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Grafite: Cristais de grafite em um pedaço de mármore da Zona de Skarn de Saint-Jovite, Mont-Tremblant, Les Laurentides RCM, Quebec, Canadá. Este espécime tem aproximadamente três polegadas (7,6 cm) de comprimento.
O que é grafite?
A grafite é uma forma natural de carbono cristalino. É um mineral de elemento nativo encontrado em rochas metamórficas e ígneas. A grafite é um mineral de extremos. É extremamente macio, se fende com pressão muito leve e tem uma gravidade específica muito baixa. Por outro lado, é extremamente resistente ao calor e quase inerte em contato com quase qualquer outro material. Essas propriedades extremas oferecem uma ampla gama de usos em metalurgia e fabricação.
Grafite em flocos: Grafite em flocos produzida em Madagascar.
Pedaço de grafite: Grafite fixo de Kropfmuhl, Áustria. A amostra tem cerca de 3,8 cm de diâmetro.
Grafite com granada: Um espécime de xisto de grafite-mica com duas granadas de almandina / pirope vermelhas da mina Red Embers, Erving, Massachusetts. Este espécime tem cerca de 5,08 cm de diâmetro.
Ocorrência geológica
A grafite é um mineral que se forma quando o carbono é sujeito a calor e pressão na crosta terrestre e no manto superior. Pressões na faixa de 75.000 libras por polegada quadrada e temperaturas na faixa de 750 graus Celsius são necessárias para produzir grafite. Estes correspondem às fácies granulíticas metamórficas.
Grafite do metamorfismo regional (grafite em flocos)
A maior parte da grafite vista hoje na superfície da Terra foi formada em limites convergentes de placas, onde xistos e calcários ricos em orgânicos foram submetidos ao calor e à pressão do metamorfismo regional. Isso produz mármore, xisto e gnaisse que contêm pequenos cristais e flocos de grafite.
Quando a grafite está em concentrações suficientemente altas, essas rochas podem ser extraídas, esmagadas até um tamanho de partícula que libera os flocos de grafite e processadas por separação por gravidade específica ou flutuação de espuma para remover a grafite de baixa densidade. O produto produzido é conhecido como "grafite em flocos".
Grafite do metamorfismo da costura de carvão (grafite "amorfa")
Algumas formas de grafite derivam do metamorfismo das costuras de carvão. O material orgânico do carvão é composto principalmente de carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e enxofre. O calor do metamorfismo destrói as moléculas orgânicas do carvão, volatilizando o oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e enxofre. O que resta é um material de carbono quase puro que cristaliza em grafite mineral.
Essa grafite ocorre em "costuras" que correspondem à camada original de carvão. Quando extraído, o material é conhecido como "grafite amorfo". A palavra "amorfo" é realmente incorreta nesse uso, pois possui uma estrutura cristalina. Da mina, esse material tem uma aparência semelhante a pedaços de carvão sem as faixas brilhantes e opacas.
Grafite do Metamorfismo Hidrotérmico
Uma pequena quantidade de grafite se forma pela reação de compostos de carbono na rocha durante o metamorfismo hidrotérmico. Esse carbono pode ser mobilizado e depositado nas veias em associação com minerais hidrotérmicos. Por ser precipitado, possui um alto grau de cristalinidade, o que o torna um material preferido para muitos usos elétricos.
Grafite em rochas ígneas e meteoritos
Sabe-se que pequenas quantidades de grafite ocorrem como um mineral primário em rochas ígneas. É conhecido como pequenas partículas nos fluxos de basalto e sienito. Também é conhecido por se formar no pegmatito. Alguns meteoritos de ferro contêm pequenas quantidades de grafite. Essas formas de grafite são ocorrências sem importância econômica.
A melhor maneira de aprender sobre minerais é estudar com uma coleção de pequenas amostras que você pode manipular, examinar e observar suas propriedades. Coleções de minerais baratas estão disponíveis na loja.
Grafite e diamante
Grafite e diamante são as duas formas minerais de carbono. Formas de diamante no manto sob calor e pressão extremos. A maior parte da grafite encontrada perto da superfície da Terra foi formada dentro da crosta a temperaturas e pressões mais baixas. Grafite e diamante compartilham a mesma composição, mas têm estruturas muito diferentes.
Os átomos de carbono na grafite estão ligados em uma rede hexagonal que forma folhas com espessura de um átomo. Essas folhas estão mal conectadas e facilmente se separam ou deslizam umas sobre as outras se submetidas a uma pequena quantidade de força. Isso confere à grafite sua dureza muito baixa, seu decote perfeito e sua sensação escorregadia.
Por outro lado, os átomos de carbono no diamante estão ligados a uma estrutura de estruturas. Todo átomo de carbono está ligado a uma rede tridimensional com outros quatro átomos de carbono com fortes ligações covalentes. Esse arranjo mantém os átomos firmemente no lugar e faz do diamante um material excepcionalmente duro.
Consumo de grafite: Consumo de grafite nos Estados Unidos por uso durante 2012. Dados do USGS Mineral Commodity Summary.
Grafite Sintético
A "grafite sintética" é produzida pelo aquecimento de materiais de alto carbono, como coque de petróleo e piche de alcatrão de carvão, a temperaturas na faixa de 2500 a 3000 graus Celsius. A essas altas temperaturas, todos os materiais voláteis e muitos metais na matéria-prima são destruídos ou expulsos. A grafite que permanece ligada a uma estrutura cristalina em forma de folha. A grafite sintética pode ter uma pureza superior a 99% de carbono e é usada em produtos manufaturados onde é necessário um material extremamente puro.
Grafite em xisto do condado de Essex, Nova York. A amostra tem aproximadamente 12 cm de diâmetro.
Grafite em xisto do condado de Essex, Nova York. A amostra tem aproximadamente 12 cm de diâmetro.