Allotropinės medžiagos: deimantas ir grafitas. Grafito ir deimanto formulė. Polimorfinės anglies modifikacijos: deimantas ir grafitas Cheminės deimanto ir grafito savybės

Paprastam žmogui deimantas ir grafitas yra du visiškai skirtingi elementai ir niekaip nesusiję vienas su kitu. Deimantas kelia asociacijas su vaivorykštės papuošalais, į galvą ateina posakis „blizga kaip deimantas“. Grafitas yra kažkas pilko, iš ko dažniausiai gaminami pieštukų laidai.

Sunku patikėti, kad abu mineralai yra ta pati medžiaga skirtingais perdirbimo būdais.

Mineralų samprata ir pagrindinės savybės

Deimantas yra skaidrus kristalas, kuris neturi spalvos ir pasižymi didelėmis šviesos lūžio savybėmis. Išskiriamos šios pagrindinės mineralo savybės:

Gamta sukuria tiek tam tikrų formų, tiek kelių kristalinių formų deimantus, tai yra dėl savo vidinės struktūros. Ryškūs kristalai turi kubo arba tetraedro formą su plokščiais kraštais. Kartais kraštai atrodo iškilę dėl daugybės akiai nematomų ataugų ir transformacijų.

Nors daugelis mano, kad deimantas yra stipriausia medžiaga pasaulyje, mokslas žino medžiagą, kuri yra daugiau nei 11% stipresnė už deimantą - „hiperdeimantą“.

Grafitas yra pilkai juoda kristalinė medžiaga su metaliniu blizgesiu. Sudėtyje grafitas turi sluoksniuotą struktūrą, jo kristalai susideda iš mažų plonų plokštelių. Tai labai trapus mineralas, savo išvaizda primenantis plieną arba ketų. Grafitas turi mažą šiluminę talpą, bet aukštą lydymosi temperatūrą. Be to, šis mineralas:

Liečiant grafitas jaučiasi riebus ir palieka žymes, kai perbraukiamas per popierių. Taip atsitinka todėl, kad kristalinės gardelės atomai yra silpnai sujungti.

Skirtumas tarp grafito ir deimanto, struktūrinės savybės ir vieno mineralo perėjimo prie kito procesas

Deimantas ir grafitas yra alotropiniai mineralai vienas kito atžvilgiu, tai yra, jie turi skirtingas savybes, bet yra skirtingos anglies formos. Pagrindinis jų skirtumas slypi tik cheminėje kristalinės gardelės struktūroje.

Deimantų kristalinė gardelė yra tetraedro formos, kurioje kiekvienas atomas yra apsuptas dar 4 atomais ir yra gretimo tetraedro viršūnė, sudaranti begalinį atomų skaičių su stipriais kovalentiniais ryšiais.

Atominiame lygmenyje grafitas susideda iš šešiakampių sluoksnių, kurių viršūnėse yra atomai. Atomai yra gerai sujungti vienas su kitu tik sluoksnio lygyje, tačiau sluoksniai neturi stipraus ryšio vienas su kitu, todėl grafitas yra minkštas ir nestabilus sunaikinimui. Būtent ši savybė leidžia iš grafito gauti deimantą.

Deimantų ir grafito fizinės ir cheminės savybės aiškiai matomos iš lentelės.

Charakteristika
Atominės gardelės sandara	Kubinė forma	Šešiakampis
Šviesos laidumas	Puikiai praleidžia šviesą	Neleidžia prasiskverbti šviesai
Elektrinis laidumas	Neturi	Turi gerą elektros laidumą
Atominės jungtys	Erdvinis	Plokščias
Struktūra	Kietumas ir trapumas	Sluoksniavimas
Maksimali temperatūra, kuriai esant mineralas išlieka nepakitęs	720 Celsijaus	3700 Celsijaus
Spalva	Balta, mėlyna, juoda, geltona, bespalvė	Juoda, pilka, plieninė
Tankis	3560 kg/m3	2230 kg/m3
Naudojimas	Juvelyrika, pramonė	Liejyklos, elektrinės anglies pramonė.
Moho kietumas	10	1

Deimanto ir grafito cheminė formulė yra ta pati – anglis (C), tačiau kūrimo procesas gamtoje skiriasi. Deimantas atsiranda esant labai aukštam slėgiui ir momentiniam atšalimui, o grafitas, priešingai, – esant žemam slėgiui ir aukštai temperatūrai.

Išskiriami šie deimantų gavimo būdai:

Deimanto ir grafito procesas yra panašus. Skiriasi tik slėgis ir temperatūra.

Mineralinis telkinys

Deimantai atsiranda daugiau nei 100 km gylyje, esant 1300 °C temperatūrai. Nuo sprogimo bangos pradeda veikti kimberlito magma, sudarydama vadinamuosius kimberlito vamzdžius, kurie yra pirminės deimantų nuosėdos.

Kimberlito vamzdis pavadintas Afrikos Kimberley provincijos vardu, kur jis buvo pirmą kartą aptiktas. Uolos su deimantų nuosėdomis vadinamos kimberlitais.

Garsiausi telkiniai šiandien yra Indijoje, Pietų Afrikoje ir Rusijoje. Iki 80% visų deimantų išgaunama iš pirminių telkinių, susidedančių iš kimberlito ir lamproito vamzdžių.

Rentgeno spinduliai padeda rasti deimantų iškastoje uolienoje. Dauguma rastų akmenų yra naudojami pramonėje, nes neturi pakankamai savybių papuošalams. Pramoniniai akmenys skirstomi į 3 tipus:

• lenta - smulkūs granuliuotos struktūros akmenys;
• balas - apvalūs arba kriaušės formos akmenys;
• Karbonadas yra juodas akmuo, kuris gavo savo pavadinimą dėl savo panašumo į anglį.

Įdomu, kad didžiausi deimantai su išskirtinėmis savybėmis gauna savo unikalų pavadinimą. Žymiausi iš jų – „Šahas“, „Mino žvaigždė“, „Kohinur“, „Pietų žvaigždė“, „Prezidentas Vargas“, „Minas Gerais“, „Drezdeno angliškas deimantas“ ir kt.

Grafitas susidaro dėl nuosėdinių uolienų modifikacijos. Meksikos, Noginsko ir Madagaskaro grafito telkiniuose gausu rūdos su žemos kokybės grafitu. Mažiau paplitę yra Botogolio ir Ceilono tipai, kuriems būdinga rūda, kurioje gausu grafito. Didžiausi žinomi telkiniai yra Ukrainoje ir Krasnodaro srityje.

Taikymo sritis

Deimantas ir grafitas naudojami daug plačiau, nei gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Deimantai buvo pritaikyti šiose srityse:

Deimantų naudojimo procentas atrodo taip:

1. Įrankiai, mašinų dalys – 60 proc.
2. Šlifavimo diskų įrėminimas -10%.
3. Vielos perdirbimas – 10%.
4. Šulinių gręžimas – 10 proc.
5. Papuošalai, smulkios detalės – 10 proc.

Kalbant apie grafitą, jis praktiškai nenaudojamas gryna forma, bet yra iš anksto apdorojamas, nors skirtingos kokybės grafitas naudojamas skirtingose ​​srityse. Kanceliariniams pieštukams naudojamas aukščiausios kokybės grafitas. Jis plačiausiai naudojamas liejyklose, suteikiant lygų paviršių įvairių formų plienui. Čia naudojamas beveik neapdorotas grafitas.

Elektroanglies pramonėje kartu su natūraliu grafitu naudojamas dirbtinai sukurtas grafitas, kuris taip pat plačiai naudojamas dėl ypatingo grynumo ir sudėties nuoseklumo. Dėl elektros laidumo grafitas tapo medžiaga elektrodams elektros prietaisuose. Metalurgijoje jis naudojamas kaip tepalas.

Deimantas ir grafitas yra identiški savo sudėtimi, tačiau savaip unikalūs. Grafito nauda įvairioms pramonės šakoms yra daug didesnė nei deimantų.

Deimantas, sukurtas džiuginti savo grožiu, yra neįkainojamas ekonomikai, nešantis didžiulį pelną iš jo naudojimo juvelyrikos pramonėje.

Įvadas

1. Polimorfinės anglies modifikacijos: deimantas ir grafitas

1.1.Bendrosios deimanto charakteristikos

1.2. Bendrosios grafito charakteristikos

2. Pramoninės granito ir deimantų telkinių rūšys

3. Natūralios ir technologinės deimantų ir grafito rūdos rūšys

4. Granito ir deimantų telkinių plėtra

5. Granito ir deimantų panaudojimas

Išvada

Bibliografija.

Įvadas

Mūsų šalies deimantų pramonė yra vystymosi stadijoje, diegiamos naujos mineralų perdirbimo technologijos.

Rastas deimantų nuosėdas atskleidžia tik erozijos procesai. Tyrinėtojui tai reiškia, kad yra daug „aklų“ nuosėdų, kurios nepasiekia paviršiaus. Jų buvimą galima atpažinti iš aptiktų vietinių magnetinių anomalijų, kurių viršutinis kraštas yra šimtų, o jei pasiseks, dešimčių metrų gylyje. (A. Portnovas).

Remdamasis tuo, kas išdėstyta aukščiau, galiu spręsti apie deimantų pramonės plėtros perspektyvas. Todėl pasirinkau temą – „Deimantas ir grafitas: savybės, kilmė ir prasmė“.

Savo darbe bandžiau išanalizuoti grafito ir deimanto ryšį. Norėdami tai padaryti, palyginau šias medžiagas keliais požiūriais. Apžvelgiau bendrąsias šių naudingųjų iškasenų charakteristikas, pramoninius jų telkinių tipus, gamtinius ir techninius tipus, telkinių raidą, panaudojimo sritis, šių naudingųjų iškasenų reikšmę.

Nepaisant to, kad grafitas ir deimantas yra poliniai savo savybėmis, jie yra to paties cheminio elemento – anglies – polimorfinės modifikacijos. Polimorfai arba polimorfai yra medžiagos, kurių cheminė sudėtis yra tokia pati, bet skirtinga kristalų struktūra. Pradėjus dirbtinių deimantų sintezę, susidomėjimas anglies polimorfinių modifikacijų tyrimais ir paieška smarkiai išaugo. Šiuo metu, be deimantų ir grafito, patikimai nustatytais galima laikyti lonsdaleitą ir chaotitą. Pirmasis visais atvejais buvo rastas tik glaudžiai suaugęs su deimantu ir todėl dar vadinamas šešiakampiu deimantu, o antrasis randamas plokščių, besikeičiančių su grafitu, bet statmenai jo plokštumai, pavidalu.

1. Polimorfinės anglies modifikacijos: deimantas ir grafitas

Vienintelis mineralus formuojantis deimantų ir grafito elementas yra anglis. Anglis (C) yra D. I. Mendelejevo periodinės cheminių elementų sistemos IV grupės cheminis elementas, atominis skaičius - 6, santykinė atominė masė - 12,011 (1). Anglis yra stabili rūgštyse ir šarmuose, ją oksiduoja tik kalio arba natrio dichromatas, geležies chloridas arba aliuminis. Anglis turi du stabilius izotopus C (99,89%) ir C (0,11%). Duomenys apie anglies izotopinę sudėtį rodo, kad ji yra skirtingos kilmės: biogeninės, nebiogeninės ir meteoritinės. Anglies junginių įvairovė, paaiškinama jos atomų gebėjimu įvairiai jungtis tarpusavyje ir su kitų elementų atomais, lemia ypatingą anglies padėtį tarp kitų elementų.

1.1 Bendrosios deimantų charakteristikos

Žodis „deimantas“ iš karto primena slaptas istorijas apie lobių paieškas. Kadaise deimantus medžioję žmonės nenutuokė, kad jų aistros objektas yra kristalinė anglis, kuri formuoja suodžius, suodžius ir anglį. Tai pirmą kartą įrodė Lavoisier. Jis eksperimentavo degindamas deimantus, naudodamas specialiai šiam tikslui surinktą padegamąją mašiną. Paaiškėjo, kad deimantas dega ore maždaug 850-1000*C temperatūroje, nepalikdamas kietų likučių, kaip ir paprastos anglies, o gryno deguonies sraute dega 720-800*C temperatūroje. Kaitinamas iki 2000-3000*C neprieinant deguonies, jis virsta grafitu (tai paaiškinama tuo, kad deimante esantys homeopoliniai ryšiai tarp anglies atomų yra labai stiprūs, todėl labai aukšta lydymosi temperatūra.

Deimantas – bespalvė, skaidri kristalinė medžiaga, itin stipriai laužanti šviesos spindulius.

Anglies atomai deimante yra sp3 hibridizacijos būsenoje. Sužadintoje būsenoje valentiniai elektronai anglies atomuose susiporuoja ir susidaro keturi nesuporuoti elektronai.

Kiekvieną deimantų anglies atomą supa keturi kiti, esantys toliau nuo centro tetraedro viršūnėse.

Atstumas tarp atomų tetraedruose yra 0,154 nm.

Visų jungčių stiprumas yra vienodas.

Visas kristalas yra vienas trimatis rėmas.

20*C temperatūroje deimanto tankis yra 3,1515 g/cm. Tai paaiškina jo išskirtinį kietumą, kuris kinta išilgai kraštų ir mažėja seka: oktaedras – rombinis dodekaedras – kubas. Tuo pačiu metu deimantas turi puikų skilimą (išilgai oktaedro), jo lenkimo ir gniuždymo stipris yra mažesnis nei kitų medžiagų, todėl deimantas yra trapus, suyra nuo stipraus smūgio, o susmulkinus virsta milteliais. palyginti lengvai. Deimantas turi maksimalų kietumą. Šių dviejų savybių derinys leidžia jį naudoti abrazyviniams ir kitiems įrankiams, dirbantiems esant dideliam specifiniam slėgiui.

Deimantų lūžio rodiklis (2,42) ir dispersija (0,063) gerokai lenkia kitų skaidrių mineralų, o tai kartu su maksimaliu kietumu lemia jo, kaip brangakmenio, kokybę.

Azoto, deguonies, natrio, magnio, aliuminio, silicio, geležies, vario ir kitų priemaišų randama deimantuose, dažniausiai tūkstantosiomis procento dalimis.

Deimantas itin atsparus rūgštims ir šarmams, nėra drėkinamas vandens, tačiau turi savybę prilipti prie kai kurių riebalų mišinių.

Deimantai gamtoje randami tiek aiškiai apibrėžtų atskirų kristalų, tiek polikristalinių agregatų pavidalu. Teisingai suformuoti kristalai atrodo kaip daugiakampiai plokščiais paviršiais: oktaedras, rombinis dodekaedras, kubas ir šių formų deriniai. Labai dažnai deimantų briaunose yra daug augimo ir tirpimo stadijų; jei jie nematomi akimis, kraštai atrodo lenkti, sferiniai, aštuonkampio, šešiakampio, stačiakampio ir jų derinių formos. Įvairios kristalų formos atsiranda dėl jų vidinės struktūros, defektų buvimo ir pasiskirstymo pobūdžio, taip pat dėl ​​fizikinės ir cheminės sąveikos su kristalą supančia aplinka.

Tarp polikristalinių darinių išsiskiria balai, karbonadas ir lenta.

Balasai yra radialinės struktūros sferulito dariniai. Carbonado - kriptokristaliniai agregatai, kurių atskirų kristalų dydis yra 0,5-50 mikronų. Karoliukas yra skaidraus grūdo užpildas. Ballas ir ypač carbonado turi didžiausią kietumą iš visų deimantų rūšių.

1 pav. Deimantinės kristalinės gardelės struktūra.

2 pav. Deimantinės kristalinės gardelės struktūra.

1.2 Bendrosios grafito charakteristikos

Grafitas yra pilkai juoda kristalinė medžiaga su metaliniu blizgesiu, riebi liesti, o kietumas prastesnis net už popierių.

Grafito struktūra yra sluoksniuota, sluoksnio viduje atomai yra sujungti mišriomis joninėmis-kovalentinėmis jungtimis, o tarp sluoksnių – iš esmės metaliniais ryšiais.

Anglies atomai grafito kristaluose yra sp2 hibridizacijoje. Kampai tarp jungties krypčių lygūs 120*. Rezultatas yra tinklelis, sudarytas iš įprastų šešiakampių.

Kaitinamas be oro prieigos, grafitas nesikeičia iki 3700 * C. Esant nurodytai temperatūrai, jis išstumiamas neištirpęs.

Grafito kristalai paprastai yra plonos plokštės.

Dėl mažo kietumo ir labai tobulo skilimo grafitas lengvai palieka popierių, kuris yra riebus liesti. Šios grafito savybės atsiranda dėl silpnų ryšių tarp atominių sluoksnių. Šių jungčių stiprumo charakteristikos pasižymi maža savitoji grafito šiluma ir aukšta lydymosi temperatūra. Dėl šios priežasties grafitas pasižymi itin dideliu atsparumu ugniai. Be to, gerai praleidžia elektrą ir šilumą, yra atsparus daugeliui rūgščių ir kitų chemikalų, lengvai maišosi su kitomis medžiagomis, pasižymi mažu trinties koeficientu, dideliu tepimu ir dengimo savybėmis. Visa tai lėmė unikalų svarbių savybių derinį viename minerale. Todėl grafitas plačiai naudojamas pramonėje.

Anglies kiekis mineraliniame užpilde ir grafito struktūra yra pagrindiniai ypatumai, lemiantys kokybę. Grafitas dažnai vadinamas medžiaga, kuri, kaip taisyklė, yra ne tik monokristalinė, bet ir monomineralinė. Jie daugiausia reiškia grafito medžiagos, grafito ir grafito turinčių uolienų bei sodrinimo produktų agregatų formas. Be grafito, juose visada yra priemaišų (silikatų, kvarco, pirito ir kt.). Tokių grafito medžiagų savybės priklauso ne tik nuo grafito anglies kiekio, bet ir nuo grafito kristalų dydžio, formos bei tarpusavio santykių, t.y. apie naudojamos medžiagos tekstūrines ir struktūrines savybes. Todėl, norint įvertinti grafito medžiagų savybes, būtina atsižvelgti tiek į grafito kristalinės struktūros ypatumus, tiek į kitų jų komponentų tekstūrines ir struktūrines ypatybes.

3 pav. Grafito kristalinės gardelės struktūra.

4 pav. Grafito fenokristalai kalcite.

2. Pramoninės deimantų ir grafito telkinių rūšys

Deimantų telkiniai skirstomi į aliuvinius ir pirminius, tarp kurių yra tipų ir potipių, kurie skiriasi atsiradimo sąlygomis, rūdos kūnų formomis, deimantų koncentracija, kokybe ir atsargomis, kasybos ir sodrinimo sąlygomis.

Pirminiai kimberlito tipo deimantų telkiniai visame pasaulyje yra pagrindiniai eksploatavimo objektai. Iš jų išgaunama apie 80% natūralių deimantų. Pagal deimantų atsargas ir dydžius jie skirstomi į unikalius, didelius, vidutinius ir mažus. Didžiausiu pelningumu kasami viršutiniai unikalių ir didelių telkinių, atsidūrusių paviršiuje, horizontai. Juose yra pagrindiniai atskirų deimantų turinčių kimberlito laukų atsargos ir numatomi deimantų ištekliai. Kimberlitai yra „vulkaninės angos“, užpildytos brekcija. Brečią sudaro fragmentai ir ksenolitai, supantys ir nusėdę ant uolienų, iš uolienų fragmentų, atneštų iš 45–90 km ar didesnio gylio. Cementas yra vulkaninė medžiaga, šarminės-ultrobazinės sudėties tufai, vadinamieji kimberlitai ir lamproitai. Kimberlito vamzdžiai yra ant platformų, lamproito vamzdžiai yra jų sulankstytame rėme. Vamzdžių susidarymo laikas yra skirtingas – nuo ​​archeno iki kainozojaus, o deimantų, net ir jauniausių iš jų, amžius siekia apie 2-3 milijardus metų. Vamzdžių susidarymas yra susijęs su šarminių-ultrobazinių tirpalų prasiveržimu aukštyn siaurais kanalais esant aukštam slėgiui, daugiau nei 80 km gylyje, maždaug 1000* temperatūroje. Dauguma gerai ištirtų kimberlito kūnų turi sudėtingą struktūrą; supaprastintu atveju vamzdžio konstrukcijoje yra du pagrindiniai uolienų tipai, susidarę per dvi vienas po kito einančius įsiskverbimo fazes: brekcija (1 stadija) ir masyvus „stambaus porfyro“ kimberlitas (2 stadija). Kai kurių kimberlito vamzdžių konstrukcijoje taip pat buvo identifikuoti kimberlito pylimai ir su vamzdžiais susijusios gyslos. Buvo aptikti aklieji kūnai, sudaryti iš kimberlito magmos dalių, kurios nepasiekė paviršiaus. Su pylimais ir kimberlito gyslomis susiję telkiniai, kaip taisyklė, priklauso mažų, rečiau vidutinio dydžio deimantų atsargų kategorijai.Daugeliu atvejų proveržis į viršų pasiekė paleo paviršių, tačiau daugelis sprogimo vamzdžių gali būti „akli“ ir dar nebuvo atskleistos erozijos, t.e. guli kažkur giliai. Tačiau Žemės paviršiuje taip pat yra vietų, kur atsiranda slėgis, kurio visiškai pakanka deimantams susidaryti. Tai meteoritų smūgio vietos, kur deimantas randamas ne tik Žemėje, bet ir daugelyje pačių meteoritų.

Išsiveržusios magmos judėjimo greitis tikriausiai galėjo būti labai didelis, apie 800 km/h, magma atitrūko ir nešė aukštyn skirtingos kompozicijos fragmentus. Jei juose buvo deimantų, vamzdis tapo deimantinis. Patys deimantai yra stabiliausia polimorfinė anglies modifikacija giliosiose Žemės zonose. (A. V. Ukhanovas.)

Ryžiai. 5. Kimberlito vamzdžio konstrukcija.

Lamproito tipo deimantų telkiniai buvo aptikti palyginti neseniai (1976 m.) Vakarų Australijoje, kur eksploatuojamas didelis Argyle telkinys. Pagal savo struktūrą lamproito telkiniai paprastai yra panašūs į kimberlito telkinius. Sprendžiant iš Argyle telkinio tyrinėjimo duomenų, lamproito vamzdžiai šiek tiek greičiau susitraukia į gylį, kur tampa pylimais. Šių telkinių kasybos sistema ir sodrinimo technologija yra tokia pati kaip ir kimberlito aikštelėse.

Kimberlito-lamproito tipas yra deimantų telkinys Archangelsko srityje, kur indikatorinių mineralų kiekis yra žymiai mažesnis nei „klasikiniuose“ kimberlituose; didžioji dauguma deimantų yra išlenktos formos.

Žiedinės smūginės struktūros, kurių dydis svyruoja nuo kelių iki šimtų kilometrų, yra susijusios su itin galingais sprogstamais procesais, kurių šaltinis, įvairių tyrinėtojų teigimu, buvo arba nežemiškas (didelių dangaus kūnų kritimas), arba endogeninis. Rusijoje ištirtas vienas tokio tipo telkinys – Popigaiskojė rytiniame Anabaro kristalinio masyvo šlaite. Kalbant apie rūdos atsargas ir deimantų kiekį, telkinys yra šimtus kartų didesnis nei didžiausias kimberlite. Tačiau deimantai smūginėse nuosėdose yra uždengti stipriose, tankiose, purvinose uolienose ir yra atstovaujamos tik techninių rūšių su lonsdaleito (polimorfinės anglies modifikacijos, randamos plokščių pavidalu, besikeičiančių su grafitu, bet statmenai jo plokštumai) priemaiša. ).

Metamorfogeniniam tipui taip pat iki šiol atstovauja vienas telkinys Kazachstano teritorijoje, kur deimantai randami biotitiniuose gneisuose, biotitiniuose kvarcuose, granato pirokseno ir pirokseno karbonatinėse uolienose. Kalbant apie atsargas ir deimantų kiekį, jis yra dešimtis kartų didesnis nei didžiausių labai deimantų turinčių kimberlito vamzdžių. Deimantai turi itin mažus kristalų dydžius, o papuošalai ir aukštos kokybės techninės klasės dar nebuvo atrasti.

Placer deimantų indėlius atstovauja penki pagrindiniai tipai.

Aliuviniai slėniai (upių slėniai) pirmauja pagal deimantų gavybos mastą. Dideli telkiniai yra reti ir dažniausiai susidaro dėl kelių pirminių šaltinių ar tarpinių arealinio tipo rezervuarų erozijos. Aliuviniai sluoksniai yra dvinarės struktūros: viršutinę aliuvinio užliejimo fasiją sudaro labai silpnai deimantiniai žvyro-smėlio-molio ir dumblo nuosėdos („durpės“), apatinės kanalo fasijos sudarytos iš produktyvių stambiasluoksnių akmenukų ( „smėlis“).

Deliuvialinio-proluvinio tipo vietovės susidaro šlaituose ir daubose prie pamatinių uolienų šaltinių ir yra mažo ir vidutinio masto.

Pakrantės jūrinės vietos skirstomos į povandenines, paplūdimio ir pakrantės terasas. Tokių vietovių zona pietvakarių Afrikoje tęsiasi daugelį šimtų km, o plotis nuo 5 iki 20 km.

Kitų pramoninių tipų talpyklos nevaidina reikšmingo vaidmens deimantų kasyboje.

Įvairių tipų nuosėdos pagal jų gylį skirstomos į seklias ir giliąsias. Pagal nutolimo nuo šaknies šaltinio laipsnį išskiriami artimo ir tolimo griovimo vietos; pirmieji susidaro arti šaknų šaltinio, antrieji – dešimčių kilometrų atstumu palankiomis geologinėmis ir struktūrinėmis sąlygomis.

Pramoninės grafito telkinių rūšys.

Grafitas susidarė iš organinių junginių dėl nuosėdinių uolienų metamorfizacijos.

Tarp grafito telkinių išskiriamos keturios pramoninių telkinių tipų grupės pagal geologinę jų išsidėstymą.

Pagal atsargų dydį grafito telkiniai skirstomi (milijonai tonų) į: didelius – daugiau nei 1, vidutinius – 0,5-1, mažus – iki 0,5.

Labiausiai paplitę ir didesni pagal atsargas yra Taigos, Madagaskaro, Noginsko ir Meksikos tipų telkiniai.

Ceilono ir Botogolio tipų grafito telkiniai yra mažiau paplitę, rečiau turi dideles atsargas, tačiau išsiskiria dideliu grafito kiekiu rūdoje ir vertingesnėmis savybėmis.

3. Natūralios ir technologinės deimantų rūdos rūšys

Natūralios rūdos rūšys yra deimantiniai kimberlitai ir deimantiniai lamproitai, kurie pagal kimberlito tikrosios ir ksenogeninės medžiagos santykį bei struktūrines ir tekstūrines ypatybes skirstomi į deimantinius masyvius kimberlitus, kimberlito brečas, tufbrečias, ksenotufo brečias, ir tufuotos-nuosėdinės uolienos.

Vieningos technologinės deimantų rūdų klasifikacijos nėra. Techninėje ir ekonominėje rūdų tipizacijoje išskiriami du pagrindiniai technologiniai tipai: brečiai, kurių molio komponentų kiekis mažesnis nei 20 %, ir brečas, kurių molio komponentų kiekis didesnis nei 20 %. Apdorojant šias rūdas skiriasi ir technologinės schemos, ir kasybos kaštai.

Apskritai, kaip rodo praktika, rūdų technologinė klasifikacija kiekvienu konkrečiu atveju kuriama nepriklausomai žvalgant ir vėliau eksploatuojant telkinį. Dažnai, kai kimberlito korpusas yra sudarytas iš skirtingų įsiskverbimo fazių uolienų, aiškiai besiskiriančių struktūrinėmis ir tekstūrinėmis savybėmis bei deimantų kiekiu, natūralios rūdų rūšys praktiškai sutampa su technologinėmis. Pagrindinis veiksnys yra deimantų kiekis. Taigi, Dalnyaya vamzdyje (Sakha-Jakutija) du čia identifikuoti natūralūs tipai - kimberlito breccias ir masyvūs kimberlitai - deimantų kiekiu skiriasi dydžiu ir tuo pačiu yra technologiniai tipai. Tačiau, pavyzdžiui, eksploatuojant Mir vamzdį, buvo identifikuoti šeši technologiniai rūdų tipai, besiskiriantys sandaros niuansais ir deimantų kiekiu, o įvedimo fazės buvo tik dvi.

Technologiniai deimantų turinčių smėlio tipai išskiriami pagal riedulį, molio kiekį, pralaidumą ir kt.

Natūralios ir technologinės grafito rūdos rūšys.

Grafito rūdų tipizavimas atliekamas pagal tekstūrines ir struktūrines charakteristikas. Grafitai skirstomi į skaidrius ir kriptokristalinius. Tarp aiškiai kristalinių išskiriamos tankiai kristalinės ir žvynuotos atmainos. Tankiai kristaliniai grafitai skirstomi į stambiuosius kristalinius, kurių vidutinis kristalų dydis yra didesnis nei 50 mikronų, ir smulkius kristalinius.

Pagal dribsnių dydį, jų skersmenį, dribsnių grafitai skirstomi į stambiuosius (100-500 mikronų) ir smulkiuosius (1-100 mikronų).

Kriptokristalinis grafitas susideda iš mažesnių nei 1 µm dydžio kristalų. Išskiriamos tankios ir smulkiai išsklaidytos arba atomizuotos veislės. Pastarojoje grafito kristalai yra išsibarstę pagrindinėje uolienoje. Tankiose atmainose grafito kristalai sudaro didžiąją grafito uolienos dalį. Pramoninės reikšmės turi tik tankios kriptokristalinio grafito atmainos.

Kristalinis gabalėlis – 92-95;

Kristalinis stambus dribsnis – 85-90;

Kristalinis vidutinis dribsnis – 85-90;

Kristalinis smulkus-dribsnis – 80-90;

Kristaliniai milteliai, kurių dydis iki 0,074 mm ir grafitinės anglies kiekis 80-99.

Kitų pramoninių tipų grafito telkinių, turinčių netaisyklingos formos arba lęšio formos ir stačiakampio formos telkinius, žvalgyba taip pat atliekama šerdies gręžiniais kartu su kasybos darbais.

Vertinant ir tiriant grafito nuosėdas naudojant gręžimą, nustatyta, kad nėra selektyvaus šerdies dilimo, kuris įmanomas esant netolygiam grafito koncentracijų pasiskirstymui, praturtintų plotų pavidalu, vaizduojamu gyslų tinklu, lęšiais, lizdais, ir tt Šiuo tikslu reikia stebėti grafito kiekį gręžimo skysčiuose ir nuopjovose. Jei reikia, kontroliniai darbai atliekami su masiniu bandymu.

4. Deimantų telkinių plėtra

Pirminiai deimantų telkiniai, sukurti naudojant atvirą duobę arba kombinuotus metodus:

Viršutiniai horizontai atviri, o gilesni – po žeme. Rusijoje deimantai kasami tik atviros kasybos būdu.

Atviros duobės vamzdžių kūrimo metodas yra maždaug vienodas visose srityse. Panagrinėkime tai naudodami Fishy pipe (Pietų Afrika) pavyzdį.

Vamzdis turi ovalų horizontalų skerspjūvį ir beveik vertikalius kontaktus su pagrindinėmis uolienomis. Kimberlitų atmosferos poveikio zona tęsiasi iki 60 m. Kimberlitų sudėtyje nemažą tūrį užima antrinė fazė - saponitas, brinkstantis mineralas, sugeriantis didelius vandens kiekius. Dėl šios priežasties vamzdžio rūda yra higroskopiška ir sudrėkinta greitai praranda savo stiprumo savybes, todėl kimberlito paviršiui izoliuoti nuo vandens naudojami specialūs metodai, o gręžiant gręžinius – sausas dulkių surinkimas.

Vamzdis pradėtas kurti atviroje duobėje, o 1990 metais duobės gylis siekė 423 m, o vidutinis metinis mažėjimas 18-20 m. Išgauta per 97 mln.t kimberlito (apie 5 mln. buvo išmesti į sąvartynus.t uolienų atliekų. Karjero plotas 550 tūkst.m2. Šis kasybos būdas užtikrino stabilų kasyklos darbą ir gerus techninius bei ekonominius rodiklius: žemą išskyrimo koeficientą, sistemingą perėjimą prie požeminio metodo. Per pagrindines uolienas buvo perkelta 1300 m ilgio pasvirusi šachta, 12° kampu nuo paviršiaus iki karjero angos 280 m gylyje, kurioje buvo konvejeris rūdai transportuoti į perdirbimo įmonę ir požeminis smulkinimo kompleksas, kuris leido smarkiai sumažinti veikiančių savivarčių skaičių.

Požeminis metodas naudoja kelias sistemas, skirtas požeminiam deimantinių vamzdžių kasybai.

Kamerų sistema numato 8 metrų 12 m aukščio kameras, atskirtas viena nuo kitos laikinais 8 metrų stulpais, kiekviename darbiniame horizonte išilgai trumposios vamzdžio ašies. Kimberlitas, pašalintas iš kamerų ir iš viršutinio horizonto stulpų, veikiamas sugriuvusių uolienų svorio, nukrenta ant gabenimo kasyklos pagrindo, kur sukraunamas į vežimėlius ir susukamas atgal į rūdos praėjimą, esantį priimančiosios uolienos, per kurias kimberlitas tiekiamas į pagrindinį gabenimo horizontą.

Plyšių kasybos metodas buvo naudojamas Premier vamzdyje (Pietų Afrika). Kuriant vamzdį, kiekviename darbiniame horizonte pagrindiniai dreifai ėjo lygiagrečiai tarpui intervalais, lygiais pusei atstumo nuo tarpo iki rūdos korpuso ribų. 270 m gylyje rūda iš rūdos pralaidų buvo išleista į vežimėlius ir gabenama gabenimo dreifais, po to rūda buvo paduota į trupintuvą, susmulkinama ir išgabenama į paviršių. Progresyviausias kūrimo būdas yra grindų savaiminis griuvimas; jis užtikrina didelį našumą (iki 5 mln. tonų kimberlito per metus) mažomis sąnaudomis ir palyginti mažai rankų darbo. Naudojant šią sistemą, kimberlito sunaikinimas vyksta veikiant gravitacijai, smarkiai sumažėja darbinių horizontų ir pakrovimo taškų skaičius. Sistemos esmė yra ta, kad nuo gabenimo dreifo, nukreipti skersai vamzdį, 14 m atstumu vienas nuo kito nusidriekia grandiklio dreifai, kuriuose 3-5 m atstumu abiejose yra 1-2 m kvadratinės nišos. šonai šaškių lentos raštu.nišas užima piltuvo formos stovai, iškylantys į 7,6 m aukštį virš pagrindo lygio. Tada kimberlito blokai yra visiškai įpjaunami ir iškasami 18 m storio sluoksniai, kad kimberlitas suyra ir subyrėtų į kūgio formos stovus. Dėl to visame vamzdžio plote susidaro 2,2 m aukščio kompensacinis tarpas, po kurio virš kompensacinės erdvės lieka neparemta kimberlito masė, kuri, veikiama savo svorio, palaipsniui griūva ant išėjimo angos. piltuvėliai. Kimberlitui byrant, jis dalinai išsiskiria, siekiant atkurti kompensacinę erdvę, todėl subyrėjusio kimberlito lygis nuolat kyla, kol pasiekia viršutinio horizonto uolienas. Po to rūdos gamyba tęsiasi tam tikru greičiu, kol grandikliuose atsiranda atliekų. Šio horizonto kasyba baigiasi čia, po to jie pradeda kasti pagrindinį.

Iki 40–45 m gylio talpyklų nuosėdos apdorojamos naudojant atvirą kasybą. Sachos Respublikoje (Jakutijoje) kasyba vykdoma vasarą naudojant buldozerinius-hidraulinius metodus. Buldozeriais tiekiamas smėlis nuplaunamas ant hidraulinio lopšio tinklelio, kurio ląstelės dydis 30-50 mm. Virš tinklelio medžiaga pašalinama vandens srove, o po tinklelio esanti celiuliozė vamzdžiais žemsiurbėmis transportuojama 20–2,5 km atstumu į sezoninį stacionarų perdirbimo įrenginį. Iš išplėstų vietų slėnyje deimantai kasami gilinant. Dregnos juda iš apačios į viršų palei upės slėnį skersiniais arba išilginiais praėjimais. Išnaudojus pagrindines atsargas, dragos vėl juda iš viršaus į apačią, poslinkius pirminių atžvilgiu. Kartais judesiai nukreipiami per pirminius.

6 pav. Kimberlito vamzdis kūrimo metu.

Grafito rūdos telkinių plėtra.

Grafito rūdų kūrimas vykdomas atvirais ir požeminiais metodais. Iš trijų Rusijoje eksploatuojamų grafito telkinių du (Noginskoje, Botogolskoje) yra sukurti po žeme ir vienas (Taiginskoje) – atvira duobė.

Taiginskojės kristalinio grafito telkinio atviros kasyklos matmenys yra apie 3 km ilgio, 200-250 m pločio ir daugiau nei 50 m gylio Kasybos nuostoliai apie 1%, praskiedimas nežymus.

JAV atvira grafito rūdos kasyba atliekama naudojant gręžimo ir sprogdinimo operacijas, po to rūda transportuojama keliais į perdirbimo gamyklas.

Madagaskaro Respublikoje buvo pritaikyta originali grafito telkinių kūrimo sistema. Atviruoju metodu daugiausiai apdorojamos viršutinės, atvėsusios grafito rūdos iki 30-40 m gylio.. Darbai atliekami terasose, nuleidžiant rūdą į apatinius horizontus, iš kurių rūda tiekiama į perdirbimo įmonę.

Noginsko grafito telkinys, sukurtas po žeme (įleidimas ir šachta), pasižymi 2,8% praskiedimu, 4,5% rūdos drėgnumu ir 17,8% nuostoliais.

Aukštos kokybės tankiai kristalinio grafito Botogolio telkinys sukurtas naudojant adito metodą. Kasyba vykdoma horizontaliais sluoksniais iš apačios į viršų, užpildant apdorojimo erdvę. Gamybos nuostoliai siekia apie 8 proc.

5. Deimantų pritaikymas

Pagrindinės natūralių deimantų panaudojimo sritys.

Juvelyriniai deimantai. Pagrindinė deimantų panaudojimo sritis vertės atžvilgiu yra briliantų pjaustymas.

Pramoniniai deimantai. Prie techninių priskiriami tamsios spalvos kristalai, turintys įtrūkimų ir kitokių defektų, taip pat įvairūs fragmentai, dubliai, tarpaugliai ir pan., iš kurių neįmanoma pagaminti briaunuoto kristalo. Priklausomai nuo kokybės ir paskirties pramoninius deimantus galima suskirstyti į šias grupes:

Deimantai, kurie yra apdorojami tam tikros geometrinės formos grūdams gaminti. Tai deimantai, skirti pjaustytuvams, grąžtams, antgaliams, stiklo pjaustytuvams, guoliams ir kt. gaminti;

Deimantiniai kristalai, naudojami neapdoroti grąžtuose, deimantų-metaliniuose pieštukuose ir kt.;

Abrazyviniai deimantai iš esmės yra nedideli kristalai, turintys didelių defektų ir tinkami tik šlifuoti į miltelius.

Deimantiniai milteliai yra būtini apdorojant subminiatiūrines dalis, tokias kaip rubino laikrodžio akmenys, guolis iš topazo, berilo ir safyro, kurių kietumas priartėja prie korundo. Tik deimantų miltelių naudojimas užtikrina aukštą apdirbamų mikropaviršių grynumą, kuris lemia prietaisų ir instrumentų mikrodalelių tikslumą.

Įrankiai, pagaminti iš deimantų miltelių. Kietoms uolienoms, lydiniams ir kitoms kietoms medžiagoms pjauti pramonėje gaminami deimantiniai diskai ir įvairūs deimantiniai pjūklai. Abrazyviniai deimantiniai įrankiai įtvaruose yra įprasti ir plačiai naudojami metalo apdirbimo pramonėje šlifavimo diskams apdirbti. Taip pat naudojami deimantiniai metaliniai pieštukai, kurie yra presuoti įdėklai iš kietojo lydinio deimantų miltelių.

Įrankiai, pagaminti iš vieno kristalo deimantų. Iš atskirų deimantų kristalų ar jų dalių gaminami pjaustytuvai, adatos, stiklo pjaustyklės, štampai (lėkštės formos deimantai, į kuriuos išgręžtos plonos skylutės) ir kiti įrankiai. Deimantiniai taškai yra deimantiniai kristalai su natūraliu aštriu smaigaliu arba aštriomis briaunomis, įterptomis į metalinius strypus. Deimantinės adatos plačiai naudojamos sriegių šlifavimo staklių čiaupams gaminti. Kūginės deimantinės adatos su sferine galvute naudojamos profilometruose ir profilografuose, kuriais matuojami smulkiausi įvairių detalių nelygumai ir paviršiaus švarumas. Deimantai plačiai naudojami gaminant štampus gaminant vielą iš kietų medžiagų, ypač mažo skersmens elektronikai.

Deimantinių uolienų pjovimo įrankis. Deimantų naudojimas grąžtams sustiprinti leido 1,5-2 kartus padidinti gręžimo įrenginių našumą, palyginti su nedeimantiniu gręžimu.

Kitos deimantų panaudojimo sritys. Deimantas yra puiki optinė medžiaga visų rūšių kiuvetėms ir langams, galinti atlaikyti aukštą slėgį ir bet kokio agresyvumo medžiagų poveikį ir tuo pat metu būti skaidri įvairiuose bangos ilgiuose.

Deimantinis puslaidininkinių grandinių substratas, užtikrinantis puikią jų izoliaciją, kelis kartus greičiau pašalina šilumą nei, pavyzdžiui, varis, žymiai padidindamas svarbiausių elektroninių grandinių komponentų efektyvumą. Galimybė naudoti deimantus skaičiuojant branduolines daleles agresyvioje aplinkoje ir didelėse mechaninėse apkrovose; deimantas naudojamas specialiuose skaitikliuose.

Labai išsivysčiusių šalių pramoninių deimantų vartojimo struktūra yra tokia, (%):

Įrankių ir staklių dalių iš kietųjų lydinių šlifavimas, galandimas – 60-70;

Šulinių gręžimas – 10;

Vielos traukimas – 10;

Stiklo, keramikos, marmuro detalių ir gaminių pjovimas ir šlifavimas, karbidinių detalių gręžimas ir apdaila, laikrodžių ir papuošalų apdirbimas - 10-12 val.

Grafito panaudojimo sritys.

Beveik visų grafito telkinių rūdas vartotojai retai gali naudoti neapdorotą. Beveik visi jie yra apdorojami tam tikru būdu, kad rūda virstų gatavais produktais.

Grafito rūdų technologinė klasifikacija sutampa su natūralių rūšių klasifikacija.

Akivaizdu, kad kristalinės rūdos yra apdorojamos daugiausia naudojant flotacijos schemas dėl gero grafito plūduriavimo.

Kriptokristalinio grafito žaliavos yra smulkiai išsklaidytos mineralinės medžiagos, kurios labai sudėtingai auga su atliekomis. Todėl šių rūšių grafito rūdų beveik neįmanoma mechaniškai sodrinti. Jie daugiausia naudojami rūdos gavybai, o ypatingais atvejais – cheminiam, terminiam ar kitokiam apdorojimo būdui. Kadangi šie procesai yra brangūs, jie retai naudojami.

Pagrindiniai rodikliai, pagal kuriuos vertinami grafito gaminiai, yra: tekstūra ir struktūra, anglies kiekis, pelenai, drėgmė, lakieji komponentai, kenksmingos priemaišos (geležis, siera, varis ir kt.), dalelių pasiskirstymas pagal dydį.

Liejyklų gamyboje pirmenybė teikiama kriptokristaliniam grafitui, nes šiai gamybai svarbi miltelių dispersija, užtikrinanti lygų liejimo formų paviršių ir palengvinanti liejinių pašalinimą iš jų atvėsus.

Aukštos kokybės aiškiai kristaliniai grafitai plačiai naudojami specialaus plieno liejiniuose.

Tiglis grafitas yra trijų klasių. Jų zonavimas neviršija 7; 8,5 ir 10%, visų rūšių geležies masės dalis, išreikšta Fe2O3, yra ne didesnė kaip 1,6%, lakiųjų medžiagų - mažesnė nei 1,5%; drėgmė - ne daugiau kaip 1%.

Grafito keramikos lydymosi tiglių ir ugniai atsparių medžiagų gamybai naudojamas aukštos kokybės aiškiai kristalinis grafitas.

Pagal grafito tepimo reikalavimus gaminiai gaminami kelių rūšių pavidalu, kurių kiekviena turi savo taikymo sritį ir pasižymi daugybe rodiklių. Vieninteliai visiems prekiniams ženklams būdingi rodikliai yra vandenilio jonų koncentracija vandens ekstrakte ir drėgmė.

Pieštukų gamyba, kaip ir elektrinės anglies gamyba, kelia aukščiausius reikalavimus grafito kokybei. Pasaulinėje praktikoje geriausiems pieštukų tipams gaminti naudojamas Ceilono ir kito kristalinio ar kriptokristalinio grafito mišinys, kuris dažniausiai naudojamas įprastų pieštukų rūšims gaminti.

Gaminant aktyvias šarminių baterijų mases, naudojamas aiškiai kristalinis stambiasluoksnis grafitas („sidabras“), gaunamas flotuojant rūdas iš Taiginskio ir Zavalevskio telkinių.

Elektrinės anglies pramonėje naudojamas trijų rūšių grafitas: natūralus smulkusis ir kriptokristalinis bei dirbtinis. Dirbtinis grafitas tapo plačiai paplitęs dėl didelio grynumo ir kompozicijos nuoseklumo.

Tepalų gamyboje kaip kietosios medžiagos plačiai naudojamas natūralus kristalinis grafitas ir kartu su juo dirbtinis grafitas. Šiai gamybai reikalingas grafitas, dažniausiai didelio grynumo ir labai smulkaus šlifavimo, kartais koloidinio dydžio. Tepalai dažniausiai yra natūralaus kristalinio ir dirbtinio grafito vandens arba aliejinės suspensijos.

Kai kurios grafito rūšys neleidžia užkimšti priemaišų, įskaitant grafitą iš kitų nuosėdų. Šios rūšys apima tiglį, elementinį ir elektroanglinį grafitą.

Išvada

Ištyręs dvi polimorfines anglies modifikacijas: deimantą ir grafitą, padariau išvadą, kad nepaisant tos pačios cheminės sudėties, polimorfai turi skirtingą kristalinės gardelės struktūrą, todėl skiriasi ir savybės bei kilmė.

Deimantas yra bespalvė, skaidri kristalinė medžiaga, pasižyminti išskirtiniu kietumu – 10 ir deimantiniu blizgesiu. Grafitas yra pilkai juoda kristalinė medžiaga, turinti metalinį blizgesį, riebi liesti, o kietumas yra prastesnis net už popierių - 1.

Deimantai gamtoje randami aiškiai apibrėžtų atskirų kristalų pavidalu. Grafito kristalai paprastai yra plonos plokštės.

Deimantų kilmė – magminė, grafitas – metamorfinis.

Deimantai naudojami beveik visose pramonės šakose: elektrotechnikoje, radijo elektronikoje, prietaisų gamyboje ir gręžime.

Grafitas naudojamas grafito keramikos lydymosi tiglių ir ugniai atsparių medžiagų gamyboje, kaip tepalai, pieštukų gamyboje ir elektrinės anglies pramonėje.

Daugybė vadovėlių rodo deimanto ir grafito pusiausvyros diagramas ir sako, kad deimantas atsiranda iš grafito. Bet kažkodėl niekas nekėlė klausimo: iš kur mantijoje atsiranda grafitas?.. Juk jis ten nestabilus, o mantijos sąlygoms vadinamas „draudžiamu“ mineralu. Karbidai yra kitas reikalas. Čia jie yra stabilūs: geležies, fosforo, silicio, azoto, vandenilio karbidai. Vandenilio karbidas yra dujos, paprastas metanas, judrus ir lengvai koncentruojamas giliame skystyje.

Kadaise geologai nesureikšmino puikaus sovietų fiziko B. Deryagino atradimo, kuris dar 1969 m. susintetino deimantą iš metano ir, kas labai svarbu, esant net žemesniam nei atmosferos slėgiui. Jau tada šis atradimas turėjo radikaliai pakeisti esamas idėjas apie deimantą kaip mineralą, kuris būtinai kristalizuojasi iš lydalo ir esant aukštam slėgiui. B. Deryagino duomenys leido pasvarstyti apie deimantų kristalizacijos iš skysčio, dujų mišinio C-H-O sistemoje galimybę.

Pasirodo, tokiame skystyje deguonis, esant itin aukštam mantijos slėgiui, praranda savo oksidacines savybes ir net neoksiduoja vandenilio. Bet kai dujos kyla aukštyn, kai susidaro kimberlito vamzdis, slėgis krenta. Pakanka sumažinti slėgį 10 kartų – nuo ​​50 iki 5 kilobarų, kad deguonies aktyvumas padidėtų milijoną kartų. Ir tada jis akimirksniu susijungia su vandeniliu ir metanu. Paprasčiau tariant, dujos savaime užsiliepsnoja – požeminiame vamzdyje kyla įnirtingas gaisras.

Tokio požeminio „gaisro“ pasekmės priklauso nuo anglies, vandenilio ir deguonies santykio skystyje. Jei deguonies nėra per daug, jis pašalins tik vandenilį iš metano molekulės (CH4). Susidariusius vandens garus sugers mineralinės dulkės ir susidarys serpentinitas – būdingiausias kimberlitų mineralas. Anglis, likusi „vieniša“, esant tūkstančių atmosferų slėgiui ir maždaug 1000 ° C temperatūrai, užsidarys nesočiaisiais valentiniais ryšiais „ant savęs“ ir sudarys milžinišką grynos anglies molekulę - deimantą! Praktiškai toks palankus komponentų derinys dujų mišinyje yra retas: tik penki procentai kimberlito vamzdžių yra deimantiniai.

Dažniau nutinka taip, kad deguonies deimanto formavimuisi yra per daug, arba nepakanka. Pirmuoju atveju anglis sudegs ir virsta dujomis – oksidais: CO arba CO2. Tada atsiranda nevaisingi kimberlitai. Jiems būdingas padidėjęs magnetizmas, nes juose yra geležies oksido – magnetito. Deguonies buvo daug, ir jis „išplėšė“ geležį iš silikatų. Jei trūksta deguonies ar metano, atsiras tik vandens garai, kuriuos sugers serpentinitas. Pasirodo, deimantas atsiranda kaip savaiminio anglies skysčio požeminio degimo produktas. Deimantai yra pelenų ar suodžių, nusėdusių mantijos „kaminuose“, analogai! (A. Portnovas – geologijos ir mineralogijos mokslų daktaras, profesorius).

Bibliografija

1. Anglis ir jos junginiai - Kijevas, “Naukova Dumka” 1978 m.

2. Bulakh A.G. Bendroji mineralogija. 1999 m.

3. Sarasovskis. Mokomasis žurnalas. 6 tomas, 2000. Nr.5.

4. Dyadin Yu.A. Grafitas ir jo inkliuziniai junginiai.

5. A. Portnovas. „Deimantas yra suodžiai iš požemio.

6. UAB "Geoinformmarn". Maskva 1997. Mineralinės žaliavos. Grafitas. Deimantas.

7. Leidykla „Tarybinė enciklopedija“. Maskva. 1972 m.

Sveiki, mieli mūsų skaitytojai! Ar kada susimąstėte, ką bendro gali turėti deimantas ir grafitas? Atrodytų, iš deimanto gaminami brangūs papuošalai, džiuginantys net ir rafinuoto skonio akį. Kietas, tvirtas ir beveik nesunaikinamas. O grafitas, pagrindinis pieštukų gamybos elementas, yra labai trapus ir lengvai lūžta. Prisimeni, kaip dažnai nulūžo jūsų rašiklis?

Tačiau abu mineralai yra susiję vienas su kitu. Be to, specialių sąlygų atkūrimas leidžia atlikti transformacijos iš grafito į deimantą procesą ir atvirkščiai.

Perskaitę straipsnį galėsite sužinoti, kokias savybes turi straipsnyje pateikti mineralai, kaip jie iš viso atsirado Žemėje ir kur reikia eiti norint iškasti deimantus. Arba, jei jums nesiseka mažiau, grafitą, o taip pat, ar įmanoma namuose pasigaminti deimantų ir grafito?

Linkime malonaus skaitymo!

Deimantų ir grafito savybės

Pagrindiniai deimanto bruožai yra šie:

• gebėjimas lūžti ir atspindėti saulės šviesą, kuri suteikia jai garsųjį blizgesį;
• didžiausias kietumas (palyginti su kitais mineralais) ir trapumas;
• metastabilumas – gebėjimas normaliomis sąlygomis šimtus metų nekeisti savo struktūros ir būsenos;
• didelis šilumos laidumas;
• didelis atsparumas rūgštims ir šarmams;
• turi mažą trinties koeficientą;
• dielektrinis, nepraleidžia elektros srovės.

Tokios mineralo savybės tampa įmanomos dėl to, kad jo vidinė struktūra turi sudėtingą kristalinę gardelę, kuri yra kubas arba tetraedras. Struktūra pagrįsta cheminiu elementu anglimi.

Jei jo kristalinėje grotelėje yra priemaišų, ji gali pakeisti savo spalvą, kuri yra žinoma visiems. Taigi, geležies buvimas kompozicijoje suteikia mineralui rudą atspalvį, ličiui - geltoną, aliuminio - mėlyną, mangano - rožinę arba raudoną (priklausomai nuo koncentracijos), borui - mėlyną, chromo - žalią.

Grafitas yra visiškai priešingas deimantui. Jo struktūra susideda iš kelių sluoksnių, kurie išoriškai primena plonas plokštes. Pagrindinis konstrukcinis elementas yra anglis. Jis turi juodą spalvą su metalo atspalviu. Minkštas ir šiek tiek riebus liesti.

Turi šias išskirtines savybes:

• nepraleidžia ir nelaužo šviesos;
• geras šilumos laidumas;
• geras atsparumas ugniai;
• trapumas;
• mažas trinties koeficientas;
• praleidžia elektros srovę;
• galima maišyti su kitomis medžiagomis.

Nepaisant tokių skirtingų savybių, šiuolaikinis mokslas išmoko dirbtinai gaminti čia pateiktus mineralus vieną iš kito.

Ar deimantas yra mineralas ar ne?

Norėdami atsakyti į šį klausimą, išsiaiškinkime, kas iš tikrųjų yra „mineralas“. Šiuolaikiniame moksle mineralu laikomas kietas natūralios kilmės kūnas, turintis kristalinę struktūrą, tai yra, atomų išsidėstymas yra griežtai užsakytas.

Kadangi deimanto struktūra yra kubas arba tetraedras ir turi skaidrią kristalinę gardelę, jį galima drąsiai priskirti mineralams.

Panaši situacija ir su grafitu, kurio sluoksninė struktūra taip pat turi griežtą tvarką.

Deimantų ir grafito kilmė

Tikslių ir patikimų duomenų, iš kur šie mineralai atsirado, nėra. Yra tik kelios hipotezės, būtent:

1. Magminės kilmės hipotezė
2. Mantijos kilmės hipotezė
3. Skysčio kilmės hipotezė

Pirmosios dvi teorijos yra pačios populiariausios ir susijusios su faktu, kad mūsų Žemės gelmėse pasirodė prieš daugelį milijonų metų šimto ar dviejų šimtų kilometrų gylyje. Dėl sprogimų ir ugnikalnių išsiveržimų kristalai buvo iškelti į paviršių.

Savo ruožtu grafitas taip pat gali susidaryti dėl nuosėdinių uolienų pokyčių.

Įdomus faktas yra deimantų drožlių buvimas meteorituose. Tai rodo, kad be antžeminės kilmės yra ir iš kosmoso atgabentų meteoritinės kilmės kristalų.

Yra keletas hipotezių, kaip meteorituose gali susidaryti trupiniai. Populiariausia teorija yra ta, kad pačiame meteorite nėra „grynos“ formos deimantų drožlių, o tik praturtintas anglimi. Atsitrenkus į Žemę, susidaro idealios sąlygos mineralo rekreacijai: aukšta temperatūra (nuo dviejų iki trijų tūkstančių laipsnių) ir slėgis (nuo 5 iki 10 GPa). Šiuo metodu suformuoti deimantai vadinami impresitatais.

Deja, kosminės kilmės kristalai yra per maži pramoninei kasybai, todėl visi kasybai naudojami telkiniai yra tik natūralios kilmės.

Pagrindiniai indėliai

Didžiausi deimantų telkiniai yra Indijos Respublikoje, Rusijos Federacijoje, Kimberley provincijoje (sudaro 80% visos produkcijos).

Rusijos telkiniai yra Sachos Respublikoje (Jakutijoje), Permės teritorijoje ir Archangelsko srityje.

Rentgeno spinduliai naudojami deimantų nuosėdoms aptikti. Paieškos trunka dešimtmečius. Labai nedaug aptiktų telkinių yra aukštos kokybės mineralų, kurių pakanka naudoti juvelyrikos pramonėje.

Kasybos procesas apima rūdos išgavimą ir smulkinimą, susijusių uolienų atskyrimą. Po to, naudojant specialią įrangą, nustatomos išgaunamos medžiagos kategorijos ir klasės.

Didžiausi grafito telkiniai yra Krasnodaro srityje ir Ukrainoje. Žemos kokybės medžiagų telkiniai yra Madagaskare, Brazilijoje, Kanadoje ir Meksikoje.

Paprastai jis randamas kartu su kalkakmenio uolienomis, tokiomis kaip apatitas ir flogopitas, taip pat pneumatolito dariniuose, būtent: kvarcas, lauko špatas, biotitas, titanomagnetitas.

Taikymo sritis

Naudojamas daugelyje pramonės sričių.

• elektros inžinerija;
• radijo elektronika ir galios elektronika;
• gręžimo įrenginiai;
• brangių papuošalų ir aksesuarų gamyba.

Grafito taikymo sritis:

• ugniai atsparios įrangos kūrimas;
• tepalų gamyba;
• pieštukų laidų gamyba;
• branduolinė energija (kaip neutronų moderatorius);
• dirbtinė deimantų gamyba.

Populiariausia taikymo sritis yra papuošalų kūrimas. Apdorotas mineralas, vadinamas deimantu, turi didelę vertę ir yra labai populiarus juvelyrikos rinkoje. Daugeliui žmonių tai vis dar yra puiki investavimo galimybė.

Deimantų gamybos iš grafito technologija

Šiuolaikiniam mokslui dirbtinio deimanto kristalo auginimas yra tik smulkmena. Jei natūraliomis sąlygomis susidaro šimtai milijonų metų, tai specialiai įrengtoje laboratorijoje tai atliekama per daug trumpesnį laiką.

Nenatūralios gamybos principas – atkurti optimalias sąlygas, kurios yra palankiausios keisti anglies formą. Reikalinga ir aukšta temperatūra (nuo 1500 iki 3000 laipsnių), ir slėgis (keli GPa). Lengviausias būdas jį gauti – kaitinti grafitą iki dviejų tūkstančių laipsnių. Išlaikant aukštą slėgį, vyksta grafito pavertimo deimantais procesas. Tuo pačiu metu, kai slėgis mažėja, prasideda atvirkštinis procesas, kurio metu vienas mineralas virsta kitu.

Šiuo atžvilgiu, norint gauti deimantų kristalą, būtina ilgą laiką stabiliai palaikyti aukštus temperatūros ir slėgio parametrus. Dėl to konversijos technologija sunaudoja daug energijos ir kainuoja brangiai. Be to, šio proceso metu gaunamas tik pramoninis deimantas, kuris netinkamas naudoti papuošaluose.

Dėl šių priežasčių nenatūrali deimantų gamyba laikoma nuostolinga, palyginti su kasyba.

Dirbtinio grafito paruošimas

Yra šie dirbtinio grafito tipai: aukštakrosnė, koksas, retortas, Acheson.

Populiariausia nenatūrali rūšis yra koksas. Gamybos būdas apima tankios anglies masės gavimą iš smėlio ir kokso, jo deginimą, susijusį su karbonizacija. Paskutiniame etape vyksta kristalizacija (grafitizacija). Siekiant sumažinti poringumą, gautas mineralas impregnuojamas sintetinėmis dervomis ir skrudinimas kartojamas. Kiekvienas kartojamas ciklas žymiai sumažina poringumą. Iš viso gali būti iki penkių ciklų.

Reikšmingas dirbtinio grafito trūkumas yra įvairių priemaišų kiekis ir atitinkamai mažas „grynumas“.

Tai viskas! Labai ačiū už susidomėjimą ir dėmesį! Nepamirškite rekomenduoti šio straipsnio savo draugams socialiniuose tinkluose!

Komanda LyubiKamni

Kietas deimantas, žaidžiantis šviesoje ir nepermatomas, lengvai nulupamas grafitas, perkeltine prasme gali būti vadinamas broliais ir seserimis. Juk abiejų cheminėje sudėtyje yra tik vienas elementas – anglis. Išsiaiškinkime, kodėl, turėdami bendrą kilmę, šie mineralai taip skiriasi vienas nuo kito ir kuo deimantas skiriasi nuo grafito.

Apibrėžimas

Deimantas- mineralas anglies pagrindu. Jai būdingas metastabilumas, tai yra gebėjimas egzistuoti nepakitusiu pavidalu normaliomis sąlygomis neribotą laiką. Deimantą patalpinus tam tikromis sąlygomis, pavyzdžiui, vakuume aukštesnėje temperatūroje, jis virsta grafitu.

Deimantas

Grafitas– mineralas, veikiantis kaip anglies modifikacija. Trinties metu svarstyklės atsiskiria nuo visos medžiagos masės. Garsiausias grafito panaudojimas yra pieštukų laidų gamyba iš jo.

Grafitas

Palyginimas

Reiškinys, kai medžiagos turi skirtingas savybes, bet jas sudaro bendras cheminis elementas, vadinamas alotropija. Tačiau gamtoje, ko gero, nebėra tokių visiškai skirtingų to paties elemento alotropinių formų. Kas paaiškina skirtumą tarp deimanto ir grafito?

Čia lemiamą vaidmenį atlieka kiekvienos medžiagos kristalinės struktūros ypatybės. Pakalbėkime apie deimantą. Ryšys tarp jo atomų yra neįtikėtinai stiprus. Taip yra dėl to, kaip jie yra vienas kito atžvilgiu. Gretimos medžiagos atominės ląstelės turi kubinę formą. Dalelės yra ląstelių kampuose, jų kraštuose ir viduje. Tokio tipo struktūra vadinama tetraedrine.

Deimantinė ląstelė

Tokia atomų geometrija užtikrina tankiausią jų organizaciją, dėl kurios deimantas tampa kietas ir atsparus deformacijai. Tuo pačiu metu tai yra trapi medžiaga, kuri gali įtrūkti nuo smūgio. Struktūra taip pat lemia didelį deimanto šilumos laidumą ir jo kristalų gebėjimą laužyti šviesą.

Grafitas turi skirtingą struktūrą. Atominiame lygmenyje jis susideda iš sluoksnių, esančių skirtingose ​​plokštumose. Kiekvienas sluoksnis sudarytas iš šešiakampių, esančių vienas šalia kito, kaip korio. Ryšys tarp atomų, kurie yra šešiakampių viršūnės, yra stiprus tik kiekviename sluoksnyje. O atomai, esantys skirtinguose sluoksniuose, yra praktiškai nepriklausomi vienas nuo kito.

Grafito struktūra

Pieštukų žymės yra lengvai nuimami grafito sluoksniai. Dėl savo struktūrinių savybių medžiaga sugeria šviesą, įgauna gana nepastebimą išvaizdą (bet su metaliniu blizgesiu) ir yra laidi elektrai.

Mineralams būdingos savybės lemia jų tinkamumą tam tikroje srityje. Kuo skiriasi deimantas ir grafitas pagal jų pritaikymą? Briliantinis deimantas idealiai tinka papuošalų gamybai. O šios medžiagos kietumas leidžia iš jos gaminti aukštos kokybės stiklo pjaustytuvus, itin tvirtus grąžtus ir kitus populiarius gaminius.

Grafito strypai atlieka elektrodų vaidmenį daugelio procesų metu. Susmulkintas grafitas yra mineralinių dažų dalis ir naudojamas kaip tepalas. O iš šios medžiagos ir molio mišinio gaminami specialūs indai metalams lydyti.

Įvadas

1.1.Bendrosios deimanto charakteristikos

1.2. Bendrosios grafito charakteristikos

2. Pramoninės granito ir deimantų telkinių rūšys

3. Natūralios ir technologinės deimantų ir grafito rūdos rūšys

4. Granito ir deimantų telkinių plėtra

5. Granito ir deimantų panaudojimas

Išvada

Bibliografija.

Įvadas

Mūsų šalies deimantų pramonė yra vystymosi stadijoje, diegiamos naujos mineralų perdirbimo technologijos.

Rastas deimantų nuosėdas atskleidžia tik erozijos procesai. Tyrinėtojui tai reiškia, kad yra daug „aklų“ nuosėdų, kurios nepasiekia paviršiaus. Jų buvimą galima atpažinti iš aptiktų vietinių magnetinių anomalijų, kurių viršutinis kraštas yra šimtų, o jei pasiseks, dešimčių metrų gylyje. (A. Portnovas).

Remdamasis tuo, kas išdėstyta aukščiau, galiu spręsti apie deimantų pramonės plėtros perspektyvas. Todėl pasirinkau temą – „Deimantas ir grafitas: savybės, kilmė ir prasmė“.

Savo darbe bandžiau išanalizuoti grafito ir deimanto ryšį. Norėdami tai padaryti, palyginau šias medžiagas keliais požiūriais. Apžvelgiau bendrąsias šių naudingųjų iškasenų charakteristikas, pramoninius jų telkinių tipus, gamtinius ir techninius tipus, telkinių raidą, panaudojimo sritis, šių naudingųjų iškasenų reikšmę.

Nepaisant to, kad grafitas ir deimantas yra poliniai savo savybėmis, jie yra to paties cheminio elemento – anglies – polimorfinės modifikacijos. Polimorfai arba polimorfai yra medžiagos, kurių cheminė sudėtis yra tokia pati, bet skirtinga kristalų struktūra. Pradėjus dirbtinių deimantų sintezę, susidomėjimas anglies polimorfinių modifikacijų tyrimais ir paieška smarkiai išaugo. Šiuo metu, be deimantų ir grafito, patikimai nustatytais galima laikyti lonsdaleitą ir chaotitą. Pirmasis visais atvejais buvo rastas tik glaudžiai suaugęs su deimantu ir todėl dar vadinamas šešiakampiu deimantu, o antrasis randamas plokščių, besikeičiančių su grafitu, bet statmenai jo plokštumai, pavidalu.

1. Polimorfinės anglies modifikacijos: deimantas ir grafitas

Vienintelis mineralus formuojantis deimantų ir grafito elementas yra anglis. Anglis (C) yra D. I. Mendelejevo periodinės cheminių elementų sistemos IV grupės cheminis elementas, atominis skaičius - 6, santykinė atominė masė - 12,011 (1). Anglis yra stabili rūgštyse ir šarmuose, ją oksiduoja tik kalio arba natrio dichromatas, geležies chloridas arba aliuminis. Anglis turi du stabilius izotopus C (99,89%) ir C (0,11%). Duomenys apie anglies izotopinę sudėtį rodo, kad ji yra skirtingos kilmės: biogeninės, nebiogeninės ir meteoritinės. Anglies junginių įvairovė, paaiškinama jos atomų gebėjimu įvairiai jungtis tarpusavyje ir su kitų elementų atomais, lemia ypatingą anglies padėtį tarp kitų elementų.

1.1 Bendrosios deimantų charakteristikos

Žodis „deimantas“ iš karto primena slaptas istorijas apie lobių paieškas. Kadaise deimantus medžioję žmonės nenutuokė, kad jų aistros objektas yra kristalinė anglis, kuri formuoja suodžius, suodžius ir anglį. Tai pirmą kartą įrodė Lavoisier. Jis eksperimentavo degindamas deimantus, naudodamas specialiai šiam tikslui surinktą padegamąją mašiną. Paaiškėjo, kad deimantas dega ore maždaug 850-1000*C temperatūroje, nepalikdamas kietų likučių, kaip ir paprastos anglies, o gryno deguonies sraute dega 720-800*C temperatūroje. Kaitinamas iki 2000-3000*C neprieinant deguonies, jis virsta grafitu (tai paaiškinama tuo, kad deimante esantys homeopoliniai ryšiai tarp anglies atomų yra labai stiprūs, todėl labai aukšta lydymosi temperatūra.

Deimantas – bespalvė, skaidri kristalinė medžiaga, itin stipriai laužanti šviesos spindulius.

Anglies atomai deimante yra sp3 hibridizacijos būsenoje. Sužadintoje būsenoje valentiniai elektronai anglies atomuose susiporuoja ir susidaro keturi nesuporuoti elektronai.

Kiekvieną deimantų anglies atomą supa keturi kiti, esantys toliau nuo centro tetraedro viršūnėse.

Atstumas tarp atomų tetraedruose yra 0,154 nm.

Visų jungčių stiprumas yra vienodas.

Visas kristalas yra vienas trimatis rėmas.

20*C temperatūroje deimanto tankis yra 3,1515 g/cm. Tai paaiškina jo išskirtinį kietumą, kuris kinta išilgai kraštų ir mažėja seka: oktaedras – rombinis dodekaedras – kubas. Tuo pačiu metu deimantas turi puikų skilimą (išilgai oktaedro), jo lenkimo ir gniuždymo stipris yra mažesnis nei kitų medžiagų, todėl deimantas yra trapus, suyra nuo stipraus smūgio, o susmulkinus virsta milteliais. palyginti lengvai. Deimantas turi maksimalų kietumą. Šių dviejų savybių derinys leidžia jį naudoti abrazyviniams ir kitiems įrankiams, dirbantiems esant dideliam specifiniam slėgiui.

Deimantų lūžio rodiklis (2,42) ir dispersija (0,063) gerokai lenkia kitų skaidrių mineralų, o tai kartu su maksimaliu kietumu lemia jo, kaip brangakmenio, kokybę.

Azoto, deguonies, natrio, magnio, aliuminio, silicio, geležies, vario ir kitų priemaišų randama deimantuose, dažniausiai tūkstantosiomis procento dalimis.

Deimantas itin atsparus rūgštims ir šarmams, nėra drėkinamas vandens, tačiau turi savybę prilipti prie kai kurių riebalų mišinių.

Deimantai gamtoje randami tiek aiškiai apibrėžtų atskirų kristalų, tiek polikristalinių agregatų pavidalu. Teisingai suformuoti kristalai atrodo kaip daugiakampiai plokščiais paviršiais: oktaedras, rombinis dodekaedras, kubas ir šių formų deriniai. Labai dažnai deimantų briaunose yra daug augimo ir tirpimo stadijų; jei jie nematomi akimis, kraštai atrodo lenkti, sferiniai, aštuonkampio, šešiakampio, stačiakampio ir jų derinių formos. Įvairios kristalų formos atsiranda dėl jų vidinės struktūros, defektų buvimo ir pasiskirstymo pobūdžio, taip pat dėl ​​fizikinės ir cheminės sąveikos su kristalą supančia aplinka.

Tarp polikristalinių darinių išsiskiria balai, karbonadas ir lenta.

Balasai yra radialinės struktūros sferulito dariniai. Carbonado - kriptokristaliniai agregatai, kurių atskirų kristalų dydis yra 0,5-50 mikronų. Karoliukas yra skaidraus grūdo užpildas. Ballas ir ypač carbonado turi didžiausią kietumą iš visų deimantų rūšių.

1 pav. Deimantinės kristalinės gardelės struktūra.

2 pav. Deimantinės kristalinės gardelės struktūra.

1.2 Bendrosios grafito charakteristikos

Grafitas yra pilkai juoda kristalinė medžiaga su metaliniu blizgesiu, riebi liesti, o kietumas prastesnis net už popierių.

Grafito struktūra yra sluoksniuota, sluoksnio viduje atomai yra sujungti mišriomis joninėmis-kovalentinėmis jungtimis, o tarp sluoksnių – iš esmės metaliniais ryšiais.

Anglies atomai grafito kristaluose yra sp2 hibridizacijoje. Kampai tarp jungties krypčių lygūs 120*. Rezultatas yra tinklelis, sudarytas iš įprastų šešiakampių.

Kaitinamas be oro prieigos, grafitas nesikeičia iki 3700 * C. Esant nurodytai temperatūrai, jis išstumiamas neištirpęs.

Grafito kristalai paprastai yra plonos plokštės.

Dėl mažo kietumo ir labai tobulo skilimo grafitas lengvai palieka popierių, kuris yra riebus liesti. Šios grafito savybės atsiranda dėl silpnų ryšių tarp atominių sluoksnių. Šių jungčių stiprumo charakteristikos pasižymi maža savitoji grafito šiluma ir aukšta lydymosi temperatūra. Dėl šios priežasties grafitas pasižymi itin dideliu atsparumu ugniai. Be to, gerai praleidžia elektrą ir šilumą, yra atsparus daugeliui rūgščių ir kitų chemikalų, lengvai maišosi su kitomis medžiagomis, pasižymi mažu trinties koeficientu, dideliu tepimu ir dengimo savybėmis. Visa tai lėmė unikalų svarbių savybių derinį viename minerale. Todėl grafitas plačiai naudojamas pramonėje.

Anglies kiekis mineraliniame užpilde ir grafito struktūra yra pagrindiniai ypatumai, lemiantys kokybę. Grafitas dažnai vadinamas medžiaga, kuri, kaip taisyklė, yra ne tik monokristalinė, bet ir monomineralinė. Jie daugiausia reiškia grafito medžiagos, grafito ir grafito turinčių uolienų bei sodrinimo produktų agregatų formas. Be grafito, juose visada yra priemaišų (silikatų, kvarco, pirito ir kt.). Tokių grafito medžiagų savybės priklauso ne tik nuo grafito anglies kiekio, bet ir nuo grafito kristalų dydžio, formos bei tarpusavio santykių, t.y. apie naudojamos medžiagos tekstūrines ir struktūrines savybes. Todėl, norint įvertinti grafito medžiagų savybes, būtina atsižvelgti tiek į grafito kristalinės struktūros ypatumus, tiek į kitų jų komponentų tekstūrines ir struktūrines ypatybes.

3 pav. Grafito kristalinės gardelės struktūra.

4 pav. Grafito fenokristalai kalcite.

2. Pramoninės deimantų ir grafito telkinių rūšys

Deimantų telkiniai skirstomi į aliuvinius ir pirminius, tarp kurių yra tipų ir potipių, kurie skiriasi atsiradimo sąlygomis, rūdos kūnų formomis, deimantų koncentracija, kokybe ir atsargomis, kasybos ir sodrinimo sąlygomis.

Pirminiai kimberlito tipo deimantų telkiniai visame pasaulyje yra pagrindiniai eksploatavimo objektai. Iš jų išgaunama apie 80% natūralių deimantų. Pagal deimantų atsargas ir dydžius jie skirstomi į unikalius, didelius, vidutinius ir mažus. Didžiausiu pelningumu kasami viršutiniai unikalių ir didelių telkinių, atsidūrusių paviršiuje, horizontai. Juose yra pagrindiniai atskirų deimantų turinčių kimberlito laukų atsargos ir numatomi deimantų ištekliai. Kimberlitai yra „vulkaninės angos“, užpildytos brekcija. Brečią sudaro fragmentai ir ksenolitai, supantys ir nusėdę ant uolienų, iš uolienų fragmentų, atneštų iš 45–90 km ar didesnio gylio. Cementas yra vulkaninė medžiaga, šarminės-ultrobazinės sudėties tufai, vadinamieji kimberlitai ir lamproitai. Kimberlito vamzdžiai yra ant platformų, lamproito vamzdžiai yra jų sulankstytame rėme. Vamzdžių susidarymo laikas yra skirtingas – nuo ​​archeno iki kainozojaus, o deimantų, net ir jauniausių iš jų, amžius siekia apie 2-3 milijardus metų. Vamzdžių susidarymas yra susijęs su šarminių-ultrobazinių tirpalų prasiveržimu aukštyn siaurais kanalais esant aukštam slėgiui, daugiau nei 80 km gylyje, maždaug 1000* temperatūroje. Dauguma gerai ištirtų kimberlito kūnų turi sudėtingą struktūrą; supaprastintu atveju vamzdžio konstrukcijoje yra du pagrindiniai uolienų tipai, susidarę per dvi vienas po kito einančius įsiskverbimo fazes: brekcija (1 stadija) ir masyvus „stambaus porfyro“ kimberlitas (2 stadija). Kai kurių kimberlito vamzdžių konstrukcijoje taip pat buvo identifikuoti kimberlito pylimai ir su vamzdžiais susijusios gyslos. Buvo aptikti aklieji kūnai, sudaryti iš kimberlito magmos dalių, kurios nepasiekė paviršiaus. Su pylimais ir kimberlito gyslomis susiję telkiniai, kaip taisyklė, priklauso mažų, rečiau vidutinio dydžio deimantų atsargų kategorijai.Daugeliu atvejų proveržis į viršų pasiekė paleo paviršių, tačiau daugelis sprogimo vamzdžių gali būti „akli“ ir dar nebuvo atskleistos erozijos, t.e. guli kažkur giliai. Tačiau Žemės paviršiuje taip pat yra vietų, kur atsiranda slėgis, kurio visiškai pakanka deimantams susidaryti. Tai meteoritų smūgio vietos, kur deimantas randamas ne tik Žemėje, bet ir daugelyje pačių meteoritų.