Σπίτι → δίαιτες Αποτελείται από γραφίτη και διαμάντι. Φυσικές ιδιότητες διαμαντιού και γραφίτη. Χημικός δεσμός σε ορυκτά άνθρακα

Αποτελείται από γραφίτη και διαμάντι. Φυσικές ιδιότητες διαμαντιού και γραφίτη. Χημικός δεσμός σε ορυκτά άνθρακα

Δεν γνωρίζουν όλοι, αλλά το διαμάντι και ο γραφίτης είναι δύο μορφές της ίδιας ουσίας. Αυτά τα ορυκτά είναι εντελώς διαφορετικά μεταξύ τους ως προς τη σκληρότητα και τα χαρακτηριστικά διάθλασης και ανάκλασης του φωτός. Και οι διαφορές είναι αρκετά σημαντικές. Το διαμάντι είναι το σκληρότερο ορυκτό στον κόσμο, στην κλίμακα Mohs είναι ένα πρότυπο - 10, ενώ η σκληρότητα του γραφίτη σε αυτήν την κλίμακα είναι μόνο 2. Έτσι, το διαμάντι και ο γραφίτης είναι και οι πιο παρόμοιες και ανόμοιες ουσίες στον κόσμο.

Κρυσταλλικά πλέγματα από διαμάντι και γραφίτη

Καθένα από αυτά προέρχεται από άνθρακα, ο οποίος, με τη σειρά του, είναι το πιο άφθονο στοιχείο στη βιόσφαιρα. Υπάρχει τόσο στην ατμόσφαιρα όσο και στο νερό, σε βιολογικά αντικείμενα. Στο έδαφος, υπάρχει στη σύνθεση του πετρελαίου, του φυσικού αερίου, της τύρφης και ούτω καθεξής. Βρίσκεται επίσης ως κοιτάσματα γραφίτη και διαμαντιού.

Ο περισσότερος άνθρακας στους οργανισμούς. Επιπλέον, κανένας από αυτούς δεν μπορεί να κάνει χωρίς αυτό. Και η προέλευση αυτού του ορυκτού σε άλλα μέρη του πλανήτη εξηγείται ακριβώς από την παρουσία ζωντανών οργανισμών εκεί κάποτε.

Πολλές διαμάχες συνοδεύουν το ερώτημα από πού προήλθαν ο γραφίτης και τα διαμάντια, επειδή δεν αρκεί να υπάρχει ένας άνθρακας, είναι επίσης απαραίτητο να πληρούνται ορισμένες προϋποθέσεις υπό τις οποίες αυτό το χημικό στοιχείο αποκτά μια νέα δομή. Πιστεύεται ότι η προέλευση του γραφίτη είναι μεταμορφωμένη, και αυτή των διαμαντιών είναι πυριγενής. Αυτό σημαίνει ότι ο σχηματισμός διαμαντιών στον πλανήτη συνοδεύεται από πολύπλοκες φυσικές διεργασίες, πιθανότατα στα βαθιά στρώματα της γης κατά την καύση και τις εκρήξεις παρουσία οξυγόνου. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι σε αυτή τη διαδικασία εμπλέκεται και το μεθάνιο, αλλά κανείς δεν ξέρει με βεβαιότητα.

Διαφορές μεταξύ γραφίτη και διαμαντιού

Η κύρια διαφορά είναι η δομή του διαμαντιού και του γραφίτη. Το διαμάντι είναι ένα ορυκτό, μια μορφή άνθρακα. Χαρακτηρίζεται από μετασταθερότητα, που σημαίνει ότι είναι σε θέση να παραμείνει αναλλοίωτο επ' αόριστον. Το διαμάντι μετατρέπεται σε γραφίτη υπό ορισμένες συγκεκριμένες συνθήκες, για παράδειγμα, όταν υψηλή θερμοκρασίαστο κενό.

Ο γραφίτης είναι επίσης μια τροποποίηση του άνθρακα. Η δομή του καθιστά το ορυκτό πολύ στρωμένο, επομένως η πιο κοινή χρήση του είναι στην κατασκευή μολυβιών.

Το φαινόμενο κατά το οποίο ουσίες που σχηματίζονται από το ίδιο χημικό στοιχείο έχουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες ονομάζεται αλλοτροπία. Υπάρχουν και άλλες παρόμοιες ουσίες, αλλά αυτά τα δύο ορυκτά έχουν τη μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ τους. Καθοριστικό ρόλο σε αυτό παίζουν τα δομικά χαρακτηριστικά της κρυσταλλικής δομής καθενός από τα ορυκτά.

Το διαμάντι έχει έναν απίστευτα ισχυρό δεσμό μεταξύ των ατόμων, λόγω της πυκνής τους διάταξης. Τα γειτονικά άτομα του κυττάρου έχουν σχήμα κύβου, όπου τα σωματίδια βρίσκονται στις γωνίες, τις όψεις και στο εσωτερικό τους. Αυτή είναι μια τετραεδρική δομή. Αυτή η γεωμετρία των ατόμων παρέχει την πιο πυκνή οργάνωση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η σκληρότητα του διαμαντιού είναι τόσο υψηλή.

Ο χαμηλός ατομικός αριθμός άνθρακα, που δείχνει ότι το άτομο έχει μικρή ατομική μάζα και, κατά συνέπεια, ακτίνα, το καθιστά τη σκληρότερη ουσία στον πλανήτη. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει καθόλου ανθεκτικότητα. Το να σπάσεις ένα διαμάντι είναι αρκετά εύκολο, απλά χτυπήστε το. Αυτή η δομή εξηγεί τον υψηλό συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας και τη διάθλαση του φωτός του διαμαντιού.

Η δομή του γραφίτη είναι εντελώς διαφορετική. Σε ατομικό επίπεδο, είναι μια σειρά στρωμάτων που βρίσκονται σε διαφορετικά επίπεδα. Κάθε ένα από αυτά τα στρώματα είναι εξάγωνα που εφάπτονται μεταξύ τους σαν κηρήθρα. Σε αυτή την περίπτωση, μόνο τα άτομα που βρίσκονται μέσα σε κάθε στρώμα έχουν ισχυρό δεσμό και ο δεσμός μεταξύ των στρωμάτων είναι εύθραυστος, είναι πρακτικά ανεξάρτητα μεταξύ τους.

Το ίχνος από το μολύβι είναι μόνο τα αποσπώμενα στρώματα γραφίτη. Λόγω των ιδιαιτεροτήτων της δομής του, ο γραφίτης έχει μη περιγραφική εμφάνιση, απορροφά το φως, έχει ηλεκτρική αγωγιμότητα και μεταλλική λάμψη.

Λήψη διαμαντιών από γραφίτη

Για πολύ καιρό, ήταν τεχνολογικά δύσκολο να αποκτήσεις ένα διαμάντι, αλλά σήμερα αυτό δεν είναι τόσο δύσκολο έργο. Το κύριο πρόβλημα είναι η επανάληψη διεργασιών στο εργαστήριο σε σύντομο χρονικό διάστημα, οι οποίες στη φύση χρειάζονται εκατομμύρια χρόνια. Οι επιστήμονες απέδειξαν ότι οι συνθήκες για τη μετάβαση του διαμαντιού από τον γραφίτη ήταν η υψηλή θερμοκρασία και πίεση.

Για πρώτη φορά τέτοιες συνθήκες επιτεύχθηκαν με τη βοήθεια μιας έκρηξης. Η έκρηξη είναι μια χημική διαδικασία που είναι η καύση σε υψηλή θερμοκρασία και ταχύτητα. Μετά από αυτό, συνέλεξαν τα υπολείμματα γραφίτη και αποδείχθηκε ότι σχηματίστηκαν μικρά διαμάντια μέσα του. Δηλαδή, η μεταμόρφωση έγινε μόνο αποσπασματικά. Ο λόγος για αυτό είναι η εξάπλωση των παραμέτρων μέσα στην ίδια την έκρηξη. Όπου οι συνθήκες ήταν επαρκείς για μια τέτοια μεταμόρφωση, συνέβη.

Φυσικό ακατέργαστο διαμάντι

Τέτοιες παράμετροι έκαναν τις εκρήξεις μη υποσχόμενες για την παραγωγή διαμαντιών. Ωστόσο, τα πειράματα δεν σταμάτησαν· για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι επιστήμονες συνέχισαν να τα διεξάγουν για να αποκτήσουν με κάποιο τρόπο αυτό το ορυκτό. Ένα περισσότερο ή λιγότερο σταθερό αποτέλεσμα ελήφθη όταν προσπάθησαν να θερμάνουν τον γραφίτη παρορμητικά σε θερμοκρασία δύο χιλιάδων βαθμών. Σε αυτή την περίπτωση, ήταν δυνατή η απόκτηση διαμαντιών αξιοπρεπούς μεγέθους.

Ωστόσο, τέτοια πειράματα έδωσαν ένα άλλο απροσδόκητο αποτέλεσμα. Μετά τη μετατροπή του γραφίτη σε διαμάντι, συνέβη μια αντίστροφη μετάβαση του διαμαντιού σε γραφίτη με μείωση της πίεσης, δηλαδή έγινε γραφιτοποίηση. Έτσι, δεν μπορούσε να επιτευχθεί ένα σταθερό αποτέλεσμα με μία μόνο πίεση. Στη συνέχεια, μαζί με την αύξηση της πίεσης, ο γραφίτης άρχισε να θερμαίνεται. Λίγο καιρό αργότερα, ήταν δυνατό να υπολογιστεί το εύρος των πιέσεων και των θερμοκρασιών στις οποίες μπορούσαν να ληφθούν οι κρύσταλλοι διαμαντιών. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι εξακολουθούσαν να μην επιτρέπουν την απόκτηση ορυκτού ποιότητας πολύτιμου λίθου.

Προκειμένου να αποκτήσουν πέτρες κατάλληλες για τη δημιουργία κοσμημάτων, άρχισαν να καλλιεργούν διαμάντια χρησιμοποιώντας έναν σπόρο. Καθώς χρησιμοποιήθηκε ένας έτοιμος κρύσταλλος διαμαντιού, ο οποίος θερμάνθηκε σε θερμοκρασία 1500 βαθμών, ο οποίος διεγείρει πρώτα τη γρήγορη και μετά την αργή ανάπτυξη. Ωστόσο, η εφαρμογή της μεθόδου σε βιομηχανική κλίμακα ήταν ασύμφορη. Στη συνέχεια άρχισαν να χρησιμοποιούν μεθάνιο ως επίδεσμο, το οποίο υπό τέτοιες συνθήκες αποσυντέθηκε σε άνθρακα και υδρογόνο. Ήταν αυτός ο άνθρακας που έδρασε, αν μπορώ να το πω, ως τροφή του διαμαντιού, επιτρέποντάς του να αναπτυχθεί πολύ πιο γρήγορα.

Έτσι, σήμερα αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για τη δημιουργία τεχνητών διαμαντιών. Αν και οικονομικά αποδοτικό, το κόστος τέτοιων ολόκληρων τεχνητών ορυκτών παραμένει υψηλό, καθιστώντας τα λιγότερο δημοφιλή από τα υποκατάστατα διαμαντιών.

Κοιτάσματα ορυκτών

Τα διαμάντια γεννιούνται σε βάθος 100 km και σε θερμοκρασία 1300 μοιρών. Το μάγμα του κιμπερλίτη, το οποίο σχηματίζει σωλήνες κιμπερλίτη, έρχεται σε δράση ως αποτέλεσμα εκρήξεων. Είναι αυτοί οι σωλήνες που είναι τα κύρια κοιτάσματα διαμαντιών. Για πρώτη φορά, ένας τέτοιος σωλήνας ανακαλύφθηκε στην αφρικανική επαρχία Kimberley, εξ ου και το όνομά του.

Πλέον γνωστά κοιτάσματαβρίσκονται στην Ινδία, τη Ρωσία και τη Νότια Αφρική. Οι πρωτογενείς καταθέσεις αντιπροσωπεύουν το 80% όλων των διαμαντιών που εξορύσσονται.

Για να βρεθεί ένα διαμάντι στη φύση, χρησιμοποιούνται ακτίνες Χ. Οι περισσότερες πέτρες που βρίσκονται είναι ακατάλληλες για παραγωγή κοσμήματος, όπως και έχουν σημαντικό αριθμόελαττώματα, συμπεριλαμβανομένων ρωγμών, εγκλεισμάτων, ξένων αποχρώσεων φθορισμού και ούτω καθεξής. Επομένως, η εφαρμογή τους είναι τεχνική. Τέτοιες πέτρες χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες:

σανίδα - πέτρες με ζωνική δομή.
ballas - πέτρες που έχουν σχήμα στρογγυλό ή αχλαδιού.
carbonado - μαύρο διαμάντι.

Τα διαμάντια μεγάλου μεγέθους με εξαιρετικά χαρακτηριστικά παίρνουν συνήθως το όνομά τους. Επιπλέον, το υψηλό κόστος της πέτρας την καθιστά επιθυμητή για πολλούς, γεγονός που εγγυάται μια «ματωμένη ιστορία».

Ο γραφίτης σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της αλλοίωσης των ιζηματογενών πετρωμάτων. Στο Μεξικό και τη Μαδαγασκάρη, μπορεί να βρεθεί μετάλλευμα γραφίτη χαμηλής ποιότητας. Τα πιο διάσημα κοιτάσματα βρίσκονται στο Κρασνοντάρ και την Ουκρανία.

Εφαρμογή

Η χρήση τόσο του διαμαντιού όσο και του γραφίτη είναι πολύ ευρύτερη από όσο φαίνεται. Υπάρχουν πολλές χρήσεις για τα διαμάντια.

Στη βιομηχανία κοσμημάτων, τα διαμάντια χρησιμοποιούνται μόνο στην κοπή, όπως γνωρίζετε, ονομάζονται μπριγιάν. Μόνο το 20% όλων των εξορυσσόμενων λίθων είναι κατάλληλες για κοσμήματα και υπάρχουν πολύ λιγότερα ορυκτά υψηλής ποιότητας.

Τα διαμάντια είναι οι πιο ακριβές πέτρες στον κόσμο. Όσον αφορά την αξία, μόνο μερικά αντίγραφα ρουμπίνι μπορούν να συγκριθούν μαζί τους. Η αξία των ορυκτών επηρεάζεται από το κόψιμο, το χρώμα, την απόχρωση και τη διαύγεια. Συνήθως, ορισμένα από αυτά τα χαρακτηριστικά είναι αόρατα με γυμνό μάτι, αλλά αποκαλύπτονται κατά την εξέταση.

Η χρήση διαμαντιών στα κοσμήματα είναι πολύ συνηθισμένη. Συχνά λειτουργούν ως η μόνη πέτρα ή συμπληρώνουν υψηλής ποιότητας ζαφείρια, ρουμπίνια, σμαράγδια. Η πιο κοινή χρήση των λίθων είναι τα δαχτυλίδια αρραβώνων.

Στον τεχνικό τομέα συνήθως παίρνουν πρώτες ύλες δεύτερης κατηγορίας, με ελαττώματα ή με διαφορετικές αποχρώσεις. Τα τεχνικά διαμάντια χωρίζονται σε διάφορες υποκατηγορίες.

διαμάντια συγκεκριμένου σχήματος, τα οποία είναι κατάλληλα για την κατασκευή ρουλεμάν, άκρων τρυπανιών και ούτω καθεξής.
ακατέργαστες πέτρες?
βότσαλα με ελαττώματα, που χρησιμοποιούνται μόνο για την κατασκευή ροκανιδιών και σκόνης διαμαντιών.

Τα τελευταία χρησιμοποιούνται είτε σε πολύ μικρά κομμάτια είτε ως επίστρωση για την κατασκευή εργαλείων κοπής και λείανσης.

Στα ηλεκτρονικά χρησιμοποιούνται βελόνες, οι οποίες είναι ακατέργαστες κρύσταλλοι που έχουν φυσικά αιχμηρή κορυφή ή θραύσματα με την ίδια κορυφή. Οι γεωτρήσεις στη βιομηχανία περιέχουν επίσης διαμάντια. Τα στρώματα αυτού του ορυκτού χρησιμοποιούνται σε μικροκυκλώματα, μετρητές και ούτω καθεξής, αυτό οφείλεται στην υψηλή θερμική αγωγιμότητα και αντίσταση.

Περίπου το 60% όλων των βιομηχανικών διαμαντιών χρησιμοποιούνται σε εργαλεία. Το υπόλοιπο 40% σε ίσα ποσά:

κατά τη διάνοιξη φρεατίων.
επεξεργασία;
σε μικρές λεπτομέρειες κοσμήματα;
σε τροχούς λείανσης.

Δεν χρησιμοποιείται καθαρός γραφίτης. Συνήθως επεξεργάζεται. Γραφίτης υψηλότερη ποιότηταχρησιμοποιείται με τη μορφή ράβδου μολυβιού. Ο γραφίτης βρίσκει την ευρύτερη εφαρμογή στη χύτευση. Εδώ χρησιμοποιείται για να εξασφαλίσει μια λεία επιφάνεια του χάλυβα. Για αυτό, χρησιμοποιείται στην ακατέργαστη μορφή του.

Στη βιομηχανία ηλεκτρικού άνθρακα χρησιμοποιείται όχι μόνο ορυκτό φυσικής προέλευσης, αλλά και δημιουργημένο. Το τελευταίο έχει υψηλή ομοιομορφία σε ποιότητα και καθαρότητα. Η υψηλή αγωγιμότητα του ρεύματος το καθιστά επίσης ευρέως χρησιμοποιούμενο για την κατασκευή ηλεκτροδίων σε όργανα. Επιπλέον, χρησιμοποιείται ως βούρτσες κινητήρα. Στη μεταλλουργία, ο γραφίτης χρησιμοποιείται ως λιπαντικό.

Οι ράβδοι γραφίτη, λόγω της ικανότητάς τους να επιβραδύνουν τα νετρόνια, χρησιμοποιούνταν στο παρελθόν ευρέως στη δημιουργία πυρηνικών αντιδραστήρων. Συγκεκριμένα, ήταν ράβδοι βορίου με μύτες γραφίτη που λειτουργούσαν ως ράβδοι ελέγχου-προστασίας στον πυρηνικό σταθμό του Τσερνομπίλ. Ένα από τα προβλήματα που οδήγησαν αργότερα στο ατύχημα ήταν ότι για να σβήσει η αλυσιδωτή αντίδραση χρειάστηκε να απορροφηθούν νετρόνια, για τα οποία ευθύνεται το βόριο, και όχι να επιβραδυνθεί. Επομένως, τη στιγμή που οι ράβδοι κατέβηκαν στον πυρήνα του αντιδραστήρα, η ενέργειά του αυξήθηκε απότομα, γεγονός που οδήγησε σε υπερθέρμανση. Αλλά αυτός ήταν μόνο ένας από τους πολλούς λόγους.

Έτσι, το διαμάντι και ο γραφίτης είναι δύο διαφορετικά ορυκτά με το ίδιο βασικό στοιχείο. Οι δομές τους κάνουν τις ιδιότητες διαφορετικές, κάτι που παρουσιάζει ενδιαφέρον. Κάθε ένα από αυτά είναι όμορφο με τον δικό του τρόπο και έχει πολύ ευρεία εφαρμογή τόσο σε πολύ περίπλοκες δομές όσο και σε καθημερινά αντικείμενα.

Για έναν απλό άνθρωπο, το διαμάντι και ο γραφίτης είναι δύο εντελώς διαφορετικά και ασύνδετα στοιχεία. Το διαμάντι προκαλεί συσχετισμούς με ιριδίζοντα κοσμήματα, υπενθυμίζεται η έκφραση «λάμπει σαν διαμάντι». Ο γραφίτης είναι κάτι γκρι που χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή μολυβιών.

Είναι δύσκολο να πιστέψουμε ότι και τα δύο ορυκτά είναι η ίδια ουσία με διαφορετικές μορφές επεξεργασίας.

Η έννοια και τα κύρια χαρακτηριστικά των ορυκτών

Το διαμάντι είναι ένας διαφανής κρύσταλλος που δεν έχει χρώμα και έχει υψηλά χαρακτηριστικά διάθλασης φωτός. Διακρίνονται οι ακόλουθες κύριες ιδιότητες του ορυκτού:

Η φύση παράγει τόσο διαμάντια ορισμένων σχημάτων όσο και σε διάφορες κρυσταλλικές μορφές, γεγονός που οφείλεται στην εσωτερική της δομή. Οι έντονοι κρύσταλλοι έχουν σχήμα κύβου ή τετραέδρου με επίπεδες όψεις. Μερικές φορές οι άκρες φαίνονται να είναι ανάγλυφες λόγω της παρουσίας πολυάριθμων εκφύσεων και μεταμορφώσεων αόρατων στο μάτι.

Αν και πολλοί θεωρούν ότι το διαμάντι είναι το ισχυρότερο υλικό στον κόσμο, η επιστήμη γνωρίζει μια ουσία ανώτερη από το διαμάντι σε αντοχή κατά περισσότερο από 11% - το "υπερδιαμάντι".

Ο γραφίτης είναι μια γκρι-μαύρη κρυσταλλική ουσία με μεταλλική λάμψη. Η σύνθεση του γραφίτη έχει μια πολυεπίπεδη δομή, οι κρύσταλλοι του αποτελούνται από μικρές λεπτές πλάκες. Είναι ένα πολύ εύθραυστο ορυκτό, που μοιάζει εμφάνισηχάλυβας ή χυτοσίδηρος. Ο γραφίτης έχει χαμηλή θερμοχωρητικότητα αλλά υψηλό σημείο τήξης. Επιπλέον, αυτό το ορυκτό:

Ο γραφίτης είναι λιπαρός στην αφή και αφήνει ίχνη όταν σύρεται στο χαρτί.Αυτό συμβαίνει γιατί τα άτομα κρυσταλλικού πλέγματοςχαλαρά συνδεδεμένο.

Η διαφορά μεταξύ γραφίτη και διαμαντιού, δομικά χαρακτηριστικά και η διαδικασία μετάβασης του ενός ορυκτού στο άλλο

Το διαμάντι και ο γραφίτης είναι αλλοτροπικά ορυκτά μεταξύ τους, δηλαδή έχουν διάφορες ιδιότητες, αλλά είναι διαφορετικές μορφέςάνθρακας. Η κύρια διαφορά τους έγκειται μόνο στη χημική δομή του κρυσταλλικού πλέγματος.

Το κρυσταλλικό πλέγμα του διαμαντιού έχει τη μορφή τετραέδρου, στο οποίο κάθε άτομο περιβάλλεται από 4 ακόμη άτομα και είναι η κορυφή του γειτονικού τετραέδρου, σχηματίζοντας έναν άπειρο αριθμό ατόμων με ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς.

Ο γραφίτης σε ατομικό επίπεδο αποτελείται από στρώματα εξαγώνων με κορυφές-άτομα. Τα άτομα συνδέονται καλά μεταξύ τους μόνο στο επίπεδο των στρωμάτων, αλλά τα στρώματα δεν έχουν ισχυρή σύνδεση μεταξύ τους, γεγονός που καθιστά τον γραφίτη μαλακό και ασταθή στην καταστροφή. Είναι αυτό το χαρακτηριστικό που καθιστά δυνατή την απόκτηση ενός διαμαντιού από γραφίτη.

Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του διαμαντιού και του γραφίτη είναι ξεκάθαρα ορατές από τον πίνακα.

Χαρακτηριστικό γνώρισμα
Η δομή του ατομικού πλέγματος	κυβικό σχήμα	Εξαγώνιος
Μετάδοση φωτός	Αγωγή του φωτός καλά	Δεν αφήνει το φως να περάσει
ηλεκτρική αγωγιμότητα	Δεν έχει	Έχει καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα
Ατομικοί δεσμοί	Χωρική	επίπεδη
Δομή	Σκληρότητα και ευθραυστότητα	Στρώσιμο
Η μέγιστη θερμοκρασία στην οποία το ορυκτό παραμένει αμετάβλητο	720 Κελσίου	3700 Κελσίου
Χρώμα	Λευκό, μπλε, μαύρο, κίτρινο, άχρωμο	Μαύρο, γκρι, ατσάλι
Πυκνότητα	3560 kg/m3	2230 kg/m3
Χρήση	Κοσμήματα, βιομηχανία	Χυτήριο, ηλεκτρική βιομηχανία άνθρακα.
Σκληρότητα Mohs	10	1

Ο χημικός τύπος του διαμαντιού και του γραφίτη είναι ο ίδιος - άνθρακας (C), αλλά η διαδικασία δημιουργίας στη φύση είναι διαφορετική.Το διαμάντι εμφανίζεται σε πολύ υψηλές πιέσεις και στιγμιαία ψύξη, ενώ ο γραφίτης, αντίθετα, σε χαμηλή πίεση και υψηλή θερμοκρασία.

Υπάρχουν οι ακόλουθες μέθοδοι για την απόκτηση διαμαντιών:

Η διαδικασία του διαμαντιού με τον γραφίτη είναι παρόμοια. Η μόνη διαφορά είναι στην πίεση και τη θερμοκρασία.

Κοίτασμα ορυκτών

Τα διαμάντια βρίσκονται σε βάθη άνω των 100 km σε θερμοκρασία 1300 ̊С. Από το κύμα έκρηξης, το μάγμα κιμπερλίτη έρχεται σε δράση, σχηματίζοντας τους λεγόμενους σωλήνες κιμπερλίτη, οι οποίοι είναι τα κύρια κοιτάσματα των διαμαντιών.

Ο σωλήνας κιμπερλίτη πήρε το όνομά του από την αφρικανική επαρχία Kimberley, όπου ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά. Τα πετρώματα με κοιτάσματα διαμαντιών ονομάζονται κιμπερλίτες.

Τα πιο διάσημα κοιτάσματα βρίσκονται τώρα στην Ινδία, τη Νότια Αφρική και τη Ρωσία.Έως και το 80% όλων των διαμαντιών εξορύσσεται σε πρωτογενή κοιτάσματα, που αποτελούνται από σωλήνες κιμπερλίτη και λαμπροΐτη.

Οι ακτίνες Χ βοηθούν στην εύρεση διαμαντιών στον εξορυσσόμενο βράχο. Οι περισσότερες από τις πέτρες που βρέθηκαν χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, καθώς δεν έχουν επαρκή χαρακτηριστικά για τον τομέα του κοσμήματος. Οι βιομηχανικές πέτρες χωρίζονται σε 3 τύπους:

σανίδα - μικρές πέτρες με κοκκώδη δομή.
μπάλες - στρογγυλές ή αχλαδιές πέτρες.
Το carbonado είναι μια μαύρη πέτρα που πήρε το όνομά της λόγω της ομοιότητάς της με τον άνθρακα.

Είναι περίεργο ότι τα μεγαλύτερα και πιο σημαντικά διαμάντια λαμβάνουν το μοναδικό τους όνομα. Οι πιο διάσημοι από αυτούς είναι οι Shah, Star of Minas, Kohinoor, Star of the South, President Vargas, Minas Gerais, English Diamond of Dresden κ.λπ.

Ο γραφίτης σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της τροποποίησης των ιζηματογενών πετρωμάτων. Τα κοιτάσματα γραφίτη του Μεξικού, του Noginsk και της Μαδαγασκάρης είναι πλούσια σε μετάλλευμα με γραφίτη χαμηλής ποιότητας. Λιγότερο συνηθισμένο - ο τύπος Bogol και Ceylon, διακρίνονται από μετάλλευμα πλούσιο σε υψηλή περιεκτικότητα σε γραφίτη. Τα μεγαλύτερα γνωστά κοιτάσματα βρίσκονται στην Ουκρανία και στην Επικράτεια του Κρασνοντάρ.

Πεδίο εφαρμογής

Το διαμάντι και ο γραφίτης χρησιμοποιούνται πολύ ευρύτερα από ό,τι φαίνεται με την πρώτη ματιά. Τα διαμάντια έχουν βρει την εφαρμογή τους στους ακόλουθους τομείς:

Ως ποσοστό της χρήσης διαμαντιών, μοιάζει με αυτό:

Εργαλεία, εξαρτήματα μηχανών - 60%.
Πλαισιοποίηση τροχών λείανσης -10%.
Ανακύκλωση σύρματος-10%.
Διάνοιξη φρεατίων - 10%.
Κοσμήματα, μικροαντικείμενα - 10%.

Όσον αφορά τον γραφίτη, πρακτικά δεν χρησιμοποιείται στην καθαρή του μορφή, αλλά υποβάλλεται σε προεπεξεργασία, αν και γραφίτης διαφορετικής ποιότητας χρησιμοποιείται σε διαφορετικές περιοχές. Ο γραφίτης υψηλότερης ποιότητας χρησιμοποιείται για χαρτικά μολύβια. Έχει βρει την ευρύτερη εφαρμογή του στη βιομηχανία χυτηρίου, παρέχοντας λεία επιφάνεια σε διάφορες μορφές χάλυβα. Εδώ χρησιμοποιείται σχεδόν ακατέργαστος γραφίτης.

Η βιομηχανία ηλεκτρικού άνθρακα, μαζί με τον φυσικό γραφίτη, χρησιμοποιεί τεχνητά δημιουργημένο γραφίτη, ο οποίος χρησιμοποιείται επίσης ευρέως λόγω της ιδιαίτερης καθαρότητας και της συνοχής της σύνθεσής του. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα έκανε τον γραφίτη υλικό για τα ηλεκτρόδια των ηλεκτρικών συσκευών. Στη μεταλλουργία, χρησιμοποιείται ως λιπαντικό.

Το διαμάντι και ο γραφίτης είναι πανομοιότυπα στη σύνθεση, αλλά μοναδικά με τον δικό τους τρόπο. Τα οφέλη του γραφίτη για διάφορες βιομηχανίες είναι πολύ μεγαλύτερα από το διαμάντι.

Το διαμάντι, σχεδιασμένο για να απολαμβάνει την ομορφιά του, είναι ανεκτίμητο για την οικονομία, αποφέροντας τεράστια κέρδη από τη χρήση του στη βιομηχανία κοσμημάτων.

Εισαγωγή

1.1 Γενικά χαρακτηριστικά ενός διαμαντιού

1.2. Γενικά χαρακτηριστικά του γραφίτη

2. Βιομηχανικοί τύποι κοιτασμάτων γρανίτη και διαμαντιών

3. Φυσικοί και τεχνολογικοί τύποι μεταλλευμάτων διαμαντιών και γραφίτη

4. Ανάπτυξη κοιτασμάτων γρανίτη και διαμαντιών

5. Περιοχές εφαρμογής γρανίτη και διαμαντιού

συμπέρασμα

Βιβλιογραφία.

Εισαγωγή

Η βιομηχανία διαμαντιών της χώρας μας βρίσκεται σε στάδιο ανάπτυξης, εισαγωγής νέων τεχνολογιών επεξεργασίας ορυκτών.

Τα ευρεθέντα κοιτάσματα διαμαντιών ανοίγονται μόνο με διαδικασίες διάβρωσης. Για τον πρόσκοπο αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν πολλές «τυφλές» αποθέσεις που δεν βγαίνουν στην επιφάνεια. Μπορείτε να μάθετε για την παρουσία τους από τις ανιχνευθείσες τοπικές μαγνητικές ανωμαλίες, το άνω άκρο των οποίων βρίσκεται σε βάθος εκατοντάδων, και αν είστε τυχεροί, τότε δεκάδες μέτρα. (A. Portnov).

Με βάση τα παραπάνω, μπορώ να κρίνω τις προοπτικές για την ανάπτυξη της βιομηχανίας διαμαντιών. Γι' αυτό επέλεξα το θέμα - «Διαμάντι και Γραφίτης: Ιδιότητες, Προέλευση και Σημασία».

Στη δουλειά μου, προσπάθησα να αναλύσω τη σχέση μεταξύ γραφίτη και διαμαντιού. Για να γίνει αυτό, συνέκρινα αυτές τις ουσίες από πολλές απόψεις. θεώρησα γενικά χαρακτηριστικάτων ορυκτών αυτών, βιομηχανικοί τύποι κοιτασμάτων τους, φυσικοί και τεχνικοί τύποι, ανάπτυξη κοιτασμάτων, τομείς εφαρμογής, σημασία αυτών των ορυκτών.

Παρά το γεγονός ότι ο γραφίτης και το διαμάντι είναι πολικά στις ιδιότητές τους, είναι πολυμορφικές τροποποιήσεις του ίδιου χημικού στοιχείου - του άνθρακα. Τα πολύμορφα ή πολύμορφα είναι ουσίες που έχουν την ίδια χημική σύσταση αλλά διαφορετική κρυσταλλική δομή. Με την έναρξη της σύνθεσης των τεχνητών διαμαντιών, το ενδιαφέρον για τη μελέτη και την αναζήτηση πολυμορφικών τροποποιήσεων του άνθρακα έχει αυξηθεί απότομα. Επί του παρόντος, εκτός από το διαμάντι και τον γραφίτη, ο λονσδαλεΐτης και ο χαοτίτης μπορούν να θεωρηθούν αξιόπιστα καθιερωμένοι. Το πρώτο βρέθηκε σε όλες τις περιπτώσεις μόνο σε στενή αλληλοανάπτυξη με το διαμάντι και επομένως ονομάζεται επίσης εξαγωνικό διαμάντι, και το δεύτερο εμφανίζεται με τη μορφή πλακών που εναλλάσσονται με γραφίτη, αλλά βρίσκονται κάθετα στο επίπεδό του.

1. Πολυμορφικές τροποποιήσεις άνθρακα: διαμάντι και γραφίτης

Το μόνο στοιχείο που σχηματίζει ορυκτά διαμαντιού και γραφίτη είναι ο άνθρακας. Ο άνθρακας (C) είναι ένα χημικό στοιχείο της ομάδας IV του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του D.I. Mendeleev, ατομικός αριθμός - 6, σχετική ατομική μάζα - 12.011 (1). Ο άνθρακας είναι σταθερός σε οξέα και αλκάλια, οξειδώνεται μόνο με διχρωμικό κάλιο ή νάτριο, χλωριούχο σίδηρο ή αλουμίνιο. Ο άνθρακας έχει δύο σταθερά ισότοπα, το C(99,89%) και το C(0,11%). Τα δεδομένα ισοτόπων άνθρακα δείχνουν ότι εμφανίζεται διαφορετική προέλευση: βιογενές, μη βιογενές και μετεωρικό. Η ποικιλία των ενώσεων άνθρακα, λόγω της ικανότητας των ατόμων του να συνδυάζονται μεταξύ τους και των ατόμων άλλων στοιχείων διαφορετικοί τρόποι, καθορίζει την ειδική θέση του άνθρακα μεταξύ άλλων στοιχείων.

1.1 Γενικά χαρακτηριστικά ενός διαμαντιού

Η λέξη «διαμάντι» φέρνει αμέσως στο μυαλό μυστικές ιστορίες που λένε για την αναζήτηση θησαυρών. Κάποτε, οι άνθρωποι που κυνηγούσαν διαμάντια δεν υποψιάζονταν καν ότι το αντικείμενο του πάθους τους ήταν ο κρυσταλλικός άνθρακας, ο οποίος σχηματίζει αιθάλη, αιθάλη και κάρβουνο. Αυτό απέδειξε πρώτος ο Λαβουαζιέ. Οργάνωσε ένα πείραμα για την καύση ενός διαμαντιού, χρησιμοποιώντας μια εμπρηστική μηχανή που συναρμολογήθηκε ειδικά για αυτό το σκοπό. Αποδείχθηκε ότι το διαμάντι καίγεται στον αέρα σε θερμοκρασία περίπου 850-1000 * C, χωρίς να αφήνει στερεά υπολείμματα, όπως ο συνηθισμένος άνθρακας, και καίγεται σε ένα ρεύμα καθαρού οξυγόνου σε θερμοκρασία 720-800 * C. Όταν θερμαίνεται στους 2000-3000 * C χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο, μετατρέπεται σε γραφίτη (αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων άνθρακα στο διαμάντι είναι πολύ ισχυροί, γεγονός που οδηγεί σε πολύ υψηλό σημείο τήξης.

Το διαμάντι είναι μια άχρωμη, διαφανής κρυσταλλική ουσία που διαθλά τις ακτίνες του φωτός εξαιρετικά έντονα.

Τα άτομα άνθρακα στο διαμάντι βρίσκονται σε κατάσταση υβριδισμού sp3. Στη διεγερμένη κατάσταση, τα ηλεκτρόνια σθένους στα άτομα άνθρακα αποσυντονίζονται και σχηματίζονται τέσσερα ασύζευκτα ηλεκτρόνια.

Κάθε άτομο άνθρακα στο διαμάντι περιβάλλεται από άλλα τέσσερα που βρίσκονται από αυτό προς την κατεύθυνση από το κέντρο στις κορυφές του τετραέδρου.

Η απόσταση μεταξύ των ατόμων στα τετράεδρα είναι 0,154 nm.

Η δύναμη όλων των δεσμών είναι η ίδια.

Ολόκληρος ο κρύσταλλος είναι ένα ενιαίο τρισδιάστατο πλαίσιο.

Στους 20*C, η πυκνότητα του διαμαντιού είναι 3,1515 g/cm. Αυτό εξηγεί την εξαιρετική σκληρότητά του, η οποία είναι διαφορετική κατά μήκος των όψεων και μειώνεται στην ακολουθία: οκτάεδρο - ρομβικό δωδεκάεδρο - κύβος. Ταυτόχρονα, το διαμάντι έχει τέλεια διάσπαση (σύμφωνα με το οκτάεδρο) και η αντοχή του σε κάμψη και θλίψη είναι χαμηλότερη από αυτή άλλων υλικών, επομένως το διαμάντι είναι εύθραυστο, διασπάται σε απότομη κρούση και μετατρέπεται σε σκόνη σχετικά εύκολα όταν συνθλίβεται. Το διαμάντι έχει την υψηλότερη σκληρότητα. Ο συνδυασμός αυτών των δύο ιδιοτήτων του επιτρέπει να χρησιμοποιείται για λειαντικά και άλλα εργαλεία που λειτουργούν σε σημαντική ειδική πίεση.

Ο δείκτης διάθλασης (2,42) και η διασπορά (0,063) του διαμαντιού υπερβαίνουν κατά πολύ εκείνους άλλων διαφανών ορυκτών, γεγονός που, σε συνδυασμό με τη μέγιστη σκληρότητα, καθορίζει την ποιότητά του ως πολύτιμου λίθου.

Ακαθαρσίες αζώτου, οξυγόνου, νατρίου, μαγνησίου, αλουμινίου, πυριτίου, σιδήρου, χαλκού και άλλων βρέθηκαν στα διαμάντια, συνήθως σε χιλιοστά του τοις εκατό.

Το διαμάντι είναι εξαιρετικά ανθεκτικό σε οξέα και αλκάλια, δεν βρέχεται από το νερό, αλλά έχει την ικανότητα να προσκολλάται σε ορισμένα λιπαρά μείγματα.

Τα διαμάντια εμφανίζονται στη φύση τόσο με τη μορφή σαφώς καθορισμένων μεμονωμένων κρυστάλλων όσο και με πολυκρυσταλλικά αδρανή. Οι σωστά σχηματισμένοι κρύσταλλοι μοιάζουν με πολύεδρα με επίπεδες όψεις: ένα οκτάεδρο, ένα ρομβικό δωδεκάεδρο, έναν κύβο και συνδυασμούς αυτών των σχημάτων. Πολύ συχνά, υπάρχουν πολλά στάδια ανάπτυξης και διάλυσης στις όψεις των διαμαντιών. αν δεν διακρίνονται από το μάτι, τα πρόσωπα φαίνονται καμπύλα, σφαιρικά, οκταεδρικά, εξάεδρα, κυβοειδή και συνδυασμοί τους. διαφορετικό σχήμαΟι κρύσταλλοι οφείλονται στην εσωτερική τους δομή, στην παρουσία και τη φύση της κατανομής των ελαττωμάτων, καθώς και στη φυσικοχημική αλληλεπίδραση με το περιβάλλον που περιβάλλει τον κρύσταλλο.

Μεταξύ των πολυκρυσταλλικών σχηματισμών ξεχωρίζουν - ballas, carbonado και σανίδα.

Οι μπάλες είναι σχηματισμοί σφαιρουλίτη με ακτινωτά ακτινοβολούμενη δομή. Carbonado - κρυπτοκρυσταλλικά αδρανή με μέγεθος μεμονωμένων κρυστάλλων 0,5-50 microns. Σανίδα - αδρανή με διαυγή κόκκους. Τα Ballas και ειδικά το carbonado έχουν την υψηλότερη σκληρότητα από όλα τα είδη διαμαντιών.

Εικ.1 Η δομή του κρυσταλλικού πλέγματος του διαμαντιού.

Εικ.2 Η δομή του κρυσταλλικού πλέγματος του διαμαντιού.

1.2 Γενικά χαρακτηριστικά του γραφίτη

Ο γραφίτης είναι μια γκρι-μαύρη κρυσταλλική ουσία με μεταλλική γυαλάδα, λιπαρή στην αφή, κατώτερη σε σκληρότητα ακόμη και από το χαρτί.

Η δομή του γραφίτη είναι στρωμένη, μέσα στο στρώμα τα άτομα συνδέονται με μεικτούς ιοντικούς-ομοιοπολικούς δεσμούς και μεταξύ των στρωμάτων - με ουσιαστικά μεταλλικούς δεσμούς.

Τα άτομα άνθρακα στους κρυστάλλους γραφίτη βρίσκονται σε υβριδισμό sp2. Οι γωνίες μεταξύ των κατευθύνσεων του δεσμού είναι 120*. Το αποτέλεσμα είναι ένα πλέγμα που αποτελείται από κανονικά εξάγωνα.

Όταν θερμαίνεται χωρίς πρόσβαση στον αέρα, ο γραφίτης δεν υφίσταται καμία αλλαγή μέχρι τους 3700 * C. Στην καθορισμένη θερμοκρασία, αποβάλλεται χωρίς να λιώσει.

Οι κρύσταλλοι γραφίτη είναι συνήθως λεπτές πλάκες.

Λόγω της χαμηλής σκληρότητας και της πολύ τέλειας διάσπασης, ο γραφίτης αφήνει εύκολα ένα σημάδι στο χαρτί, λιπαρό στην αφή. Αυτές οι ιδιότητες του γραφίτη οφείλονται σε ασθενείς δεσμούς μεταξύ των ατομικών στρωμάτων. Τα χαρακτηριστικά αντοχής αυτών των δεσμών χαρακτηρίζουν τη χαμηλή ειδική θερμοχωρητικότητα του γραφίτη και το υψηλό σημείο τήξης του. Ως αποτέλεσμα, ο γραφίτης έχει εξαιρετικά υψηλή ανθεκτικότητα. Επιπλέον, μεταφέρει καλά τον ηλεκτρισμό και τη θερμότητα, είναι ανθεκτικό σε πολλά οξέα και άλλες χημικές ουσίες, αναμιγνύεται εύκολα με άλλες ουσίες, έχει χαμηλό συντελεστή τριβής και υψηλή λιπαντικότητα και ισχύ απόκρυψης. Όλα αυτά οδήγησαν σε έναν μοναδικό συνδυασμό σημαντικών ιδιοτήτων σε ένα ορυκτό. Ως εκ τούτου, ο γραφίτης χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία.

Η περιεκτικότητα σε άνθρακα στα ορυκτά αδρανή και η δομή του γραφίτη είναι τα κύρια χαρακτηριστικά που καθορίζουν την ποιότητα. Ο γραφίτης αναφέρεται συχνά ως ένα υλικό που, κατά κανόνα, δεν είναι μόνο μονοκρυσταλλικό, αλλά και μονοοργανικό. Βασικά, σημαίνουν συσσωματωμένες μορφές ουσίας γραφίτη, γραφίτη και πετρώματα που περιέχουν γραφίτη και προϊόντα εμπλουτισμού. Εκτός από γραφίτη περιέχουν πάντα ακαθαρσίες (πυριτικά, χαλαζία, πυρίτη κ.λπ.). Οι ιδιότητες τέτοιων υλικών γραφίτη εξαρτώνται όχι μόνο από την περιεκτικότητα σε άνθρακα γραφίτη, αλλά και από το μέγεθος, το σχήμα και τις αμοιβαίες σχέσεις των κρυστάλλων γραφίτη, δηλ. από τα χαρακτηριστικά υφής και δομής του χρησιμοποιούμενου υλικού. Επομένως, για να αξιολογηθούν οι ιδιότητες των υλικών γραφίτη, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τόσο τα χαρακτηριστικά της κρυσταλλικής δομής του γραφίτη όσο και τα χαρακτηριστικά υφής και δομής των άλλων συστατικών τους.

Εικ.3. Η δομή του κρυσταλλικού πλέγματος του γραφίτη.

Εικ.4. Φαινοκρύστες γραφίτη σε ασβεστίτη.

2. Βιομηχανικοί τύποι κοιτασμάτων διαμαντιών και γραφίτη

Τα κοιτάσματα διαμαντιών χωρίζονται σε προσχωσιγενή και πρωτογενή, μεταξύ των οποίων διακρίνονται τύποι και υποτύποι, που διαφέρουν ως προς τις συνθήκες εμφάνισης, τις μορφές σωμάτων μεταλλεύματος, τις συγκεντρώσεις, την ποιότητα και τα αποθέματα διαμαντιών, τις συνθήκες εξόρυξης και εμπλουτισμού.

Τα πρωτογενή κοιτάσματα διαμαντιών τύπου κιμπερλίτη σε όλο τον κόσμο είναι τα κύρια αντικείμενα εκμετάλλευσης. Περίπου το 80% των φυσικών διαμαντιών εξορύσσεται από αυτά. Σύμφωνα με τα αποθέματα διαμαντιών και τα μεγέθη, χωρίζονται σε μοναδικά, μεγάλα, μεσαία και μικρά. Με τη μεγαλύτερη κερδοφορία εξορύσσονται οι ανώτεροι ορίζοντες μοναδικών και μεγάλων κοιτασμάτων που βγαίνουν στην επιφάνεια. Περιέχουν τα κύρια αποθέματα και τους πιθανούς πόρους διαμαντιών μεμονωμένων πεδίων διαμαντιοφόρου κιμπερλίτη. Οι κιμπερλίτες είναι «ηφαιστειογενείς οπές» γεμάτες με μπρέτσια. Η Breccia αποτελείται από θραύσματα και ξενόλιθους που περιβάλλουν και εναποτίθενται από πάνω από βράχους, από θραύσματα πετρωμάτων που προέρχονται από βάθη 45-90 km ή περισσότερο. Το τσιμέντο είναι ηφαιστειακό υλικό, τούφες αλκαλικής υπερβασικής σύστασης, οι λεγόμενοι κιμπερλίτες και λαμπροΐτες. Οι σωλήνες Kimberlite βρίσκονται σε πλατφόρμες, οι σωλήνες lamproite βρίσκονται στο διπλωμένο πλαίσιο τους. Ο χρόνος σχηματισμού των σωλήνων είναι διαφορετικός - από τον Αρχαίο έως τον Καινοζωικό, και η ηλικία των διαμαντιών, ακόμη και του νεότερου από αυτά, είναι περίπου 2-3 δισεκατομμύρια χρόνια. Ο σχηματισμός σωλήνων συνδέεται με μια ανακάλυψη μέσω στενών καναλιών υπό υψηλή πίεση, σε βάθος μεγαλύτερο από 80 km, σε θερμοκρασία περίπου 1000*αλκαλικών υπερβασικών τήξεων. Τα περισσότερα από τα καλά μελετημένα σώματα κιμπερλίτη έχουν πολύπλοκη δομή. Στην πιο απλουστευμένη περίπτωση, η δομή του σωλήνα περιλαμβάνει δύο κύριους τύπους πετρωμάτων που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια δύο διαδοχικών φάσεων διείσδυσης: βρέξια (στάδιο 1) και ογκώδης «μεγάλος-πορφυριτικός» κιμπερλίτης (στάδιο 2). Ορισμένοι σωλήνες κιμπερλίτη περιέχουν επίσης αναχώματα κιμπερλίτη και φλέβες που σχετίζονται με τους σωλήνες. Βρέθηκαν τυφλά σώματα, σχηματισμένα από τμήματα μάγματος κιμπερλίτη που δεν έφτασαν στην επιφάνεια της ημέρας. Οι αποθέσεις που σχετίζονται με αναχώματα και φλέβες κιμπερλίτη, κατά κανόνα, ανήκουν στην κατηγορία των μικρών, λιγότερο συχνά μεσαίων σε αποθέματα διαμαντιών. ξαπλώστε κάπου βαθιά. Αλλά ακόμα και στην επιφάνεια της Γης υπάρχουν σημεία όπου υπάρχουν πιέσεις που είναι αρκετά επαρκείς για το σχηματισμό ενός διαμαντιού. Πρόκειται για θέσεις πρόσκρουσης μετεωριτών, όπου το διαμάντι βρίσκεται όχι μόνο στη Γη, αλλά και σε αρκετούς ίδιους τους μετεωρίτες.

Η ταχύτητα του μάγματος που εκρήγνυται θα μπορούσε πιθανώς να είναι πολύ υψηλή, περίπου 800 km / h, το μάγμα έσκισε και μετέφερε θραύσματα διαφορετικής σύνθεσης. Αν περιείχαν διαμάντια, ο σωλήνας γινόταν διαμαντιοφόρος. Τα ίδια τα διαμάντια είναι η πιο σταθερή πολυμορφική τροποποίηση του άνθρακα στις βαθιές ζώνες της Γης. (A.V. Ukhanov.)

Ρύζι. 5. Δομή σωλήνα κιμπερλίτη.

Τα κοιτάσματα διαμαντιού τύπου λαμπροΐτη ανακαλύφθηκαν σχετικά πρόσφατα (1976) στη Δυτική Αυστραλία, όπου γίνεται εκμετάλλευση του μεγάλου κοιτάσματος Argyle. Στη δομή τους, τα κοιτάσματα λαμπροΐτη είναι γενικά παρόμοια με τα κοιτάσματα κιμπερλίτη. Κρίνοντας από τα δεδομένα εξερεύνησης Argyle, οι σωλήνες λαμπροΐτη σφηνώνονται κάπως πιο γρήγορα σε ένα βάθος όπου περνούν σε αναχώματα. Το σύστημα ανάπτυξης αυτών των κοιτασμάτων και η τεχνολογία εμπλουτισμού είναι τα ίδια με τα αντικείμενα κιμπερλίτη.

Ο τύπος κιμπερλίτη-λαμπροΐτη αντιπροσωπεύεται από ένα κοίτασμα διαμαντιών στην περιοχή του Αρχάγγελσκ, όπου η περιεκτικότητα σε ορυκτά δεικτών είναι σημαντικά χαμηλότερη από ό,τι στους "κλασικούς" κιμπερλίτες, η συντριπτική πλειοψηφία των διαμαντιών αντιπροσωπεύεται από καμπύλα σχήματα.

Οι δομές κρούσης δακτυλίου που κυμαίνονται σε μέγεθος από μερικά έως εκατοντάδες χιλιόμετρα συνδέονται με υπερισχυρές εκρηκτικές διεργασίες, η πηγή των οποίων, σύμφωνα με διάφορους ερευνητές, ήταν είτε εξωγήινη (η πτώση μεγάλων ουράνια σώματα), ή ενδογενή. Στη Ρωσία, ένα κοίτασμα αυτού του τύπου έχει διερευνηθεί - το Popigayskoye στην ανατολική πλαγιά του κρυσταλλικού ορεινού όγκου Anabar. Όσον αφορά τα αποθέματα μεταλλεύματος και την περιεκτικότητα σε διαμάντια, το κοίτασμα υπερβαίνει εκατοντάδες φορές το μεγαλύτερο σε κιμπερλίτες. Ωστόσο, τα διαμάντια σε κοιτάσματα κρούσης περικλείονται σε ισχυρά, πυκνά, διαχυτικά πετρώματα και αντιπροσωπεύονται αποκλειστικά από βιομηχανικές ποιότητες με ανάμειξη λονσδαλεΐτη (πολυμορφική τροποποίηση άνθρακα, που βρίσκεται με τη μορφή πλακών που εναλλάσσονται με γραφίτη, αλλά βρίσκονται κάθετα στο επίπεδό του ).

Ο μεταμορφογενής τύπος αντιπροσωπεύεται επίσης μέχρι στιγμής από ένα κοίτασμα στην επικράτεια του Καζακστάν, όπου τα διαμάντια βρίσκονται σε πετρώματα βιοτίτη γνεύσης, βιοτίτης-χαλαζίας, γρανάτης-πυροξένιο και πυροξένιο-ανθρακικά πετρώματα. Όσον αφορά τα αποθέματα και την περιεκτικότητα σε διαμάντια, είναι δεκάδες φορές υψηλότερο από τους μεγαλύτερους σωλήνες κιμπερλίτη με υψηλή περιεκτικότητα σε διαμάντια. Τα διαμάντια έχουν εξαιρετικά μικρό μέγεθος κρυστάλλου και δεν έχουν βρεθεί ακόμη πολύτιμοι λίθοι και τεχνικοί βαθμοί υψηλής ποιότητας.

Τα αλλουβιακά κοιτάσματα διαμαντιών αντιπροσωπεύονται από πέντε κύριους τύπους.

Οι προσχώσεις (κοιλάδες ποταμών) πρωτοστατούν ως προς την κλίμακα της εξόρυξης διαμαντιών από τα αδαμαντοφόρα. Μεγάλες καταθέσειςείναι σπάνιες και σχηματίζονται συνήθως λόγω της διάβρωσης πολλών πρωτογενών πηγών ή ενδιάμεσων ταμιευτήρων του τοπικού τύπου. Οι προσχώσεις έχουν μια διμελή δομή: οι προσχώσεις της ανώτερης πλημμυρικής πεδιάδας αντιπροσωπεύονται από πολύ ασθενώς διαμαντοφόρες αποθέσεις χαλίκι-αμμώδες-αργιλλώδεις και ιλυώδεις («τύρφη»), οι κάτω όψεις καναλιών αποτελούνται από παραγωγικά χονδρόκλαστικά βότσαλα («άμμοι ").

Τοποθέτες του τύπου deluvial-proluvial σχηματίζονται σε πλαγιές και σε κορμούς κοντά σε πρωτογενείς πηγές και είναι μικρής και μεσαίας κλίμακας.

Οι παράκτιες-θαλάσσιες θέσεις υποδιαιρούνται σε υποβρύχιες, παραθαλάσσιες και παράκτιες βεράντες. Η ζώνη τέτοιων πλαισίων στη νοτιοδυτική Αφρική εκτείνεται για πολλές εκατοντάδες χιλιόμετρα και έχει πλάτος 5 έως 20 χιλιόμετρα.

Οι τοποθετητές άλλων βιομηχανικών τύπων δεν παίζουν σημαντικό ρόλο στην εξόρυξη διαμαντιών.

Προσχωσιγενή κοιτάσματα διάφοροι τύποιΑνάλογα με το βάθος εμφάνισης, χωρίζονται σε ρηχά και βαθιά. Ανάλογα με τον βαθμό απομάκρυνσης από την πρωτογενή πηγή, διακρίνονται οι τοποθετητές κοντινής και μακρινής κατεδάφισης. τα πρώτα σχηματίζονται κοντά στην πρωτογενή πηγή, το δεύτερο - σε απόσταση δεκάδων χιλιομέτρων σε ευνοϊκές γεωλογικές και δομικές συνθήκες.

Βιομηχανικοί τύποι κοιτασμάτων γραφίτη.

Ο γραφίτης σχηματίστηκε από οργανικές ενώσεις ως αποτέλεσμα της μεταμόρφωσης των ιζηματογενών πετρωμάτων.

Μεταξύ των κοιτασμάτων γραφίτη, τέσσερις ομάδες βιομηχανικών τύπων κοιτασμάτων διακρίνονται από το γεωλογικό πλαίσιο της θέσης τους.

Σύμφωνα με το μέγεθος των αποθεμάτων, τα κοιτάσματα γραφίτη χωρίζονται (εκατομμύρια τόνοι) σε: μεγάλα - περισσότερα από 1, μεσαία - 0,5-1, μικρά - έως 0,5.

Τα πιο διαδεδομένα και μεγαλύτερα ως προς τα αποθέματά τους είναι τα κοιτάσματα των τύπων Taiginsky, Μαδαγασκάρης, Noginsk και του Μεξικού.

Τα κοιτάσματα γραφίτη της Κεϋλάνης, οι τύποι Bogol είναι λιγότερο κοινά, σπάνια έχουν μεγάλα αποθέματα, αλλά διακρίνονται από υψηλή περιεκτικότητα σε γραφίτη στο μετάλλευμα και πιο πολύτιμες ιδιότητες.

3. Φυσικοί και τεχνολογικοί τύποι αδαμαντοφόρων μεταλλευμάτων

Οι φυσικοί τύποι μεταλλευμάτων είναι οι αδαμαντοφόροι κιμπερλίτες και οι διαμαντοφόροι λαμπροΐτες, οι οποίοι υποδιαιρούνται με βάση την αναλογία του ίδιου του κιμπερλίτη και του ξενογονικού υλικού και των δομικών και υλικών χαρακτηριστικών σε αδαμαντοφόρους ογκώδεις κιμπερλίτες, κιμπερλίτες breccias, tuff breccias, xeno, tuff breccias, τούφες και ταφ-ιζηματογενή πετρώματα.

Δεν υπάρχει ενοποιημένη τεχνολογική ταξινόμηση των διαμαντοφόρων μεταλλευμάτων. Στην τεχνική και οικονομική τυποποίηση των μεταλλευμάτων, διακρίνονται δύο κύριοι τεχνολογικοί τύποι: οι μπρέτσιες με περιεκτικότητα σε άργιλο μικρότερη από 20% και οι μπρέτσιες με περιεκτικότητα σε άργιλο μεγαλύτερη από 20%. Κατά την επεξεργασία αυτών των μεταλλευμάτων, τόσο τα τεχνολογικά σχήματα όσο και το κόστος εξόρυξης διαφέρουν.

Γενικά, όπως δείχνει η πρακτική, η τεχνολογική ταξινόμηση των μεταλλευμάτων αναπτύσσεται σε κάθε περίπτωση ανεξάρτητα κατά την εξερεύνηση και τη μετέπειτα εκμετάλλευση του κοιτάσματος. Συχνά, όταν ένα σώμα κιμπερλίτη αποτελείται από πετρώματα διαφορετικών φάσεων διείσδυσης, που διαφέρουν σαφώς στα δομικά και υφικά χαρακτηριστικά και στο επίπεδο περιεκτικότητας σε διαμάντια, οι φυσικοί τύποι μεταλλευμάτων πρακτικά συμπίπτουν με τους τεχνολογικούς. Ο κύριος παράγοντας είναι η περιεκτικότητα σε διαμάντια. Έτσι, στον σωλήνα Dalnyaya (Sakha-Yakutia), δύο φυσικοί τύποι που προσδιορίζονται εδώ - οι βρέκτες κιμπερλίτης και οι τεράστιοι κιμπερλίτες - διαφέρουν ως προς την περιεκτικότητα σε διαμάντια κατά μια τάξη μεγέθους και είναι ταυτόχρονα τεχνολογικοί τύποι. Ωστόσο, για παράδειγμα, κατά τη λειτουργία του σωλήνα Mir, διακρίθηκαν έξι τεχνολογικοί τύποι μεταλλευμάτων, που διαφέρουν σε αποχρώσεις δομής και περιεκτικότητας σε διαμάντια, ενώ υπήρχαν μόνο δύο φάσεις υλοποίησης.

Οι τεχνολογικοί τύποι διαμαντιοφόρου άμμου διακρίνονται με βάση την περιεκτικότητά τους σε ογκόλιθους, την περιεκτικότητα σε άργιλο, την ικανότητα πλύσης κ.λπ.

Φυσικοί και τεχνολογικοί τύποι μεταλλευμάτων γραφίτη.

Η τυποποίηση των μεταλλευμάτων γραφίτη πραγματοποιείται σύμφωνα με χαρακτηριστικά υφής και δομής. Οι γραφίτες χωρίζονται σε ρητά - και κρυπτοκρυσταλλικούς. Μεταξύ των ξεκάθαρα κρυσταλλικών, διακρίνονται πυκνά κρυσταλλικές και φολιδωτές ποικιλίες. Οι πυκνοκρυσταλλικοί γραφίτες χωρίζονται σε χονδρόκοκκους με μέσο μέγεθος κρυστάλλου άνω των 50 microns και λεπτόκοκκους.

Ανάλογα με το μέγεθος των νιφάδων, τη διάμετρό τους, οι νιφάδες γραφίτες χωρίζονται σε χονδροειδείς νιφάδες (100-500 microns) και λεπτές νιφάδες (1-100 microns).

Οι κρυπτοκρυσταλλικοί γραφίτες αποτελούνται από κρυστάλλους με μέγεθος μικρότερο από 1 micron. Κατανείμετε πυκνές και λεπτά διασκορπισμένες ή ψεκασμένες διαφορές. Στο τελευταίο, κρύσταλλοι γραφίτη είναι διάσπαρτοι στο βράχο υποδοχής. Σε πυκνές ποικιλίες, οι κρύσταλλοι γραφίτη αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του πετρώματος γραφίτη. Μόνο οι πυκνές ποικιλίες κρυπτοκρυσταλλικού γραφίτη είναι βιομηχανικής σημασίας.

Κρυσταλλικό κομμάτι - 92-95;

Κρυσταλλική μεγάλης κλίμακας - 85-90;

Κρυσταλλικό μεσαίο φολιδωτό - 85-90;

Κρυσταλλικό λεπτό-φολιδωτό - 80-90;

Κρυσταλλικές σκόνες με μέγεθος έως 0,074 mm και περιεκτικότητα σε γραφιτικό άνθρακα 80-99.

Η εξερεύνηση κοιτασμάτων γραφίτη άλλων βιομηχανικών τύπων, με κοιτάσματα ακανόνιστου σχήματος ή φακοειδούς και σε σχήμα στοκ, πραγματοποιείται επίσης με γεωτρήσεις πυρήνα σε συνδυασμό με εργασίες ορυχείων.

Κατά την αξιολόγηση και την εξερεύνηση των κοιτασμάτων γραφίτη με διάτρηση, διαπιστώνεται ότι δεν υπάρχει επιλεκτική τριβή του πυρήνα, η οποία είναι δυνατή με ανομοιόμορφη κατανομή των συγκεντρώσεων γραφίτη, με τη μορφή εμπλουτισμένων περιοχών που αντιπροσωπεύονται από ένα δίκτυο φλεβών, φακών, φωλιών. και τα λοιπά. Για το σκοπό αυτό, θα πρέπει να ελέγχεται η περιεκτικότητα σε γραφίτη σε υγρά γεώτρησης και μοσχεύματα. Εάν είναι απαραίτητο, πραγματοποιούνται εργασίες ελέγχου με μαζική δοκιμή.

4. Ανάπτυξη κοιτασμάτων διαμαντιών

Πρωτογενή κοιτάσματα διαμαντιών που αναπτύχθηκαν με ανοιχτή ή συνδυασμένη μέθοδο:

Οι ανώτεροι ορίζοντες είναι ανοιχτοί και οι βαθύτεροι είναι υπόγειοι. Στη Ρωσία, τα διαμάντια εξορύσσονται μόνο με εξόρυξη ανοιχτού λάκκου.

Η μέθοδος εξόρυξης ανοιχτού λάκκου είναι περίπου η ίδια σε όλους τους τομείς. Σκεφτείτε το στο παράδειγμα του Fishy pipe (Νότια Αφρική).

Ο σωλήνας έχει ωοειδές οριζόντιο τμήμα και σχεδόν κάθετες επαφές με τα πετρώματα υποδοχής. Η ζώνη των καιρικών συνθηκών των κιμπερλιτών εκτείνεται σε βάθος 60 μ. Στη σύνθεση των κιμπερλιτών σημαντικό όγκο καταλαμβάνει η δευτερογενής φάση - ο σαπωνίτης, ένα διογκούμενο ορυκτό που απορροφά ένας μεγάλος αριθμός απόνερό. Για το λόγο αυτό, το μετάλλευμα του σωλήνα είναι υγροσκοπικό και, όταν υγραίνεται, χάνει γρήγορα τις ιδιότητες αντοχής του, επομένως, χρησιμοποιούνται ειδικές μέθοδοι για την απομόνωση της επιφάνειας του κιμπερλίτη από το νερό και κατά τη διάνοιξη φρεατίων χρησιμοποιείται συλλογή ξηρής σκόνης.

Η εξόρυξη ανοιχτού λάκκου ξεκίνησε το 1966 και μέχρι το 1990 το ανοιχτό λάκκο είχε φτάσει σε βάθος 423 μ. με μέση ετήσια ανάληψη 18–20 εκ. τόνων άχρηστων πετρωμάτων. Το υπαίθριο εμβαδόν στην επιφάνεια είναι 550 χιλιάδες m2. Αυτή η μέθοδος εξόρυξης εξασφάλιζε τη σταθερή λειτουργία του ορυχείου και καλούς τεχνικούς και οικονομικούς δείκτες: χαμηλή αναλογία απογύμνωσης, συστηματική μετάβαση σε υπόγεια μέθοδο. Ένας κεκλιμένος άξονας μήκους 1.300 m τρυπήθηκε στα βράχια υποδοχής υπό γωνία 12° από την επιφάνεια έως την έξοδο προς το λατομείο σε βάθος 280 m. Στεγαζόταν ένας μεταφορέας για τη μεταφορά μεταλλεύματος στο εργοστάσιο επεξεργασίας και ένα υπόγειο συγκρότημα σύνθλιψης , γεγονός που κατέστησε δυνατή τη δραστική μείωση του αριθμού των ανατρεπόμενων φορτηγών που λειτουργούν.

Στην υπόγεια μέθοδο, χρησιμοποιούνται διάφορα συστήματα για υπόγεια εξόρυξη διαμαντιοφόρου σωλήνων.

Το σύστημα θαλάμου προβλέπει τη διάνοιξη θαλάμων 8 μέτρων ύψους 12 μέτρων, που χωρίζονται μεταξύ τους με προσωρινούς στύλους 8 μέτρων, σε κάθε ορίζοντα εργασίας κατά μήκος του μικρού άξονα του σωλήνα. Ο Κιμπερλίτης που αφαιρείται από τους θαλάμους και από τους πυλώνες του υπερκείμενου ορίζοντα, υπό την επίδραση του βάρους των καταρρεωμένων πετρωμάτων, πέφτει στον πυθμένα του ορυχείου μεταφοράς, όπου φορτώνεται σε τρόλεϊ και κυλίεται πίσω στο πέρασμα μεταλλεύματος που βρίσκεται στον ξενιστή. πετρώματα, μέσω των οποίων ο κιμπερλίτης τροφοδοτείται στον κύριο μεταφορικό ορίζοντα.

Η μέθοδος εξόρυξης αυλακώσεων χρησιμοποιήθηκε στον σωλήνα Premier (Νότια Αφρική). Καθώς ο σωλήνας αναπτύχθηκε, σε κάθε ορίζοντα εργασίας, οι κύριες παρασύρσεις έτρεχαν παράλληλα με τη σχισμή με ένα διάστημα ίσο με το μισό της απόστασης από τη σχισμή έως τα όρια του σώματος μεταλλεύματος. Σε βάθος 270 m, το μετάλλευμα απελευθερώθηκε από τις διόδους μεταλλεύματος σε καρότσια και μεταφέρθηκε κατά μήκος των μεταφορικών παρασυρμάτων και στη συνέχεια το μετάλλευμα τροφοδοτήθηκε στον θραυστήρα, θρυμματίστηκε και μεταφέρθηκε στην επιφάνεια. Η πιο προοδευτική μέθοδος ανάπτυξης είναι η αυτοκατάρρευση ορόφων. παρέχει υψηλή παραγωγικότητα (έως 5 εκατομμύρια τόνους κιμπερλίτη ετησίως) με χαμηλό κόστος και σχετικά μικρή εφαρμογή χειρωνακτική εργασία. Με αυτό το σύστημα, η καταστροφή του κιμπερλίτη συμβαίνει υπό τη δράση της βαρύτητας, ο αριθμός των οριζόντων εργασίας και των σημείων φόρτωσης μειώνεται απότομα. Η ουσία του συστήματος είναι ότι από μια μετατόπιση εμπορευμάτων προσανατολισμένη κατά μήκος του σωλήνα, οι αποξυστήρες περνούν σε απόσταση 14 m το ένα από το άλλο, στις οποίες τετράγωνες κόγχες μεγέθους 1-2 m βρίσκονται σε μοτίβο σκακιέρας σε διαστήματα 3- 5 μ. εκατέρωθεν, υψώνονται κόγχες σε μορφή χωνιού, που υψώνονται σε ύψος 7,6 μ. πάνω από το επίπεδο της σόλας. Τα μπλοκ κιμπερλίτη στη συνέχεια κόβονται τελείως και τα στρώματα πάχους 18 μέτρων επεξεργάζονται έτσι ώστε ο κιμπερλίτης να σπάσει και να καταρρεύσει σε κωνικούς ανυψωτήρες. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα κενό αντιστάθμισης ύψους 2,2 m σε ολόκληρη την περιοχή του σωλήνα. Μετά από αυτό, μια μη υποστηριζόμενη μάζα κιμπερλίτη παραμένει πάνω από τον χώρο αντιστάθμισης, η οποία, υπό την επίδραση του ίδιου του βάρους, καταρρέει σταδιακά στο χοάνες εξόδου. Καθώς ο κιμπερλίτης καταρρέει, απελευθερώνεται εν μέρει για να αποκατασταθεί ο χώρος αντιστάθμισης, έτσι το επίπεδο του καταρρεωμένου κιμπερλίτη ανεβαίνει συνεχώς μέχρι να φτάσει στα βράχια του υπερκείμενου ορίζοντα. Μετά από αυτό, η απελευθέρωση του μεταλλεύματος συνεχίζεται με ορισμένο ρυθμό μέχρι να εμφανιστεί το απόβλητο πέτρωμα στις ξύστρες. Η ανάπτυξη αυτού του ορίζοντα τελειώνει εδώ, μετά από την οποία αρχίζουν να αναπτύσσουν τον υποκείμενο.

Οι αλλουβιακές αποθέσεις με βάθος έως 40-45 m επεξεργάζονται με ανοιχτό τρόπο. Στη Δημοκρατία της Σάχα (Γιακουτία), η εξόρυξη πραγματοποιείται σε καλοκαιρινή περίοδομπουλντόζα-υδραυλική μέθοδος. Οι άμμοι που τροφοδοτούνται από μπουλντόζες πλένονται σε μια υδραυλική σχάρα βάσης με μέγεθος ματιών 30-50 mm. Το υπερμεγέθη υλικό αφαιρείται με πίδακα νερού και ο πολτός μικρού μεγέθους μεταφέρεται με βυθοκόρους μέσω σωλήνων σε απόσταση 20-2,5 km σε μια εποχιακή σταθερή μονάδα επεξεργασίας. Από την κοιλάδα των εκτεταμένων πλαστών, τα διαμάντια εξορύσσονται με βυθοκόρηση. Οι δράγες κινούνται από κάτω προς τα πάνω κατά μήκος της κοιλάδας του ποταμού σε εγκάρσια ή διαμήκη περάσματα. Αφού εξαντληθούν τα κύρια αποθέματα, η βυθοκόρηση προωθείται εκ νέου από πάνω προς τα κάτω με μια μετατόπιση των κινήσεων σε σχέση με τις κύριες. Μερικές φορές οι κινήσεις κατευθύνονται κατά μήκος των πρωταρχικών.

Εικ.6. Σωλήνας Kimberlite κατά την ανάπτυξη.

Ανάπτυξη κοιτασμάτων μεταλλευμάτων γραφίτη.

Η ανάπτυξη μεταλλευμάτων γραφίτη πραγματοποιείται με ανοιχτές και υπόγειες μεθόδους. Μεταξύ των τριών χρησιμοποιούμενων κοιτασμάτων γραφίτη στη Ρωσία, δύο (Noginskoye, Botogolskoye) εξορύσσονται υπόγεια και ένα (Taiginskoye) είναι ανοιχτό.

Το μέγεθος ενός λατομείου κατά την ανοιχτή εξόρυξη στο κοίτασμα κρυσταλλικού γραφίτη Taiginsky είναι περίπου 3 km, πλάτος 200-250 m και βάθος μεγαλύτερο από 50 m. Οι απώλειες εξόρυξης είναι περίπου 1%, η φτωχοποίηση είναι ασήμαντη.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η ανοιχτή εξόρυξη μεταλλεύματος γραφίτη πραγματοποιείται με εργασίες γεώτρησης και ανατινάξεων, ακολουθούμενες από οδική μεταφορά μεταλλεύματος σε μονάδες επεξεργασίας.

Το αρχικό σύστημα για την ανάπτυξη κοιτασμάτων γραφίτη εφαρμόστηκε στη Δημοκρατία της Μαδαγασκάρης. Το ανοιχτό λάκκο επεξεργάζεται κυρίως τα ανώτερα, ξεπερασμένα μεταλλεύματα γραφίτη σε βάθος 30-40 m.

Το κοίτασμα γραφίτη Noginskoye, που αναπτύχθηκε με την υπόγεια μέθοδο (adit and shaft), χαρακτηρίζεται από αραίωση 2,8%, περιεκτικότητα σε υγρασία μεταλλεύματος 4,5%, απώλειες 17,8%.

Το κοίτασμα Botogol υψηλής ποιότητας πυκνά κρυσταλλικού γραφίτη αναπτύσσεται με τη μέθοδο adit. Η παραγωγή πραγματοποιείται σε οριζόντιες στρώσεις από κάτω προς τα πάνω, με την επίχωση του χώρου εκκαθάρισης. Οι απώλειες παραγωγής είναι περίπου 8%.

5. Εφαρμογές διαμαντιών

Οι κύριοι τομείς εφαρμογής των φυσικών διαμαντιών.

Διαμάντια κοσμημάτων. Ο κύριος τομέας εφαρμογής των διαμαντιών σε όρους αξίας είναι η κοπή διαμαντιών.

Τεχνικά διαμάντια. Στα τεχνικά περιλαμβάνονται σκουρόχρωμοι κρύσταλλοι με ρωγμές και άλλα ελαττώματα, καθώς και διάφορα θραύσματα, δίδυμα, διαφύσεις κ.λπ., από τα οποία είναι αδύνατο να κατασκευαστεί ένας πολύπλευρος κρύσταλλος. Ανάλογα με την ποιότητα και τον σκοπό, τα βιομηχανικά διαμάντια μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες ομάδες:

Διαμάντια που υποβάλλονται σε επεξεργασία για να ληφθούν κόκκοι ενός συγκεκριμένου γεωμετρικό σχήμα. Αυτά περιλαμβάνουν διαμάντια που προορίζονται για την κατασκευή κοπτικών, τρυπανιών, άκρων, κοπτικών γυαλιού, ρουλεμάν κ.λπ.

Κρύσταλλοι διαμαντιών που χρησιμοποιούνται σε ακατέργαστη μορφή σε τρυπάνια, μολύβια με διαμάντια, κ.λπ.

Τα λειαντικά διαμάντια είναι ως επί το πλείστον μικροί κρύσταλλοι που έχουν σημαντικά ελαττώματα και είναι κατάλληλα μόνο για λείανση σε σκόνη.

Οι σκόνες διαμαντιών είναι απαραίτητες για την επεξεργασία υπομικρών εξαρτημάτων, όπως πέτρες ρολογιών από ρουμπίνι, τοπάζι, βηρύλ και ρουλεμάν ζαφείρι, η σκληρότητα των οποίων προσεγγίζει αυτή του κορουνδίου. Μόνο η χρήση σκόνης διαμαντιών εξασφαλίζει υψηλή καθαρότητα των επεξεργασμένων μικροεπιφανειών, η οποία καθορίζει την ακρίβεια των μικρολεπτομέρειας σε συσκευές και συσκευές.

Εργαλεία από σκόνες διαμαντιών. Για την κοπή σκληρών πετρωμάτων, κραμάτων και άλλων σκληρών υλικών, η βιομηχανία παράγει δίσκους διαμαντιώνκαι διάφορα πριόνια διαμαντιών. Τα λειαντικά διαμαντένια εργαλεία σε έναν άξονα είναι κοινά, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία μεταλλουργίας για την επίδεση τροχών λείανσης. Χρησιμοποιούνται επίσης μολύβια διαμαντιού-μετάλλου, τα οποία είναι συμπιεσμένα ένθετα από σκόνη διαμαντιού από σκληρό κράμα.

Εργαλεία από μονοκρύσταλλα διαμαντιών. Οι κόφτες, οι βελόνες, οι κόφτες γυαλιού, οι μήτρες (διαμάντια λαμαρίνας με τις πιο λεπτές τρύπες) και άλλα εργαλεία κατασκευάζονται από μεμονωμένους κρυστάλλους διαμαντιών ή από μέρη τους. Οι βελόνες διαμαντιών είναι φυσικά αιχμηρά κρύσταλλα διαμαντιών ή θραύσματα με αιχμηρές άκρες στερεωμένα σε μεταλλικές ράβδους. Οι βελόνες διαμαντιών χρησιμοποιούνται ευρέως για την κατασκευή κρουνών σε μηχανές λείανσης νημάτων. Διαμαντένιες βελόνες κωνικού σχήματος με σφαιρική κεφαλή χρησιμοποιούνται σε προφιλόμετρα και προφιλογράφους, που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των μικρότερων ανωμαλιών και φινιρίσματος επιφάνειας διαφόρων εξαρτημάτων. Τα διαμάντια χρησιμοποιούνται ευρέως για την κατασκευή καλουπιών στην παραγωγή σύρματος από σκληρά υλικά, ιδιαίτερα μικρές διαμέτρους για τις ανάγκες των ηλεκτρονικών.

Εργαλείο κοπής με διαμάντια. Η χρήση διαμαντιών για την ενίσχυση των τρυπανιών κατέστησε δυνατή την αύξηση της παραγωγικότητας των γεωτρήσεων κατά 1,5-2 φορές σε σύγκριση με τη διάτρηση χωρίς διαμάντια.

Άλλοι τομείς εφαρμογής των διαμαντιών. Το Diamond είναι ένα εξαιρετικό οπτικό υλικό για όλα τα είδη κυβετών και παραθύρων, ικανό να αντέχει σε υψηλές πιέσεις και στην επίθεση ουσιών οποιουδήποτε βαθμού επιθετικότητας και ταυτόχρονα να είναι διαφανές σε ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος.

Το διαμαντένιο υπόστρωμα των κυκλωμάτων ημιαγωγών, παρέχοντας την εξαιρετική τους μόνωση, αφαιρεί τη θερμότητα αρκετές φορές πιο γρήγορα από, για παράδειγμα, τον χαλκό, αυξάνοντας σημαντικά την απόδοση των κρίσιμων εξαρτημάτων των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Η ικανότητα μέτρησης πυρηνικών σωματιδίων με τη βοήθεια διαμαντιών σε επιθετικά περιβάλλοντα και υψηλά μηχανικά φορτία, το διαμάντι χρησιμοποιείται σε ειδικούς μετρητές.

Η δομή της κατανάλωσης βιομηχανικών διαμαντιών από τις πολύ ανεπτυγμένες χώρες έχει ως εξής, (%):

Τρίψιμο, ακόνισμα εργαλείων και εξαρτημάτων μηχανών από σκληρά κράματα - 60-70.

Μανδρέλι τροχών λείανσης - 10-12.

γεώτρηση φρεατίου - 10;

Σχέδιο καλωδίων - 10;

Κοπή και λείανση εξαρτημάτων και προϊόντων από γυαλί, κεραμικά, μάρμαρο, διάτρηση και φινίρισμα εξαρτημάτων από σκληρό κράμα, επεξεργασία ρολογιών και κοσμημάτων - 10-12.

Τομείς εφαρμογής του γραφίτη.

Τα μεταλλεύματα όλων σχεδόν των κοιτασμάτων γραφίτη σπάνια μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ακατέργαστη μορφή από τους καταναλωτές. Σχεδόν όλα υποβάλλονται σε μια ή την άλλη προεπεξεργασία προκειμένου να μετατραπεί το μετάλλευμα σε τελικά προϊόντα.

Η τεχνολογική ταξινόμηση των μεταλλευμάτων γραφίτη συμπίπτει με την ταξινόμηση των φυσικών τύπων.

Σαφώς τα κρυσταλλικά μεταλλεύματα επεξεργάζονται κυρίως σύμφωνα με σχήματα επίπλευσης λόγω της καλής επιπλευσιμότητας του γραφίτη.

Οι πρώτες ύλες του κρυπτοκρυσταλλικού γραφίτη αντιπροσωπεύονται από λεπτώς διασκορπισμένα ορυκτά σε μια πολύ περίπλοκη αλληλοανάπτυξη με απόβλητα πετρώματα. Επομένως, αυτοί οι τύποι μεταλλευμάτων γραφίτη σχεδόν δεν επιδέχονται μηχανικό εμπλουτισμό. Χρησιμοποιούνται κυρίως στην εξόρυξη και, σε ειδικές περιπτώσεις, σε χημικές, θερμικές ή άλλες μεθόδους επεξεργασίας. Λόγω του γεγονότος ότι αυτές οι διαδικασίες είναι δαπανηρές, χρησιμοποιούνται σπάνια.

Οι κύριοι δείκτες με τους οποίους αξιολογούνται τα προϊόντα γραφίτη είναι: υφή και δομή, περιεκτικότητα σε άνθρακα, τέφρα, υγρασία, πτητικά συστατικά, επιβλαβείς ακαθαρσίες (σίδηρος, θείο, χαλκός κ.λπ.), κοκκομετρική σύνθεση.

Στη βιομηχανία χυτηρίου, προτιμάται ο κρυπτοκρυσταλλικός γραφίτης, καθώς η διασπορά της σκόνης είναι σημαντική για αυτή τη βιομηχανία, η οποία εξασφαλίζει λεία επιφάνεια των καλουπιών χύτευσης και διευκολύνει την αφαίρεση των χυτών από αυτά μετά την ψύξη.

Οι υψηλής ποιότητας κρυσταλλικοί γραφίτες χρησιμοποιούνται ευρέως σε ειδική χύτευση χάλυβα.

Ο γραφίτης του χωνευτηρίου αντιπροσωπεύεται από τρεις ποιότητες. Η χωροθέτησή τους δεν υπερβαίνει το 7, αντίστοιχα. 8,5 και 10%, το κλάσμα μάζας του σιδήρου από άποψη Fe2O3 για όλες τις ποιότητες δεν είναι μεγαλύτερο από 1,6%, πτητικές ουσίες - μικρότερο από 1,5%. υγρασία - όχι περισσότερο από 1%.

Για την παραγωγή χωνευτηρίων τήξης γραφίτη-κεραμικών και πυρίμαχων υλικών, χρησιμοποιείται κρυσταλλικός γραφίτης υψηλής ποιότητας.

Σύμφωνα με τις απαιτήσεις για τη λίπανση γραφίτη, τα προϊόντα παράγονται με τη μορφή πολλών ποιοτήτων, καθένα από τα οποία έχει τη δική του κατεύθυνση εφαρμογής και χαρακτηρίζεται από έναν αριθμό δεικτών. Κοινά σε όλες τις μάρκες είναι μόνο οι δείκτες της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου στο εκχύλισμα νερού και η υγρασία.

Η παραγωγή μολυβιών, καθώς και ηλεκτροάνθρακα, έχει τις υψηλότερες απαιτήσεις στην ποιότητα του γραφίτη. Στην παγκόσμια πρακτική, για τις καλύτερες ποιότητες μολυβιών, χρησιμοποιείται ένα μείγμα Κεϋλάνης και άλλου κρυσταλλικού ή κρυπτοκρυσταλλικού γραφίτη, ο οποίος χρησιμοποιείται συχνότερα για την παραγωγή συνηθισμένων ποιοτήτων μολυβιών.

Στην παραγωγή ενεργών μαζών αλκαλικών μπαταριών, χρησιμοποιείται κρυσταλλικός γραφίτης χονδροειδούς νιφάδας ("άργυρος"), που λαμβάνεται με επίπλευση των μεταλλευμάτων των κοιτασμάτων Taiginsky και Zavalevsky.

Στη βιομηχανία ηλεκτρικού άνθρακα, χρησιμοποιούνται τρεις τύποι γραφίτη - φυσικό λεπτό και κρυπτοκρυσταλλικό και τεχνητό. Ο τεχνητός γραφίτης χρησιμοποιείται ευρέως λόγω της υψηλής καθαρότητας και της συνοχής της σύνθεσής του.

Στην παραγωγή λιπαντικών, ο φυσικός κρυσταλλικός γραφίτης και, μαζί με αυτόν, ο τεχνητός γραφίτης χρησιμοποιούνται ευρέως ως στερεά. Αυτή η παραγωγή απαιτεί γραφίτη, συνήθως υψηλής καθαρότητας και πολύ λεπτής λείανσης, μερικές φορές κολλοειδούς μεγέθους. Τα λιπαντικά είναι συνήθως αιωρήματα νερού ή λαδιού από φυσικό κρυσταλλικό και τεχνητό γραφίτη.

Ορισμένες ποιότητες γραφίτη δεν επιτρέπουν την απόφραξη ακαθαρσιών, συμπεριλαμβανομένου του γραφίτη από άλλα κοιτάσματα. Αυτές οι ποιότητες περιλαμβάνουν χωνευτήριο, στοιχειακό και ηλεκτροανθρακικό γραφίτη.

συμπέρασμα

Έχοντας μελετήσει δύο πολυμορφικές τροποποιήσεις του άνθρακα: το διαμάντι και ο γραφίτης, κατέληξα στο συμπέρασμα ότι παρά την ίδια χημική σύνθεση, τα πολύμορφα έχουν διαφορετική δομή του κρυσταλλικού πλέγματος και επομένως διαφορετικές ιδιότητες και προέλευση.

Το διαμάντι είναι μια άχρωμη, διαφανής κρυσταλλική ουσία με εξαιρετική σκληρότητα - 10 και διαμαντένια λάμψη. Ο γραφίτης είναι μια γκρι-μαύρη κρυσταλλική ουσία με μεταλλική γυαλάδα, λιπαρή στην αφή, κατώτερη σε σκληρότητα ακόμη και από το χαρτί - 1.

Τα διαμάντια εμφανίζονται στη φύση με τη μορφή σαφώς καθορισμένων μεμονωμένων κρυστάλλων. Οι κρύσταλλοι γραφίτη είναι συνήθως λεπτές πλάκες.

Η προέλευση των διαμαντιών είναι μαγματική, ο γραφίτης είναι μεταμορφωμένος.

Τα διαμάντια χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλες τις βιομηχανίες: ηλεκτρικές, ραδιοηλεκτρονικές, οργανοποιία, γεωτρήσεις.

Ο γραφίτης χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή χωνευτηρίων τήξης γραφίτη-κεραμικών και πυρίμαχων υλικών, ως λιπαντικά, την παραγωγή μολυβιών και τη βιομηχανία ηλεκτρικού άνθρακα.

Σε αμέτρητα σχολικά βιβλία δίνονται διαγράμματα ισορροπίας διαμαντιού-γραφίτη και γράφεται ότι το διαμάντι προκύπτει από τον γραφίτη. Αλλά για κάποιο λόγο, κανείς δεν έθεσε το ερώτημα: από πού προέρχεται ο γραφίτης στον μανδύα;.. Άλλωστε εκεί είναι ασταθής, και ονομάζεται «απαγορευμένο» ορυκτό για τις συνθήκες του μανδύα. Ένα άλλο πράγμα είναι τα καρβίδια. Είναι σταθερά εδώ: καρβίδια σιδήρου, φώσφορος, πυρίτιο, άζωτο, υδρογόνο. Το καρβίδιο του υδρογόνου είναι αέριο, συνηθισμένο μεθάνιο, είναι κινητό και συγκεντρώνεται εύκολα στο βαθύ ρευστό.

Κάποτε, οι γεωλόγοι δεν έδιναν καμία σημασία στην αξιοσημείωτη ανακάλυψη του σοβιετικού φυσικού B. Deryagin, ο οποίος, το 1969, συνέθεσε διαμάντι από μεθάνιο και, που είναι πολύ σημαντικό, σε πίεση ακόμη και κάτω από την ατμοσφαιρική πίεση. Ακόμη και τότε, αυτή η ανακάλυψη θα έπρεπε να είχε αλλάξει ριζικά τις υπάρχουσες ιδέες για το διαμάντι ως ορυκτό που αναγκαστικά κρυσταλλώνεται από τήγματα και σε υψηλές πιέσεις. Τα δεδομένα του B. Deryagin μου επέτρεψαν να εξετάσω την πιθανότητα κρυστάλλωσης διαμαντιού από ένα ρευστό, ένα μείγμα αερίων στο σύστημα C-H-O.

Αποδεικνύεται ότι το οξυγόνο σε ένα τέτοιο ρευστό χάνει τις οξειδωτικές του ιδιότητες σε εξαιρετικά υψηλή πίεση του μανδύα και δεν οξειδώνει ούτε το υδρογόνο. Αλλά όταν το αέριο ανεβαίνει, όταν σχηματίζεται ένας σωλήνας κιμπερλίτη, η πίεση πέφτει. Αρκεί να μειώσετε την πίεση κατά 10 φορές - από 50 σε 5 kilobars, έτσι ώστε η δραστηριότητα του οξυγόνου να αυξηθεί κατά ένα εκατομμύριο φορές. Και στη συνέχεια συνδυάζεται αμέσως με υδρογόνο και μεθάνιο. Με απλά λόγια, το αέριο αναφλέγεται αυθόρμητα - μια μανιώδης φωτιά ξεσπά σε έναν υπόγειο σωλήνα.

Οι συνέπειες μιας τέτοιας υπόγειας «φωτιάς» εξαρτώνται από την αναλογία άνθρακα, υδρογόνου και οξυγόνου στο ρευστό. Εάν δεν υπάρχει πολύ οξυγόνο, θα τραβήξει μόνο υδρογόνο από το μόριο του μεθανίου (CH4). Οι υδρατμοί που θα προκύψουν θα απορροφηθούν από την ορυκτή σκόνη και θα σχηματίσουν σερπεντινίτη, το πιο χαρακτηριστικό ορυκτό των κιμπερλίτων. Ο άνθρακας, παραμένοντας «μοναχικός», σε πίεση χιλιάδων ατμοσφαιρών και θερμοκρασία περίπου 1000 ° C, θα κλείσει με ακόρεστους δεσμούς σθένους «πάνω του» και θα σχηματίσει ένα γιγάντιο μόριο καθαρού άνθρακα – διαμαντιού! Στην πράξη, ένας τόσο ευνοϊκός συνδυασμός συστατικών σε ένα μείγμα αερίων είναι σπάνιος: μόνο το πέντε τοις εκατό των σωλήνων κιμπερλίτη είναι διαμαντιοφόροι.

Συχνά συμβαίνει είτε να υπάρχει πολύ οξυγόνο για να σχηματιστεί ένα διαμάντι είτε όχι αρκετό. Στην πρώτη περίπτωση, ο άνθρακας θα καεί και θα μετατραπεί σε αέρια - οξείδια: CO ή CO2. Στη συνέχεια, υπάρχουν άγονοι κιμπερλίτες. Διακρίνονται από αυξημένο μαγνητισμό, επειδή έχει εμφανιστεί οξείδιο του σιδήρου, μαγνητίτης. Είχε πολύ οξυγόνο, και «έβγαλε» το σίδερο από τη σύνθεση των πυριτικών αλάτων. Με έλλειψη οξυγόνου ή μεθανίου, θα εμφανιστούν μόνο υδρατμοί και θα απορροφηθούν από τον σερπεντινίτη. Αποδεικνύεται ότι το διαμάντι εμφανίζεται ως προϊόν αυθόρμητης υπόγειας καύσης ανθρακούχου υγρού. Τα διαμάντια είναι ανάλογα της τέφρας ή της αιθάλης που έχει εγκατασταθεί στις «καμινάδες» του μανδύα! (A. Portnov - Διδάκτωρ Γεωλογικών και Ορυκτολογικών Επιστημών, Καθηγητής).

Βιβλιογραφία

1. Ο άνθρακας και οι ενώσεις του - Κίεβο, "Naukova Dumka" 1978.

2. Bulakh A.G. Γενική ορυκτολογία. 1999.

3. Σαρασόφ. Εκπαιδευτικό περιοδικό. Τόμος 6, 2000. Νο 5.

4. Dyadin Yu.A. Ο γραφίτης και οι ενώσεις του.

5. A. Portnov. «Το διαμάντι είναι αιθάλη από τον κάτω κόσμο».

6. ZAO Geoinformmarn. Μόσχα 1997. Ορυκτές πρώτες ύλες. Γραφίτης. Διαμάντι.

7. Εκδοτικός οίκος «Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια». Μόσχα. 1972.

Εισαγωγή

Τα ευρεθέντα κοιτάσματα διαμαντιών ανοίγονται μόνο με διαδικασίες διάβρωσης. Για τον πρόσκοπο αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν πολλές «τυφλές» αποθέσεις που δεν βγαίνουν στην επιφάνεια. Μπορείτε να μάθετε για την παρουσία τους από τις ανιχνευθείσες τοπικές μαγνητικές ανωμαλίες, η άνω άκρη των οποίων βρίσκεται σε βάθος εκατοντάδων, και αν είστε τυχεροί, τότε δεκάδες μέτρα. (A. Portnov).

Στη δουλειά μου, προσπάθησα να αναλύσω τη σχέση μεταξύ γραφίτη και διαμαντιού. Για να γίνει αυτό, συνέκρινα αυτές τις ουσίες από πολλές απόψεις. Εξέτασα τα γενικά χαρακτηριστικά αυτών των ορυκτών, τους βιομηχανικούς τύπους των κοιτασμάτων τους, τους φυσικούς και τεχνικούς τύπους, την ανάπτυξη των κοιτασμάτων, τους τομείς εφαρμογής και τη σημασία αυτών των ορυκτών.

Πολυμορφικές τροποποιήσεις άνθρακα: διαμάντι και γραφίτης

Το μόνο στοιχείο που σχηματίζει ορυκτά διαμαντιού και γραφίτη είναι ο άνθρακας. Ο άνθρακας (C) είναι ένα χημικό στοιχείο της ομάδας IV του Περιοδικού Πίνακα Χημικών Στοιχείων του D.I. Mendeleev, ατομικός αριθμός - 6, σχετική ατομική μάζα - 12.011 (1). Ο άνθρακας είναι σταθερός σε οξέα και αλκάλια, οξειδώνεται μόνο με διχρωμικό κάλιο ή νάτριο, χλωριούχο σίδηρο ή αλουμίνιο. Ο άνθρακας έχει δύο σταθερά ισότοπα, το C(99,89%) και το C(0,11%). Τα δεδομένα για την ισοτοπική σύνθεση του άνθρακα δείχνουν ότι μπορεί να είναι διαφορετικής προέλευσης: βιογενής, μη βιογενής και μετεωριτικός. Η ποικιλία των ενώσεων του άνθρακα, η οποία εξηγείται από την ικανότητα των ατόμων του να συνδυάζονται μεταξύ τους και με άτομα άλλων στοιχείων με διάφορους τρόπους, καθορίζει την ειδική θέση του άνθρακα μεταξύ άλλων στοιχείων.

Γενικά χαρακτηριστικά ενός διαμαντιού

Το διαμάντι είναι μια άχρωμη, διαφανής κρυσταλλική ουσία που διαθλά τις ακτίνες του φωτός εξαιρετικά έντονα.

Η απόσταση μεταξύ των ατόμων στα τετράεδρα είναι 0,154 nm.

Η δύναμη όλων των δεσμών είναι η ίδια.

Ολόκληρος ο κρύσταλλος είναι ένα ενιαίο τρισδιάστατο πλαίσιο.

Τα διαμάντια εμφανίζονται στη φύση τόσο με τη μορφή σαφώς καθορισμένων μεμονωμένων κρυστάλλων όσο και με πολυκρυσταλλικά αδρανή. Οι σωστά σχηματισμένοι κρύσταλλοι μοιάζουν με πολύεδρα με επίπεδες όψεις: ένα οκτάεδρο, ένα ρομβικό δωδεκάεδρο, έναν κύβο και συνδυασμούς αυτών των σχημάτων. Πολύ συχνά, υπάρχουν πολλά στάδια ανάπτυξης και διάλυσης στις όψεις των διαμαντιών. αν δεν διακρίνονται από το μάτι, τα πρόσωπα φαίνονται καμπύλα, σφαιρικά, οκταεδρικά, εξάεδρα, κυβοειδή και συνδυασμοί τους. Το διαφορετικό σχήμα των κρυστάλλων οφείλεται στην εσωτερική τους δομή, στην παρουσία και τη φύση της κατανομής των ελαττωμάτων, καθώς και στη φυσικοχημική αλληλεπίδραση με το περιβάλλον που περιβάλλει τον κρύσταλλο.

Μεταξύ των πολυκρυσταλλικών σχηματισμών ξεχωρίζουν - ballas, carbonado και σανίδα.

Οι μπάλες είναι σχηματισμοί σφαιρουλίτη με ακτινωτά ακτινοβολούμενη δομή. Carbonado - κρυπτοκρυσταλλικά αδρανή με μέγεθος μεμονωμένων κρυστάλλων 0,5-50 microns. Η σανίδα είναι αδρανή με καθαρούς κόκκους. Τα Ballas και ειδικά το carbonado έχουν την υψηλότερη σκληρότητα από όλα τα είδη διαμαντιών.

Εικ.1

Εικ.2

Γενικά χαρακτηριστικά του γραφίτη

Η δομή του γραφίτη είναι στρωμένη, μέσα στο στρώμα τα άτομα συνδέονται με μεικτούς ιοντικούς-ομοιοπολικούς δεσμούς και μεταξύ των στρωμάτων με ουσιαστικά μεταλλικούς δεσμούς.

Οι κρύσταλλοι γραφίτη είναι συνήθως λεπτές πλάκες.

Εικ.3.

Σελίδα 1

Το διαμάντι είναι η πιο σκληρή φυσική ουσία. Οι κρύσταλλοι διαμαντιών εκτιμώνται ιδιαίτερα τόσο ως τεχνικό υλικό όσο και ως πολύτιμη διακόσμηση. Ένα καλά γυαλισμένο διαμάντι είναι διαμάντι. Διαθλώντας τις ακτίνες του φωτός, αστράφτει με καθαρά, φωτεινά χρώματα του ουράνιου τόξου.

Το μέγεθος της παγκόσμιας παραγωγής διαμαντιών είναι πολύ μικρό - πολύ μικρότερο από τα πολύτιμα μέταλλα - χρυσό και πλατίνα. Τα διαμάντια χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τρυπανιών για σκληρή διάτρηση βράχους. Επίσης, τα διαμάντια χρησιμοποιούνται για την κοπή γυαλιού και με τη μορφή «εργαλείων διαμαντιού» (κόφτες, τρυπάνια, τροχοί λείανσης). Η σκόνη διαμαντιών χρησιμοποιείται για το γυάλισμα διαμαντιών και σκληρών ποιοτήτων χάλυβα. Το μεγαλύτερο διαμάντι που βρέθηκε ποτέ ζυγίζει 602 γραμμάρια, έχει μήκος 11 εκ., πλάτος 5 εκ., ύψος 6 εκ. Αυτό το διαμάντι βρέθηκε το 1905 και ονομάζεται «Καλιάν».

Ένα από τα μικρότερα πολυεπίπεδα διαμάντια στον κόσμο, που ζυγίζει μόνο 0,25 mg (4000 φορές ελαφρύτερο από μια δεκάρα), παρουσιάστηκε στην παγκόσμια έκθεση στις Βρυξέλλες. Παρά το αμελητέο βάρος και το μέγεθος -ένας κόκκος με όγκο 0,07 mm3- τα επιδέξια χέρια του κόφτη έκαναν 57 όψεις πάνω του, που φαίνονται μόνο με μικροσκόπιο.

Το 1967 ο B.V. Deryagin και D.V. Ο Fedoseev φύτρωσε έναν νηματώδη κρύσταλλο («διαμαντένια μουστάκια») στην άκρη ενός διαμαντιού. Η ανάπτυξη σημειώθηκε σε υψηλή θερμοκρασία, με το μεθάνιο να χρησιμεύει ως πηγή άνθρακα. σε τέσσερις ώρες, το κρυσταλλικό νήμα μεγάλωσε κατά 1 mm, το οποίο, γενικά, είναι πολύ μεγάλο για διαδικασίες αυτού του είδους.

Τα περισσότερα από τα δείγματα άμορφου άνθρακα αποτελούνται από παραμορφωμένους κρυστάλλους γραφίτη. Η χαρακτηριστική διάταξη των ατόμων άνθρακα στις γωνίες του εξαγώνου διατηρείται.

Τα πλέγματα γραφίτη συχνά περιέχουν διάφορα δομικά ελαττώματα, τόσο δομικά όσο και χημικά, που σχετίζονται με τη δέσμευση ιόντων και ατόμων. Άτομα βορίου, οξυγόνου, θείου κ.λπ., μπορούν να εισαχθούν στο πλέγμα γραφίτη (A. Ubellode, F. Lewis), σχηματίζοντας δεσμούς μεταξύ των στρωμάτων και επηρεάζοντας την αγωγιμότητα του γραφίτη. Ο γραφίτης σχηματίζει ιδιαίτερες χημικές ενώσεις στις οποίες τα σωματίδια που ενώνονται βρίσκονται μεταξύ των επιπέδων που καταλαμβάνονται από άτομα άνθρακα.

Όταν ο γραφίτης θερμαίνεται σε ατμούς αλκαλιμετάλλων, λαμβάνονται εύκολα οξειδωμένες ενώσεις. Έτσι, στους 400 °C, το κάλιο σχηματίζει την ένωση C8K. Η σύνθεση των ενώσεων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία και ποικίλλει σε ένα ευρύ φάσμα. Γνωστές ενώσεις γραφίτη με ρουβίδιο, καίσιο. Δεν υπάρχουν ακόμη σαφή αποτελέσματα για το νάτριο και το λίθιο. το νάτριο φαίνεται να δίνει την ιώδη ένωση C64Na.

Ο γραφίτης δίνει επίσης ενώσεις με μέταλλα, αμμωνία και αμίνες του τύπου MeC12(NH3)2. Το πλέγμα γραφίτη σε όλες τις περιπτώσεις διαστέλλεται κατά τον σχηματισμό των ενώσεων και η διαεπίπεδη απόσταση φτάνει τα 0,66 nm και για το σύμπλεγμα μεθυλαμίνης λιθίου ακόμη και μέχρι τα 0,69 nm. Λαμβανόμενες ενώσεις: C9Br, C5CI, C8CI, CF.

Tiflon (CF) γκρι χρώμα, ένας μονωτήρας, δεν μοιάζει με άλλες συνδέσεις τύπου "έγχυσης". Υποτίθεται ότι ο σχηματισμός ομοιοπολικών δεσμών φθορίου-άνθρακα σε αυτό.

Ο γραφίτης χρησιμοποιήθηκε ως μέσο γραφής. Από τον 19ο αιώνα μέχρι σήμερα, τα ηλεκτρόδια γραφίτη έχουν χρησιμοποιηθεί στη μεταλλουργία και τη χημική βιομηχανία, για παράδειγμα, στην παραγωγή αλουμινίου: το μέταλλο εναποτίθεται σε μια κάθοδο γραφίτη. Τώρα έχουν βρει εφαρμογή οι γραφιτισμένοι χάλυβες, δηλαδή οι χάλυβες με την προσθήκη μονοκρυστάλλων γραφίτη. Αυτοί οι χάλυβες χρησιμοποιούνται στην κατασκευή στροφαλοφόρων αξόνων, εμβόλων και άλλων εξαρτημάτων όπου η υψηλή αντοχή και σκληρότητα του υλικού είναι ιδιαίτερα σημαντική.

Ο γραφίτης παίζει σημαντικό ρόλο στην ηλεκτρική και πυρηνική βιομηχανία, όπου χρησιμοποιείται ως μετριαστής νετρονίων. Με τη βοήθεια ράβδων γραφίτη ρυθμίζεται ο ρυθμός αντίδρασης στους πυρηνικούς λέβητες.

Η ικανότητα του γραφίτη να χωρίζεται σε νιφάδες καθιστά δυνατή την παραγωγή λιπαντικών με βάση αυτόν. Ο γραφίτης είναι εξαιρετικός αγωγός της θερμότητας, ενώ μπορεί να αντέξει σημαντικές θερμοκρασίες έως 3000 ° C και άνω. Επιπλέον, είναι χημικά αρκετά σταθερό. Αυτές οι ιδιότητες έχουν βρει εφαρμογή στην παραγωγή εναλλάκτη θερμότητας γραφίτη και στην τεχνολογία πυραύλων (για την κατασκευή πηδαλίων και συσκευών ακροφυσίων.

Είναι ενδιαφέρον: