
【機】 graphitic anthracite
black lead; graphite; plumbago; pot lead
【化】 black lead; graphite; mineral black; mineral carbon; pot lead
【醫】 black leaching; graphite; plumbago
account; certificate; condition; shape; state; written complaint
【醫】 appearance
anthracite; blind coal
【化】 anthracite
【醫】 anthracite
石墨狀無煙煤(Graphitic Anthracite)是一種高煤化程度的無煙煤亞種,其分子結構呈現類似石墨的層狀有序排列。該術語在礦物學和能源工業領域具有以下核心特征:
物理性質
石墨狀無煙煤具有金屬光澤和高度緻密結構,其碳含量通常超過95%,揮發分低于5%(中國煤炭分類标準,GB/T 5751-2009)。其導電性與天然石墨接近,摩氏硬度介于2.0-2.5之間,常見于變質程度極高的煤層中。
化學結構特征
通過X射線衍射分析可見,其碳原子呈現sp²雜化形成的六方晶格結構,層間距約為0.336 nm,接近天然石墨的0.335 nm(《Coal Geology》期刊,2020年研究報告)。這種結構源于地質變質過程中高溫高壓導緻的芳香環高度縮合。
工業應用
主要作為石墨替代材料用于锂離子電池負極、核反應堆減速劑等高新技術領域(美國地質調查局USGS 2022年度礦産報告)。在冶金工業中,因其高固定碳含量和低灰分特性,常用于生産高純度碳素制品。
鑒别标準
與普通無煙煤的區别在于:
(國際煤岩學委員會ICCP 2018年分類指南)
“石墨狀無煙煤”是無煙煤經過進一步變質或人工處理形成的特殊形态,兼具無煙煤的物理特性和石墨的部分結構特征。以下是詳細解釋:
基本性質
無煙煤是煤化程度最高的煤種,含碳量達86%-97% 。其特點是質地堅硬(莫氏硬度2-3)、呈金屬光澤,燃燒時無煙且發熱量高(約6000-6500千卡/公斤)。
石墨化形成條件
當無煙煤在高溫(通常超過2000℃)或地質高壓環境下,碳原子會重新排列成層狀結構,形成類似石墨的晶體排列,此時被稱為“石墨狀無煙煤”。這一過程在工業上可通過人工石墨化處理實現。
特性與應用
與普通無煙煤的區别
| 特性 | 普通無煙煤 | 石墨狀無煙煤 |
|--------------|------------------|--------------------|
| 碳結構 | 無序排列 | 層狀有序排列 |
| 導電性 | 不導電 | 具導電性 |
| 硬度 | 較高(莫氏2-3) | 略低(接近石墨) |
| 典型用途 | 燃料、過濾材料 | 電極、高溫材料 |
需注意,自然界中完全石墨化的無煙煤較為罕見,多數石墨狀無煙煤需通過工業處理獲得。
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