میزان ذخیره گرافیت کشور چقدر است؟

گرافیت یک ماده معدنی باارزش است که میزان مصرف آن در جهان با توسعه تکنولوژی‌های جدید و دوستدار محیط زیست به واسطه داشتن خواص منحصر به فرد رو به افزایش است. گرافیت طبیعی با توجه به میزان تبلور یافتگی به ترتیب به سه گروه گرافیت آمورف، پولکی و رگه‌ای تقسیم می‌شود. در ایران، محدوده دگرگونی سنندج و سیرجان و همچنین محدوده شرقی مستعد کانی‌زایی گرافیت هستند. در استان لرستان چند ذخیره گرافیت شناسایی شده و مورد بهره برداری قرار گرفته است. مشکل اصلی گرافیت‌های ایران، خلوص پایین و محتوای بالای خاکستر است؛ بنابراین فرآوری آن یک ضرورت به شمار می‌رود. ذخیره‌های گرافیتی موجود در ایران تنها شبه گرافیت هستند و از کیفیت مطلوبی برخوردار نیستند.

چگونگی تشکیل گرافیت

گرافیت یکی از کانی‌هایی است که به عنوان نرم‌ترین ماده معدنی از آن یاد شده و در ساخت قطعات تلفن همراه و خودروی‌های برقی استفاده می‌شود. این کانی که ماده تشکیل‌دهنده آن کربن است ساختاری لایه‌ای دارد و از کنار هم قرار گرفتن ۶ اتم کربن به صورت ۶ ضلعی منظم پدید می‌آید. این کانی که شرایط تشکیل آن تنها در چند کشور میسر است، سبب شده تا از ارزش اقتصادی زیادی برخوردار شود.

گرافیت که نماد شیمیایی آن C است در اثر دگرگونی رسوبات کربن دار و نیز در اثر واکنش ترکیبات کربن با محلول‌های هیدروترمال به وجود می‌آید. گرافیت زمانی تشکیل می‌شود که کربن در معرض گرما و فشار پوسته و بخش بالایی جبه زمین قرار گیرد. برای این که گرافیت به وجود آید باید فشاری برابر ۷۵۰۰۰ پوند در هر اینچ مربع و دمایی در حدود ۷۵۰ درجه سلسیوس به آن وارد آید.

بیشتر گرافیتی که در سطح زمین دیده می‌شود در مرز صفحات همگرای زمین، یعنی جایی که سنگ شیل غنی از ماده ارگانیک و سنگ آهک در معرض گرما و فشار دگرگونی ناحیه‌­ای قرار می‌گیرند، تشکیل می‌شود. در نتیجه مرمر، شیست و گنیس تشکیل می‌شود که دارای بلورها و ورقه‌های ریز گرافیت هستند. زمانی که گرافیت در مقادیر زیاد انباشته می‌شود، می‌توان سنگ‌های نام برده را استخراج کرد و به اندازه‌های کوچک خرد کرد تا ورقه‌های گرافیت موجود در آن‌ها آزاد شود و به دنبال فرآیندهایی مانند «جداسازی طبق چگالی ویژه» یا «شناورسازی کف» گرافیتی که تراکم کمتری دارد از آن جدا شود. محصول تولید شده گرافیت ورقه‌ای است. شناورسازی کف یکی از مهم‌ترین روش‌های جداسازی ماده معدنی از مواد زاید و یکی از دقیق‌ترین روش‌ها برای پرعیار کردن مواد معدنی است.

نوع دیگر گرافیت از دگرگونی رگه‌های نازک زغال سنگ شکل می‌گیرد. مواد اصلی ارگانیک موجود در زغال سنگ شامل کربن، اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و گوگرد هستند. گرمای ناشی از دگرگونی، مولکول‌های ارگانیک زغال سنگ را از بین می‌برد و اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و گوگرد موجود در آن را تبخیر می‌کند. چیزی که باقی می‌ماند کربن تقریبا خالصی است که به شکل گرافیت معدنی متبلور می‌شود. این گرافیت در رگه‌های باریکی تشکیل می‌شود که به لایه اصلی زغال سنگ ارتباط دارند. این ماده پس از استخراج گرافیت بی شکل نامیده می‌شود. کاربرد واژه بی‌شکل در واقع نادرست است، چون این نوع گرافیت دارای ساختار بلوری است. این ماده وقتی که از معدن بیرون آورده می‌شود ظاهری شبیه به کلوخه‌های زغال سنگ دارد، ولی بدون نوارهای تیره و روشن است.

مقدار کمی‌ گرافیت در اثر واکنش ترکیبات کربن به دنبال دگرگونی هیدروترمال تشکیل می‌شود. این کربن قابلیت جابه‌جا شدن و رسوب کردن در رگه‌هایی که متصل با کانی‌های هیدروترمال هستند را دارد. چون این کربن در جریان آب شسته و جابه‌جا می‌شود، میزان تبلور بالایی دارد. این ویژگی، آن را به ماده‌ای مناسب برای بسیاری از مصارف الکتریکی تبدیل کرده است.

مقادیر بسیار کمی‌ از گرافیت به عنوان کانی اولیه در سنگ‌های آذرین شکل می‌گیرد. به شکل ذرات بسیار کوچکی در جریان‌های آتشفشانی بازالت و سینیت یافت شده و در پگماتیت‌ها هم دیده می‌شود. برخی شهاب سنگ‌های آهنی نیز مقادیر اندکی گرافیت در خود دارند که این نوع گرافیت از لحاظ اقتصادی ارزشی ندارد.

گرافیت مصنوعی با حرارت دادن موادی با درصد بالای کربن مانند کُک نفتی در دمایی بین ۲۵۰۰ تا ۳۰۰۰ درجه سلسیوس حاصل می‌شود. در چنین دمای بالایی، همه مواد فرار و بسیاری از فلزات در ماده قابل تزریق یا از بین می‌روند یا از آن خارج می‌شوند. گرافیتی که باقی می‌ماند به یک ساختار صفحه مانند بلوری می‌چسبد. درجه خلوص گرافیت مصنوعی تا ۹۹ درصد کربن هم می‌رسد.

ذخایر گرافیتی ایران محدود است

گرافیت یک ماده معدنی است که جزو کانی‌هایی است که در محدوده سنندج – سیرجان بیشتر دیده شده است. در ایران، استان لرستان شرایط بهتری نسبت به دیگر مناطق کشور برای تشکیل و گرافیت‌زایی دارد و ذخایر گرافیت در استان لرستان بهره‌برداری شده و مورد استفاده قرار گرفته است. البته اثراتی از گرافیت در استان خراسان رضوی و سیستان و بلوچستان هم دیده شده است؛ اما، بخش عمده‌ای از نیاز کشور به گرافیت، از طریق واردات تامین می‌شود.

همانطور که گفته شد، استان لرستان، به عنوان یکی از استان‌های تالک خیز و گرافیت‌دار به شمار می‌آید؛ اما کیفیت گرافیت موجود در ایران نسبت به گرافیت‌های شناخته شده در جهان پایین بوده و ناخالصی بالایی دارد. در برخی موارد میزان کیفیت مواد معدنی به اندازه‌ای بالا و مطلوب است که با وجود کم بودن میزان ذخایر، بازهم تمایل برای سرمایه‌گذاری و فرآوری محصول وجود دارد؛ اما ذخایر گرافیتی ایران تنها «شبه‌گرافیت» است و در استان‌های خراسان جنوبی، خراسان رضوی و سیستان و بلوچستان یافت می‌شود. امکان استفاده از این ذخایر که ناخالصی بالایی دارند و بیشتر به صورت شیل هستند، در صنعت وجود ندارد.

برگرفته از کتاب جامع از نفت تا گرفت؛ مسئله الکترود گرافیتی

منابع:

• https://civilica.com/doc/857510/certificate/print
• https://www.smtnews.ir/mine/mining-development
• https://www.ettelaat.com/mobile/?p=104394&device=phone