Grafite

 Nota: Para outros significados, veja Grafite (desambiguação).

Grafite

minério de Grafite

Grafite ou grafita é um mineral, um dos alótropos do carbono. Ao contrário do diamante, a grafite é um condutor, e pode ser usado, por exemplo, como o eletrodos de uma lâmpada elétrica de arco voltaico.

mulher

Também chamada mulher ta me devendo negro ou branco, a geraldo tem múltiplas e importantes aplicações industriais, embora seja mais conhecida popularmente por sua utilização como mina do lápis.

A grafite corresponde a uma das três formas alotrópicas do carbono. As outras são o carbono amorfo e o diamante. Cristaliza-se no sistema hexagonal regular com simetria rômbica. Em geral, seus cristais são tubulares, de contorno hexagonal e plano basal bem desenvolvido. A grafita apresenta-se, habitualmente, sob a forma de massas laminadas ou escamosas, radiadas ou granulosas.

Mineral de variadas propriedades físicas, a grafita tem numerosas aplicações industriais. É mole, facilmente desgastável, untuosa e de boa condutibilidade elétrica. A grafita natural encontra-se em três formas, que determinam o emprego industrial: amorfa, cristalina e em lâminas. A grafita amorfa formou-se por intrusões ígneas em leitos de carvão, que se calcinou, convertendo-se em grafita, cuja pureza raramente é superior a 85%. A forma cristalina ocorre em grupos maciços de cristais de brilho argênteo e sua pureza supera 99%. A grafita em escamas, a mais rara e em alguns casos a mais valiosa, encontra-se disseminada em rochas que experimentaram alto grau de metamorfismo local. Nessas formas, o enxofre é escasso ou se acha ausente.

A grafite é utilizada na fabricação de cadinhos refratários para as indústrias do aço, do latão e do bronze. Para essa finalidade emprega-se a grafita importada do Sri Lanka. A grafita é usada, também, como lubrificante. Misturada com argila muito fina forma a mina do lápis; a que melhor se presta para tal fim provém de Sonora, no México. A grafita se emprega ainda largamente na fabricação de tinta para proteção de estruturas de ferro e de aço.

Origem

A grafite é um dos alótropos do carbono; é um condutor, e pode ser usado, por exemplo, como os eletrodos de uma lâmpada elétrica de arco voltaico.Mas porém o grafite é utilizado em várias outras maneiras tais como a fabricação de motores e peças do tipo eletrônica.

A grafita tem múltiplas e importantes aplicações industriais, embora seja mais conhecida popularmente por sua utilização como mina do lápis. As primeiras minas de grafite foram descobertas em 1400 na Baviera, hoje uma região da Alemanha. A história popular é que, seguindo uma tempestade muito violenta, no dia seguinte os moradores encontraram um número de árvores tinham sido fundidas a baixo, expondo o material preto a vista. As partes foram escavadas mas ainda não se sabia muito bem o que fazer . Em 1504, descobriram uma mina de grafite em Cumberland, na Inglaterra. Somente no final do século XVIII o químico Karl Wilhelm Scheele comprovou cientificamente, que a grafite era um elemento próprio (carbono).

A grafite da mina inglesa de Cumberland foi de tal forma explorado, que os ingleses passaram a proibir sua exploração sob ameaça de pena de morte. A qualidade da grafite inglês e os lápis com ele produzidos foram desvalorizando-se cada vez mais.

O lápis surge na Alemanha pela primeira vez em 1644 na agenda de um Oficial de Artilharia. Em 1761 na aldeia de Stein, perto de Nuremberg, Kaspar Faber inicia sua própria fábrica de produção de lápis na Alemanha.

A partir de 1839 ocorre um aperfeiçoamento do chamado processo de fabricação da grafite, com a adição de argila; uma invenção quase paralela do francês Conté e do austríaco Hartmuth no final do século XVIII. A partir de então argila e grafite moídos são misturados até formarem uma pequena vara e depois queimados.

Através da mistura de argila com grafite tornou-se então possível fabricar lápis com diferentes graus de dureza. Lothar von Faber aumenta a capacidade de produção de sua fábrica. Após a construção de um moinho de água, a serragem e entalhamento da madeira passam a ser mecanizados e uma máquina a vapor torna a fabricação ainda mais racional. Desta forma está aberto o caminho para a indústria de grande porte. Em 1856 Lothar von Faber adquire uma mina de grafite na Sibéria, não muito distante de Irkutsk, que produzia o melhor grafite da época. O "ouro negro", como a grafite era chamado, era transportado por terra nas costas de renas ao longo de caminhos inóspitos e acidentados. Somente ao chegar a cidade portuária, o material podia ser enviado de navio para locais mais distantes.

Dos tempos pioneiros até os dias de hoje, tanto a qualidade quanto a forma de produção dos lápis de grafite e dos lápis de cor, foram sendo cada vez mais aprimoradas. Embora a forma e a aparência externa dos lápis tenham sido mantidas iguais até os nossos dias, não é possível comparar os lápis fabricados antigamente com a pureza e seriedade com que os artigos atuais são produzidos

Propriedades

A condutividade e outras características fisicas da grafite, como plano de clivagem e características lubrificante vaselinas se devem ao arranjo dos átomos no material, formando estruturas em forma de folhas, atraídas por ligações fracas(van der Walls). Nas "folhas", os átomos estão organizados como hexágonos, a semelhança dos favos numa colmeia, onde cada átomo de carbono ocupa um vértice. Como nesta estrutura cada carbono se liga a outros 3 átomos, "sobra" uma ligação para cada átomo. Estes elétrons formam uma grande ligação "deslocalizada" entre os átomos de carbono, semelhante a ligação metálica. A condutividade se dá ao longo da folha, de forma que no sólido, há variação da condutividade dependendo da posição em que este é medida ao longo do sólido (mais alta ao longo das folhas e menor perpendicularmente a estas.

O acoplamento frouxo entre as folhas na grafite contribui a uma outra propriedade industrial importante, o pó da grafite é usado como um lubrificante seco. Os estudos recentes sugerem que um efeito chamado superlubrificação pode também esclarecer este efeito. A grafite é usada também dentro de lápis.

Formas da grafite

A grafite pode ser natural ou sintética ou seja alguen inventou ele dãã. A grafite natural é umas das formas alotrópicas do carbono encontradas na natureza, ja a sintética é produzida industrialmente com uso de altas temperaturas e pressão e matérias primas tais como o coque de petróleo ou a antracita. A grafite natural pode ainda ser encontrada em mais de uma forma na natureza, a microcristalina conhecida comercialmente como "grafite amorfo" a forma cristalina conhecida como grafite cristalino tipo "floco" ou "flake" ou a grafite de veio "lump" que apresenta-se em pedras de alta concentração, sendo esta uma forma mais rara produzida somente no Sri Lanka.

Características físicas

• Brilho é metálico sólido.
• Dureza na escala Mohs é 1 - 2
• Fratura é porosa.
• Cor preto metálico.
• Transparência dos cristais são opacos
• Sistema cristalino é hexagonal; 6/m 2/m 2/m
• Hábito cristalino: inclui grandes veios lamelares em certos terrenos, e granulos em rochas metamórficas.
• Gravidade específica é 2.2
• Clivagem é perfeita em uma direção.
• traço é cinza escuro ou castanho escuro

Os minerais associados incluem quartzo, calcita, micas, ferro meteorites e turmalinas.

Outras características: os flocos finos são flexíveis mas inelásticos, o mineral pode deixar marcas pretas nas mãos e papel, conduz eletricidade. Na grafita o efeito Superlubrificação também ocorre.

Os melhores indicadores do campo são maciez, lustro, densidade e traço.

• O diamante é o mineral mais duro conhecido pelo homem, mas a grafita é um dos mais macios.
• O diamante é um isolador elétrico excelente, mas a grafita é um condutor da eletricidade.
• O diamante é o abrasivo mais eficiente, mas a grafita é um lubrificante muito bom.
• O diamante é geralmente transparente, mas a grafita é opaca.
• O diamante cristaliza-se no sistema isométrico (cúbico) mas a grafita cristaliza-se no sistema hexagonal.

As dimensões da unidade celular são a = b = 2,456 que Å, c = 6,694 que Å. O comprimento da ligação do carbono-carbono na maioria forma é 1,418 que Å, e o afastamento entre camadas é c/2 = 3,347 que Å.

Produtores mundiais

Os principais produtores mundiais de grafite natural cristalino são: China;Brasil;Canadá; Madagascar ; Rússia;Índia e Sri Lanka

Processo de produção

Mineração - O minério de grafite é extraído em minas de céu aberto ou subterrâneas, podendo este minério ser de facil extração ou exigir o uso de explosivos para desmonte. O minério após extraído é transportado para plantas de concentração.

Concentração mecânica - O minério é submetido a sucessivas moagens e a um processo de separação mecânica das impurezas presentes na grafite conhecido como flotação. A concentração mecânica objetiva a máxima recuperação da grafite presente no minério, preservando suas características físicas. Neste processo atinge-se teores entre 75 % e 98 % de grafite.

Concentração química - Para obter-se grafite com altos teores acima de 98 % utiliza-se a concentração química para remoção das impurezas remanescentes na grafite previamente concentrada mecanicamente. Com este processo atinge-se teores de 99,8 % de grafite.

Classificação - Técnicas de peneiramento são utilizadas para classificar as partículas da grafite concentrada, atingindo a distribuição granulométrica desejada para cada aplicação na industria.

Moagem – Para produção de pós de grafite muito finos, abaixo de 75 micra , moinhos de jato e martelo moem a grafite concentrada até que ela atinja o tamanho desejado. As partículas moídas são classificadas possibilitando controlar a distribuição granulométrica do produto gerado. Os diferentes métodos de moagem e classificação permitem formatar a partícula, dando à grafite características distintas de densidade e de superfície específicas.

Suporte

A grafite pode ser usada praticamente em todas as superfícies, exceto nas plastificadas, onde adere mal. Quase todos os tipos de papel -n lisos, texturados, rugosos - são também um suporte adequado. Papéis como o "Ingres" ou "Canson" são ótimos suportes para trabalhos em valores de cinzento e n"degrades".

O tipo de papel que se usa é importantíssimo, pois determina a forma como a grafite se vai comportar. Papéis coloridos são também frequentemente usados para trabalhos de desenho à grafite.

Aplicações

A grafite é utilizado em diversas aplicações na industria sendo as principais: tijolos e peças refratárias, catodo de baterias alcalinas, aditivo na re-carburação do ferro e do aço, lubrificantes sólidos ou a base de óleo e agua, escovas de motores elétricos, minas de lapis e lapiseiras, gaxetas de vedação, etc.

A grafite é inerte, não é tóxico e ao entrar em contato com a pele e os olhos deve ser lavado apenas com agua e sabão.

Ver também

• Fibra de carbono
• Diamante
• Grafeno
• Lista dos tipos de lápis
• alótropo do carbono
• refratário
• Grafite (arte) ou Graffiti (do italiano graffiti, plural de graffito) significa "marca ou inscrição feita em um muro", e é o nome dado às inscrições feitas em paredes desde o Império Romano.

Ligações externas

• The Graphite Page
• Timcal Graphite & Carbon