puro che si cristallizza in grafite minerale.
Questa grafite si presenta in "cuciture" che corrispondono allo strato originale di carbone. Quando estratto, il materiale è noto come "grafite amorfa". La parola "amorfo" in realtà non è corretta in questo uso, poiché ha una struttura cristallina. Dalla miniera, questo materiale ha un aspetto simile ai grumi di carbone senza la fascia luminosa e opaca.
Grafite dal metamorfismo idrotermale
Una piccola quantità di grafite si forma dalla reazione dei composti del carbonio nella roccia durante il metamorfismo idrotermale. Questo carbonio può essere mobilizzato e depositato nelle vene in associazione con minerali idrotermali. Poiché è precipitato, ha un alto grado di cristallinità e questo lo rende un materiale preferito per molti usi elettrici.
Grafite in rocce ignee e meteoriti
Sono note piccole quantità di grafite come minerale primario nelle rocce ignee. È noto come minuscole particelle nei flussi di basalto e nella sienite. È anche noto per formare in pegmatite. Alcuni meteoriti di ferro contengono piccole quantità di grafite. Queste forme di grafite sono eventi senza importanza economica.
Il modo migliore per conoscere i minerali è studiare con una raccolta di piccoli esemplari che è possibile gestire, esaminare e osservare le loro proprietà. Collezioni di minerali economiche sono disponibili nello Store.
Grafite e diamante
La grafite e il diamante sono le due forme minerali di carbonio. Il diamante si forma nel mantello sotto estremo calore e pressione. La maggior parte della grafite trovata vicino alla superficie terrestre si è formata all'interno della crosta a temperature e pressioni più basse. La grafite e il diamante condividono la stessa composizione ma hanno strutture molto diverse.
Gli atomi di carbonio in grafite sono collegati in una rete esagonale che forma fogli spessi un atomo. Questi fogli sono mal collegati e si scindono o scivolano facilmente l'uno sull'altro se sottoposti a una piccola forza. Ciò conferisce alla grafite la sua durezza molto bassa, la sua scollatura perfetta e la sua sensazione scivolosa.
Al contrario, gli atomi di carbonio nel diamante sono collegati in una struttura di strutture. Ogni atomo di carbonio è collegato in una rete tridimensionale con altri quattro atomi di carbonio con forti legami covalenti. Questa disposizione mantiene gli atomi saldamente in posizione e rende il diamante un materiale eccezionalmente duro.
Consumo di grafite: Consumo di grafite degli Stati Uniti per uso nel 2012. Dati ricavati dal Sommario delle materie prime minerarie USGS.
Grafite sintetica
La "grafite sintetica" viene prodotta riscaldando materiali ad alto tenore di carbonio come coke di petrolio e pece di catrame di carbone a temperature comprese tra 2500 e 3000 gradi Celsius. A queste alte temperature, tutti i materiali volatili e molti metalli nella materia prima vengono distrutti o scacciati. La grafite che rimane si collega a una struttura cristallina simile a un foglio. La grafite sintetica può avere una purezza di oltre il 99% di carbonio e viene utilizzata nei prodotti fabbricati dove è richiesto un materiale estremamente puro.
Grafite in scisto dalla contea di Essex, New York. Il campione ha una larghezza di circa 12,7 centimetri.
Grafite in scisto dalla contea di Essex, New York. Il campione ha una larghezza di circa 12,7 centimetri.