NộI Dung
Than chì: Các tinh thể than chì trong một mảnh đá cẩm thạch từ Vùng Skarn Saint-Jovite, Mont-Tremblant, Les Laurentides RCM, Quebec, Canada. Mẫu vật này có chiều dài khoảng ba inch (7.6 cm).
Than chì là gì?
Than chì là một dạng tự nhiên của carbon tinh thể. Nó là một khoáng chất nguyên tố bản địa được tìm thấy trong đá biến chất và đá lửa. Than chì là một khoáng chất của cực đoan. Nó cực kỳ mềm, chẻ với áp lực rất nhẹ và có trọng lượng riêng rất thấp. Ngược lại, nó có khả năng chịu nhiệt cực cao và gần như trơ khi tiếp xúc với hầu hết các vật liệu khác. Những tính chất cực đoan này mang lại cho nó một loạt các ứng dụng trong luyện kim và sản xuất.
Flake than chì: Flake than chì sản xuất tại Madagascar.
Đoạn than chì: Than cục từ Kropfmuhl, Áo. Mẫu vật dài khoảng một inch rưỡi (3,8 cm).
Than chì với garnet: Một mẫu vật của đá phiến than chì-mica với hai viên ngọc hồng lựu / pyrope đỏ từ Mỏ đỏ Embers, Erving, Massachusetts. Mẫu vật này dài khoảng hai inch (5,08 cm).
Xảy ra địa chất
Than chì là một khoáng chất hình thành khi carbon chịu nhiệt và áp suất trong lớp vỏ Trái đất và ở lớp phủ trên. Áp suất trong phạm vi 75.000 pounds mỗi inch vuông và nhiệt độ trong phạm vi 750 độ C là cần thiết để sản xuất than chì. Chúng tương ứng với các tướng biến chất granulite.
Than chì từ biến chất khu vực (Flake Graphite)
Hầu hết than chì nhìn thấy trên bề mặt Trái đất ngày nay được hình thành tại các ranh giới mảng hội tụ nơi đá phiến và đá vôi giàu hữu cơ phải chịu sức nóng và áp lực của biến chất khu vực. Điều này tạo ra đá cẩm thạch, đá phiến và gneiss có chứa các tinh thể nhỏ và mảnh than chì.
Khi than chì ở nồng độ đủ cao, những tảng đá này có thể được khai thác, nghiền thành kích thước hạt giải phóng các mảnh than chì và được xử lý bằng cách tách trọng lực cụ thể hoặc tuyển nổi bọt để loại bỏ than chì mật độ thấp. Sản phẩm được sản xuất được gọi là "than chì flake."
Than chì từ than đá biến chất đường than (than chì "vô định hình")
Một số dạng than chì từ sự biến chất của vỉa than. Các vật liệu hữu cơ trong than đá bao gồm chủ yếu là carbon, oxy, hydro, nitơ và lưu huỳnh. Sức nóng của sự biến chất phá hủy các phân tử hữu cơ của than đá, làm bay hơi oxy, hydro, nitơ và lưu huỳnh. Những gì còn lại là một vật liệu carbon gần như tinh khiết kết tinh thành than chì khoáng sản.
Than chì này xảy ra trong "các vỉa" tương ứng với lớp than ban đầu. Khi khai thác, vật liệu này được gọi là "than chì vô định hình". Từ "vô định hình" thực sự không chính xác trong cách sử dụng này, vì nó có cấu trúc tinh thể. Từ mỏ, vật liệu này có bề ngoài tương tự như cục than mà không có dải sáng và xỉn màu.
Than chì từ biến chất thủy nhiệt
Một lượng nhỏ than chì hình thành do phản ứng của các hợp chất carbon trong đá trong quá trình biến chất thủy nhiệt. Cacbon này có thể được huy động và lắng đọng trong các tĩnh mạch kết hợp với các khoáng chất thủy nhiệt. Bởi vì nó được kết tủa, nó có độ kết tinh cao, và điều đó làm cho nó trở thành vật liệu ưa thích cho nhiều mục đích sử dụng điện.
Than chì trong đá Igneous và thiên thạch
Một lượng nhỏ than chì được biết là xảy ra như một khoáng chất chính trong đá lửa. Nó được gọi là các hạt nhỏ trong dòng chảy bazan và syenit. Nó cũng được biết là hình thành trong pegmatit. Một số thiên thạch sắt chứa một lượng nhỏ than chì. Những dạng than chì này là sự xuất hiện mà không có tầm quan trọng kinh tế.
Cách tốt nhất để tìm hiểu về khoáng sản là nghiên cứu với một bộ sưu tập các mẫu vật nhỏ mà bạn có thể xử lý, kiểm tra và quan sát các thuộc tính của chúng. Bộ sưu tập khoáng sản rẻ tiền có sẵn trong Cửa hàng.
Than chì và kim cương
Than chì và kim cương là hai dạng khoáng vật của carbon. Kim cương hình thành trong lớp phủ dưới nhiệt độ và áp suất cực cao. Hầu hết than chì được tìm thấy gần bề mặt Trái đất được hình thành trong lớp vỏ ở nhiệt độ và áp suất thấp hơn. Than chì và kim cương có cùng thành phần nhưng có cấu trúc rất khác nhau.
Các nguyên tử carbon trong than chì được liên kết trong một mạng lục giác tạo thành các tấm dày một nguyên tử. Những tấm này được kết nối kém và dễ dàng tách hoặc trượt lên nhau nếu chịu một lực nhỏ. Điều này mang lại cho than chì độ cứng rất thấp, sự phân tách hoàn hảo và cảm giác trơn trượt của nó.
Ngược lại, các nguyên tử carbon trong kim cương được liên kết thành một cấu trúc khung. Mỗi nguyên tử carbon được liên kết thành một mạng ba chiều với bốn nguyên tử carbon khác có liên kết cộng hóa trị mạnh. Sự sắp xếp này giữ các nguyên tử chắc chắn và làm cho kim cương trở thành một vật liệu đặc biệt cứng.
Tiêu thụ than chì: Tiêu thụ than chì của Hoa Kỳ bằng cách sử dụng trong năm 2012. Dữ liệu từ Tóm tắt hàng hóa khoáng sản USGS.
Than chì tổng hợp
"Than chì tổng hợp" được tạo ra bằng cách nung các vật liệu carbon cao như than cốc dầu mỏ và than đá đến nhiệt độ trong khoảng 2500 đến 3000 độ C. Ở những nhiệt độ cao này, tất cả các vật liệu dễ bay hơi và nhiều kim loại trong nguyên liệu bị phá hủy hoặc bị loại bỏ. Các than chì vẫn còn liên kết thành một cấu trúc tinh thể giống như tấm. Than chì tổng hợp có thể có độ tinh khiết trên 99% carbon, và nó được sử dụng trong các sản phẩm được sản xuất trong đó yêu cầu một vật liệu cực kỳ tinh khiết.
Than chì trong đá phiến từ hạt Essex, New York. Mẫu vật dài khoảng 5 inch (12,7 cm).
Than chì trong đá phiến từ hạt Essex, New York. Mẫu vật dài khoảng 5 inch (12,7 cm).