石墨的化學成分
石墨
graphite
由碳(C)組成的六方或三方晶系的自然元素礦物。因能用來寫字而得名。與金剛石同是碳的同質(zhì)多象變體。晶體具層狀結(jié)構(gòu),碳原子按六方環(huán)狀排列成層。由于層在垂直方向上的堆垛順序不同,而有2H和3R兩種多型變體。集合體常呈鱗片狀或塊狀,具平行底面的較完全解理。顏色與條痕為黑色,半金屬光澤。莫氏硬度1,易污手;具滑膩感。薄片具撓性。比重2.09~2.23。導電性良好 。主要由煤層或含碳質(zhì)沉積巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用而形成。常見于大理巖、片巖或片麻巖中。用于制造鉛筆芯、高溫坩堝、潤滑劑、電極、鑄模面涂料、原子反應堆的中子減速劑,以及用作人工合成金剛石的原料等。中國、俄羅斯、朝鮮、墨西哥、馬達加斯加、斯里蘭卡等為主要產(chǎn)地
石墨是碳元素的結(jié)晶礦物之一,具有潤滑性、化學穩(wěn)定性、耐高溫、導電、特殊的導熱性和可塑性、涂敷性等優(yōu)良性能,其應用領域十分廣泛。石墨在冶金工業(yè)中主要用作耐火材料;在鑄造業(yè)中用作鑄模和防銹涂料;在電氣工業(yè)中用于生產(chǎn)碳素電極、電極碳棒、電池,制成的石墨乳可用作電視機顯像管涂料,制成的碳素制品可用于發(fā)電機、電動機、通訊器材等諸多方面;在機械工業(yè)中用作飛機、輪船、火車等高速運轉(zhuǎn)機械的潤滑劑;在化學工業(yè)中用于制造各種抗腐蝕器皿和設備;在核工業(yè)中用作原子反應堆中的中子減速劑和防護材料等;在航天工業(yè)中可做火箭發(fā)動機尾噴管喉襯,火箭、導彈的隔熱、耐熱材料以及人造衛(wèi)星上的無線電連接信號和導電結(jié)構(gòu)材料。此外,石墨還是輕工業(yè)中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑,制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石的原料。隨著現(xiàn)代科學技術和工業(yè)的發(fā)展,石墨的應用領域還在不斷拓寬,已成為高科技領域中新型復合材料的重要原料,在國民經(jīng)濟中具有重要的作用。
■礦石礦物原料特點
石墨的化學成分為碳(C)。**產(chǎn)出的石墨很少是純凈的,常含有10%~20%的雜質(zhì),包括SiO2、Al2O3、MgO、CaO、P2O5、CuO、V2O5、H2O、S、FeO以及H、N、CO2、CH4、NH3等。石墨礦物呈鐵黑、鋼灰色,條痕光亮黑色;金屬光澤,隱晶集合體光澤暗淡,不透明;解理{0001}完全,硬度具異向性,垂直解理面為3~5,平行解理面為1~2;質(zhì)軟,密度為2.09~2.23g/cm3,有滑膩感,易污染手指。礦物薄片在透射光下一般不透明,較薄片能透光,呈淡綠灰色,一軸晶,折射率1.93~2.07,在反射光下呈淺棕灰色,反射多色性明顯,Ro灰色帶棕,Re深藍灰色,反射率Ro23(紅),Re5.5(紅),反射色、雙反射均顯著,非均質(zhì)性強,偏光色為稻草黃色。石墨屬復六方雙錐晶類,沿{0001}呈六方板狀晶體,常見單形有平行雙面、六方雙錐、六方柱,但完好晶形少見,一般呈鱗片狀或板狀,集合體呈致密塊狀、土狀或球狀。
石墨晶體具典型的層狀結(jié)構(gòu),碳原子排列成六方網(wǎng)狀層,面網(wǎng)結(jié)點上的碳原子相對于上下鄰層網(wǎng)格的中心。重復層狀為2的是石墨2H多型,屬六方晶系,即通常所指的石墨;若重復層狀為3的則為石墨3R多型,屬三方晶系,但在**石墨結(jié)構(gòu)中不能單獨分離出來。在石墨晶體結(jié)構(gòu)中,層內(nèi)碳原子的配位數(shù)為3,具共價金屬鍵,間距0.142nm,層與層間以分子鍵相連,間距為0.340nm,此種特殊的晶體結(jié)構(gòu)和化學鍵性使石墨具有一些特殊的工藝性能。
由于碳原子在石墨結(jié)晶格子的原子層中排列緊密,熱振動困難,因而石墨能耐高溫并具特殊的熱性能。石墨的熔點為3850℃,沸點為4250℃,吸熱量6.9036×107J/kg,經(jīng)高溫電弧灼燒重量損失較小,在2500℃時其強度比常溫時提高1倍,熱膨脹系數(shù)小(1.2×10-6),溫度驟變時其體積變化不大。由于石墨晶體中存在容易流動的電子,因此其導電、導熱性能不亞于金屬。但隨溫度升高,導熱系數(shù)反而減少,在較高溫度下趨于不導熱狀態(tài)。石墨的化學穩(wěn)定性好,不受酸、堿及**溶劑的侵蝕。石墨的潤滑性能類似于二硫化鉬和四氟化烯,摩擦系數(shù)在潤滑介質(zhì)中小于0.1,尤以鱗片狀石墨的潤滑性較好。此外,石墨還具涂敷性和可塑性,將其涂敷在固體物體表面,可形成薄膜牢固粘附而起保護固體作用,并可制成任何復雜形狀的制品。
由于石墨的工藝性能及用途主要決定于其結(jié)晶程度,據(jù)此,中國工業(yè)上將石墨礦石主要分為晶質(zhì)(鱗片狀)石墨礦石和隱晶質(zhì)(土狀)石墨礦石兩種工業(yè)類型。晶質(zhì)(鱗片狀)石墨礦石中,石墨晶體直徑大于1μm,呈鱗片狀;礦石品位較低,但可選性好;與石墨伴生的礦物常有云母、長石、石英、透閃石、透輝石、石榴子石和少量黃鐵礦、方解石等,有的還伴生有金紅石及釩等有用組分;礦石呈鱗片狀、花崗鱗片或粒狀變晶結(jié)構(gòu),片狀、片麻狀或塊狀構(gòu)造。隱晶質(zhì)(土狀)石墨礦石中,石墨晶體直徑小于1μm,呈微晶的集合體,在電子顯微鏡下才能見到晶形;礦石品位高,但可選性差;與石墨伴生的礦物常有石英、方解石等;礦石呈微細鱗片-隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),塊狀或土狀構(gòu)造。中國石墨礦石絕大多數(shù)為晶質(zhì)(鱗片狀)礦石,約占總保有石墨礦石儲量的98%,分布于區(qū)域變質(zhì)型及巖漿熱液型石墨礦床中;隱晶質(zhì)(土狀)石墨礦石則主要分布于接觸變質(zhì)型礦床中。實際上石墨礦石中的石墨片徑是參差不齊的,所謂晶質(zhì)石墨礦石中,也可能含隱晶質(zhì)石墨,含量較多時通常稱為混合型石墨礦石,隱晶質(zhì)石墨礦石中也可能含少量片徑略大于1μm的鱗片石墨。
石墨礦石的自然類型通常按其賦礦巖石的巖性劃分,各類礦床有其專屬的石墨礦石自然類型。晶質(zhì)(鱗片狀)石墨礦石在區(qū)域變質(zhì)礦床中,主要有片麻巖類、片巖類以及大理(透輝)巖類、變粒巖類、混合巖類等礦石自然類型;在巖漿熱液礦床中主要發(fā)育花崗巖類及閃長巖類、長英巖類等礦石自然類型。隱晶質(zhì)(土狀)石墨礦石在接觸變質(zhì)礦床中主要發(fā)育板巖類和千枚巖類礦石自然類型。
片麻巖類石墨礦石包括石墨花崗片麻巖、石墨黑云斜長片麻巖、石墨夕線透輝片麻巖、石墨輝石片麻巖等。石墨呈鱗片狀或聚片狀,與黑云母等片狀礦物或透閃石、夕線石等纖維狀礦物緊密共生,一般順片麻理作定向排列,較均勻地分布于長石、石英等脈石礦物顆粒之間。石墨片徑0.04~4mm,往往隨脈石顆粒的大小而變化,脈石顆粒粗的其周圍石墨片徑大,一般以0.1~0.5mm較多。片巖類石墨礦石包括石墨片巖、石墨石英片巖、云母石墨片巖、石英石墨片巖等。石墨呈鱗片集合體與云母、絹云母等片狀礦物緊密共生,順片理定向排列于石英、斜長石等粒狀礦物之間。石墨片徑0.01~1.5mm,以0.1~0.2mm的較多。石墨大理巖、石墨透輝巖、石墨變粒巖都具有粒狀變晶結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造。礦石中石墨往往呈鱗片狀或不規(guī)則片狀,雜亂浸染于脈石礦物顆粒間或解理內(nèi),構(gòu)成填隙結(jié)構(gòu)。石墨片徑在變粒巖型礦石中一般為0.1~0.3mm,在大理巖型礦石中一般為0.1~0.5mm,在透輝巖型礦石中一般為0.5~1mm,大的可達5~10mm。石墨混合巖一般是作為混合巖化產(chǎn)物疊加于片麻巖、片巖或變粒巖類礦石之上,常呈條帶狀或脈狀。由于大量石英物質(zhì)的加入,混合巖化重熔再結(jié)晶,組分遷移以及再分配的結(jié)果,礦石的礦物成分與結(jié)構(gòu)構(gòu)造很不均勻,出現(xiàn)條帶狀構(gòu)造、眼球狀構(gòu)造及陰影構(gòu)造,化學成分變化大。礦石固定碳含量一般為2.5%~4.5%,石墨鱗片分布不均勻,有時局部富集,片徑增大,一般為0.2~0.5mm?;◢弾r類礦石是由巖漿熱液不同階段結(jié)晶礦物和石墨組成的各種含石墨花崗巖,與石墨共生的礦物比較復雜,常含多種金屬和稀有金屬礦物。石墨呈浸染狀分布于花崗巖中,在一些富氣液的巖漿礦床中,石墨可呈球狀、豆狀聚積,構(gòu)成球狀石墨花崗巖,石墨片徑一般為0.1~0.2mm。賦存于板巖和千枚巖中的隱晶質(zhì)石墨礦石,石墨呈隱晶質(zhì)鱗片集合體為主,粒徑一般在0.2mm左右,主要為無定形花瓣狀、疊層狀,一般含有部分微晶鱗片石墨,片徑大的可達1~2μm,與石墨共生的有伊利石或高嶺石等粘土礦物,以及石英、水云母、絹云母、紅柱石、黃鐵礦等。隱晶質(zhì)石墨礦石常殘留原巖的層理構(gòu)造,變質(zhì)不徹底的部分還可含部分未變質(zhì)的**煤,保留煤巖結(jié)構(gòu)。有的隱晶質(zhì)石墨礦床的礦石分為軟質(zhì)石墨與硬質(zhì)石墨兩種,軟質(zhì)石墨礦石變質(zhì)徹底,質(zhì)量好,硬質(zhì)石墨一般為石墨與**煤的過渡帶,質(zhì)量次
詞條
詞條說明
石墨和金鋼石一樣是碳的一種同素異形體。用石墨材料生產(chǎn)加工的石墨制品有很多種類,比如石墨棒、石墨模具、耐熱石墨板等。耐熱石墨板它的構(gòu)造為原子晶體,碳原子中間以共價單鍵相接產(chǎn)生平穩(wěn)正六邊形的多孔結(jié)構(gòu)。共價單鍵是一種鍵能很高的離子鍵,必須很高的動能才可以被毀壞。許多顧客會問起,耐熱石墨板能夠承擔多高的溫度? 假如從性能上而言,耐熱石墨板能耐熱,在1200度以下應用沒有任何問題,性能較為優(yōu)良的石墨板能夠承
石墨坩堝,因具有優(yōu)良的性能,所以在冶金、鑄造、機械、化工等工業(yè)部門,被廣泛用于合金工具鋼的冶煉和有色金屬及其合金的熔煉。并有著較好的技術經(jīng)濟效果。? ? ? 石墨坩堝主要應用于稀土行業(yè)及黃金冶煉行業(yè),種類大體分為三大類:第一類煉銅坩堝;第二類為煉銅合金坩堝,特圓形有100個號,圓形有100個號,*三種煉鋼用的坩堝,有100個號。? ? ?
一般情況下,我們在使用石墨坩堝的時候要注意不要讓被加熱材料充滿坩堝,那樣是十分危險的,不僅僅容易造成實驗事故,而且對石墨坩堝的壽命也會產(chǎn)生很大的影響。此外,需要注意的是通常情況下坩堝受熱都要達到四五百度,這時候一定不要隨便放置石墨坩堝或者用手觸碰石墨坩堝,這都是十分危險的。石墨制品之石墨坩堝11點使用必知: 1、石墨坩堝存放在通風干燥的環(huán)境中,以免受潮影響使用; 2、石墨坩堝在搬運中藥輕拿輕放,嚴
石墨都有哪些常見的作用用途由于石墨的化學性質(zhì)很穩(wěn)定,故石墨可以用來當作鉛筆芯、顏料、拋光劑等,用石墨寫出的字可以保存很長的時間。石墨具有耐高溫的性質(zhì),因此可以用它來作耐火材料,例如:在冶金工業(yè)中用到的坩堝就是用石墨來制造而成的。石墨可以用作導電材料,例如:在電氣工業(yè)上的碳棒、水銀正流器的正極、電刷等都是用石墨來制作的。用石墨作耐磨滑材料代替潤滑油是很明智的選擇,石墨在機械生產(chǎn)中常常被用來當作潤滑劑
公司名: 臨漳縣昊聯(lián)碳素有限公司
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