grafite
Indice
Descrizione generale
sf. [sec. XIX; dal francese graphite, dal tema del greco gráphō, scrivere]. Stato allotropico del carbonio, costituito da atomi disposti nello spazio in un reticolo a simmetria esagonale anziché monometrica come quella del reticolo dell'altro stato allotropico del carbonio, il diamante. "La rappresentazione schematica del reticolo cristallino della grafite è a pag. 155 dell’11° volume." . "Per il reticolo cristallino della grafite vedi il lemma del 10° volume." Il reticolo della grafite è formato da un insieme di piani paralleli e relativamente distaccati di atomi di carbonio, il che spiega l'aspetto lamellare e la facile sfaldatura dei cristalli naturali di grafite. Più spesso la grafite si rinviene però in masse criptocristalline o finemente lamellari, entro rocce che hanno subito un intenso metamorfismo (gneiss antichi, scisti, calcari cristallini); può anche derivare da rocce sedimentarie carboniose metamorfosate per contatto da magmi inglobanti. La grafite naturale pura presenta un colore grigioscuro simile a quello del piombo rimasto a contatto con l'atmosfera, da cui il nome di piombaggine con il quale talvolta la si indica; è untuosa al tatto e tenerissima. La grafite è relativamente diffusa e abbondante e ne esistono giacimenti in tutti i continenti. I più importanti sono quelli del Messico, della Corea, del Madagascar, di Srī Lanka e di varie località degli Stati Uniti. In Europa ricchi giacimenti di grafite vengono sfruttati nel Nordland in Norvegia, in Svezia, in Baviera e in Austria; in Italia se ne estrae una certa quantità nelle valli del Pellice, del Chisone e della Bormida. La grafite naturale contiene sempre quantità considerevoli e variabili da un giacimento all'altro di impurezze minerali, soprattutto argilla e altri silicati, silice, carbonato di calcio, ecc. che, unitamente al grado di cristallinità, ne influenzano il valore tecnico e commerciale. Le qualità più pregiate hanno un titolo in carbonio fino al 90-95%, quelle italiane un titolo dal 45 all'87%.
Applicazioni e consumi
La grafite, destinata a varie applicazioni, viene in genere depurata da una parte degli inquinanti minerali attraverso processi di cernita e di levigazione e anche attraverso processi di attacco chimico che solubilizzano molte delle impurezze asportandole; il materiale così depurato viene poi in genere pressato a umido in formelle. Nel tempo, si è andata gradualmente sviluppando la produzione di grafite artificiale, il cui consumo complessivo ha ormai superato quello della grafite naturale. Si produce dal coke di petrolio, riscaldandolo al riparo dell'aria per 12-24 ore in forni elettrici a una temperatura prossima ai 3000 ºC. La grafite artificiale presenta il vantaggio di essere pressoché priva di impurezze minerali, particolarmente dannose in alcuni impieghi. La grafite è fortemente refrattaria e fonde solo oltre i 3650 ºC; è un buon conduttore di elettricità e anche di calore. È inerte agli agenti chimici, anche se meno del diamante; brucia a una temperatura superiore ai 450 ºC; oltre i 1500 ºC si combina con molti metalli formando i corrispondenti carburi. La grafite viene usata in elettrometallurgia come elettrodo di celle elettrolitiche. Un uso tradizionale della grafite è quello nella preparazione delle mine per matite; forti quantità di grafite vengono usate, date le sue ottime proprietà refrattarie, per la preparazione di crogioli per l'industria metallurgica, che vengono foggiati impastando la grafite, in misura dal 20 al 40%, con altri materiali e cuocendo poi il manufatto ad alta temperatura; rilevante è anche il consumo di grafite artificiale, negli elettrodi impiegati nella metallurgia dell'alluminio e, in elettrotecnica, per la fabbricazione di spazzole per motori e generatori elettrici. Viene usata nei reattori nucleari, anche come moderatore (in questo caso deve essere particolarmente pura). La grafite finemente dispersa in liquidi diversi o anche sotto forma di polvere minutissima viene utilizzata in molte applicazioni quale lubrificante, e inoltre quale pigmento in vernici per l'industria grazie all'ottima stabilità chimica e alla resistenza alle alte temperature.