الدليل الشامل لغبار الجرافيت

غبار الجرافيت هو مسحوق مصنوع من الجرافيت. الجرافيت عبارة عن هيكل كربوني بلوري سداسي الطبقات سداسي الطبقات من أربع طبقات، وهو رمادي فضي مع بريق معدني. إنه مصنوع من فرن كهربائي بدرجة حرارة عالية 3000 درجة مئوية. أثناء إنتاج واستخدام الجرافيت، يمكن إنتاج كمية كبيرة من غبار الجرافيت.

مصادر غبار الجرافيت

جرافيت طبيعي

جرافيت طبيعي يتوزع على نطاق واسع في الصخور النارية والصخور الرسوبية والصخور المتحولة، مثل النيس والكوارتزيت والرخام. في التغيرات الجيولوجية، أو التجوية أو الكوارث الطبيعية الانفجارات البركانية وغيرها من العمليات الطبيعية، قد يتكسر خام الجرافيت ويتآكل وغير ذلك من التأثيرات لتشكيل غبار الجرافيت.

ويمكن أن يترسب غبار الجرافيت المتولد طبيعياً في التربة أو الماء أو الهواء. ومع ذلك، بالمقارنة مع غبار الجرافيت المنتج صناعياً، فإن كمية الغبار المتولدة طبيعياً صغيرة والتوزيع أكثر تشتتاً.

طرق إنتاج غبار الجرافيت

في الأنشطة البشرية، يشير غبار الجرافيت عادةً إلى الجسيمات الدقيقة التي تنتج أثناء الإنتاج أو الاستخدام بسبب عمليات التعدين والطحن والسحق والغربلة وغيرها من عمليات معالجة الجرافيت، والتي تشكل الغبار في الهواء. لذلك، فهو في الأساس منتج ثانوي ينتج عندما يقوم الناس بمعالجة منتجات الجرافيت.

خواص غبار الجرافيت

الخصائص الفيزيائية :

• اللون والمظهر: عادةً ما يكون غبار الجرافيت أسود مائل إلى الرمادي أو رمادي داكن، مع بريق معدني.
•  حجم الجسيمات: يتوزع حجم الجسيمات بشكل رئيسي في نطاق 0.1-1 ميكرومتر.
• الكثافة: تكون كثافة غبار الجرافيت منخفضة نسبيًا، وعمومًا حوالي 2 جم/سم مكعب.
• نقطة الانصهار: نقطة انصهار غبار الجرافيت عالية جدًا، تصل إلى 3000 درجة مئوية أو أكثر، مما يجعلها مستقرة في بيئة درجة حرارة عالية. وبالتالي يمكن أن يتحمل مسحوق الجرافيت درجات الحرارة العالية ويبقى مستقرًا في الظروف القاسية.
• التوصيل الكهربائي: تتمتع بموصلية كهربائية جيدة وهي مادة موصلة غير معدنية ممتازة.
• التزييت: هيكل الطبقات يجعلها تتمتع بتشحيم جيد ويمكن استخدامها لتقليل الاحتكاك والتآكل.

هذه الخصائص الفيزيائية تجعل غبار الجرافيت يستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات، مثل تصنيع الأقطاب الكهربائية ومواد التشحيم والطلاء والمعادن والصناعات الكيميائية وما إلى ذلك.

الخواص الكيميائية لغبار الجرافيت

الخصائص الكيميائية لغبار الجرافيت مستقرة نسبيًا، وهي كالتالي:

• الثبات في درجة حرارة الغرفة: غبار الجرافيت مستقر كيميائيًا في درجة حرارة الغرفة، ولا يذوب في الماء أو الحمض المخفف أو القلويات المخففة أو المذيبات العضوية.

• Reactivity: graphite is stable in almost all chemical media except for strong oxidizing substances and certain halogens. In addition, at high temperatures, it can react with many metals to form metal carbides, so it can be used to smelt metals.

•  مقاومة التآكل: يتميز غبار الجرافيت بمقاومة التآكل، ويمكنه مقاومة التآكل الحمضي والقلوي والمذيبات العضوية.

تطبيقات ومجالات استخدام غبار الجرافيت

الاستخدامات الصناعية الرئيسية

•  Synthesis of solar panels: Due to its good electrical conductivity and chemical stability, graphite dust can be used in the manufacture of solar panels, especially as an electrode material. It helps to improve the energy conversion efficiency of البطاريات.

• مواد الركيزة: في صناعات أشباه الموصلات والإلكترونيات الدقيقة، يمكن استخدام غبار الجرافيت لتصنيع مواد الركيزة التي تتمتع بخصائص توصيل حراري وكهربائية جيدة. وهذا أمر بالغ الأهمية لدعم المكونات الإلكترونية وتوفير بيئة تشغيل مستقرة.

• المضافات المعدنية: في المعادن الصناعة، يمكن أن يعمل غبار الجرافيت كمادة مضافة لتحسين خصائص السبائك المعدنية. على سبيل المثال، زيادة الصلابة ومقاومة التآكل والتوصيل الكهربائي.

استخدام غبار الجرافيت في صناعات محددة

• إنتاج المثبتات القائمة على الكالسيوم: يمكن استخدام غبار معالجة الجرافيت كمادة خام لإنتاج المثبتات القائمة على الكالسيوم. يستخدم المثبت على نطاق واسع في مختلف أنابيب PVC ومنتجات PVC، والتي تتمتع بمقاومة جيدة للضوء، ومقاومة للحرارة، ومقاومة للطقس وغيرها من الخصائص. الجرافيت والكوارتز في غبار معالجة الجرافيت يمكن أن يعزز مقاومة الأكسدة ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية للمثبت القائم على الكالسيوم، ويحسن جودة وعمر خدمة المنتجات البلاستيكية.

• الملدنات المثبطة للهب: يمكن استخدام أسود الكربون في غبار معالجة الجرافيت لإنتاج ملدنات مثبطة للهب. يمكن لهذه الملدنات أن تجعل مادة PVC تتمتع بمقاومة أفضل للهب ومقاومة البرد ومقاومة الشيخوخة. ولذلك، فإنه يستخدم أيضًا على نطاق واسع في الأسلاك والكابلات والبناء والداخلية للسيارات وغيرها من المجالات.

• التشحيم: نظرًا لبنيته الفريدة الشبيهة بالصفائح وخصائص الاحتكاك المنخفضة، غالبًا ما يعمل غبار الجرافيت كمزلق جاف. وهو مفيد بشكل خاص في البيئات ذات درجات الحرارة العالية أو بيئات التفريغ العالية. ويمكن استخدامه على نطاق واسع لتشحيم الأجزاء الميكانيكية، مثل المحامل والتروس، لتقليل الاحتكاك والتآكل.

لا يمكنها فقط تشكيل طبقة تشحيم قوية، ولكن يمكنها أيضًا تحسين قابلية ترطيب السطح المعدني لمواد التشحيم الأخرى، وذلك للحفاظ على التشحيم على المدى الطويل. في بعض الأحيان، يُستخدم مسحوق الجرافيت أيضًا كمادة تشحيم للأقفال.

أهمية غبار الجرافيت كحبر معدني رخيص الثمن

• الفعالية من حيث التكلفة: غبار الجرافيت هو مصدر فعال من حيث التكلفة للحبر المعدني. في العديد من التطبيقات الصناعية، وبعد المعالجة المناسبة، يمكن أن يحل محل مواد الكربون الأكثر تكلفة ويقلل من تكاليف الإنتاج.

• الاستدامة: نظرًا لأن غبار الجرافيت لا يمكن تجنبه أثناء عملية منتجات الجرافيت وتحتوي على بعض المواد الضارة التي لها مخاطر محتملة على الإنسان والبيئة، فإن إعادة تدويرها والاستفادة منها يمكن أن يوفر مساعدة كبيرة لكل من التكاليف والبيئة.

اعتبارات الصحة والسلامة من غبار الجرافيت

المخاطر الصحية المحتملة لغبار الجرافيت على الصحة

ينطوي غبار الجرافيت على بعض المخاطر الكبيرة: فهو سريع الاشتعال ويمكن أن يسبب حرائق بسهولة في بيئة العمل. يمكن أن يتسبب العمل أو العيش في منطقة غبار الجرافيت على المدى الطويل في إلحاق أضرار صحية بالجهاز التنفسي. كما أنه ينطوي على خطر الاستغلال في ظروف مغلقة أو عالية التركيز، مما يشكل تهديدًا خطيرًا على سلامة العمال. لذلك، يجب اتخاذ احتياطات فعالة أثناء التشغيل.

الأثر البيئي

 تلوث الهواء

نظرًا لأن غبار الجرافيت عبارة عن جسيمات صغيرة، فهي عرضة للتسبب في تلوث الهواء عند التخلص منها بشكل غير لائق. هذه الجسيمات الصغيرة ليست ضارة فحسب، بل تقلل أيضًا من الرؤية. إن تلوث الهواء الذي يسببه غبار الجرافيت قد لا يؤثر على الإنسان فحسب، بل قد يؤثر أيضًا على الحيوانات والكائنات الحية الأخرى داخل المنطقة.

تلوث المياه

يتميز غبار الجرافيت بخصائص الجسيمات الصغيرة وغير القابلة للذوبان في الماء. وهذا يجعلها قد تسد معدات الترشيح وأجهزة فصل الأغشية، مما يؤثر على تأثير ترشيح مياه الصرف الصحي. والأكثر من ذلك، قد يشكل مادة معلقة، مما يؤثر على نقاء وشفافية جودة المياه. كما قد تتسبب الشوائب والمواد المضافة في غبار الجرافيت في تلوث جودة المياه، مما يؤثر بدوره على صحة الكائنات المائية والنظم الإيكولوجية.

التدابير الوقائية والتعامل مع حالات الطوارئ

تشمل الطرق الرئيسية لتنظيف ومنع تلف غبار الجرافيت جمع وتنقية ومعالجة مياه الصرف وغازات النفايات وتحسين نظام الإدارة. وبالتالي يمكن استخدام أجهزة مثل مجمّع غبار الجرافيت في المرحلة الأولى. يمكنها امتصاص وجمع الغبار المتولد أثناء التشغيل بشكل فعال، وتقليل تركيز الغبار في الهواء. ضمان سلامة بيئة العمل. علاوة على ذلك، يجب على الصناعات أيضًا وضع لوائح لضمان سلامة بيئة العمل والعمال.

الأسئلة الشائعة:

هل غبار الجرافيت قابل للاحتراق؟

وهو قابل للاشتعال. يمكن أن يتفاعل غبار الجرافيت مع الهواء في ظروف معينة لإنتاج تفاعل أكسدة. وعندما يصل تركيزه في الهواء إلى نطاق معين، قد ينفجر إذا واجه مصدر حريق.

هل غبار الجرافيت قابل للانفجار؟

عندما يصل تركيز غبار الجرافيت في الهواء إلى نطاق معين، قد ينفجر إذا واجه مصدرًا للنار.

هل غبار الجرافيت مغناطيسي؟

هل الجرافيت سام للبشر؟

وبصفة عامة، فهو غير سام ولن يضر جسم الإنسان إذا لم يلامس جسم الإنسان لفترة طويلة. ومع ذلك، فإن استنشاق غبار الجرافيت على المدى الطويل يسبب ضررًا معينًا للجسم.

الاستنتاجات

وباختصار، يعتبر غبار الجرافيت مادة فعالة للغاية من حيث التكلفة في العديد من الصناعات نظرًا لخصائصه الفيزيائية والكيميائية الممتازة. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير من عيوبه عندما يتعلق الأمر باستخدامه. وبالتالي يجب على الناس توخي الحذر وإيجاد طرق مناسبة للتعامل مع التهديدات المحتملة لها مثل الأضرار التي تسببها للبيئة وصحة الإنسان.