Проверка качества шунгита

Ирина задет вопрос:

Добрый день!
Прочла Вашу статью про шунгит и очень впечатлилась. Как и Вашим сайтом! Можно задать вопрос про электропроводность шунгита? Я приобрела партию шунгитовых бусин, вроде поставщик надежный. Но бусины ток не проводят, на разломе блестят как шунгит или стекло или что-то еще? Возможно, что их сделали из материала с низким содержанием углерода или это неважно, ток должны проводить?
Большое спасибо, успехов Вам и вашему делу! Ирина

шунгит

Отвечает к.х.н. О.В. Мосин

Здравствуйте,

Действительно шунгит из-на наличия в нем железа проводит электрический ток, и в этом заключается его отличительная особенность от других минералов.

Кроме электропроводности шунгит обладает другим необычным свойством –диамагнетизмом. Диамагнетизм - один из видов магнетизма, который проявляется в намагничивании вещества навстречу направлению действующего на него внешнего магнитного поля. Диамагнетизм усиливается с увеличение содержания в ней углерода. Также шунгит обладает редчайшей для горных пород особенностью – полным отсутствием остаточной намагниченности. Электромагнитные свойства шунгита явились базой для создания на его основе широкого класса электропроводных материалов, обладающих радиоэкранирующими и радиопоглощающими свойствами.

Однако состав шунгита неоднородный и зависит от количества углерода, наличия в нем фуллеренов, макро- и микроэлементов и других веществ. Шунгиты различаются по составу минеральной основы (алюмосиликатной, кремнистой, карбонатной) и количеству шунгитового углерода. Шунгитовые породы с силикатной минеральной основой подразделяются на малоуглеродистые шунгитсодержащие (до 5% С), среднеуглеродистые шунгитистые (5 - 25% С) и высокоуглеродистые шунгитовые (25 - 80% С) [4]. В состав изученных нами шунгитов Зажогинского месторождения в Карелии входят углерод (30 масс. %), кварц (45 масс. %) и силикатные слюды (около 20 масс. %). Сумма (C+SiO2) в шунгитах Зажогинского месторождения находится в пределах 83 - 88%. Кроме углерода в состав шунгита, добываемом из Зажогинского месторождения в Карелии, входят также SiO2 (57,0 масс. %), TiO2 (0,2 масс. %), Al2O3 (4,0 масс. %), FeO (2,5 масс. %), MgO (1,2 масс. %), MnO (0,15 масс. %), К2О(1,5 масс. %), S (1,2 масс. %).

Зажогинской шунгит отличается высоким содержанием углерода (до 30 %), высокой пористостью (5 %), высокими коэффициентами электропроводности (1500 сим/м) и теплопроводности (3,8 вт/м2· 0К), адсорбционной емкостью (до 20 м2/г), богатым минеральным составом, довольно значительным содержанием фуллеренов (до 0,001 %). На внешний вид он напоминает каменный уголь. Если его отшлифовать, то на его поверхности можно обнаружить прожилки серебристого, золотистого или рыжего цвета. Рыжий цвет прожилок обусловлен наличием в минерале соединений железа – оксидов железа. Такой шунгит, как правило, электрический ток проводит плохо.

Другие разновидности шунгита внешне похожи на шунгит Зажогинского месторождения, но обладают другим составом и физическими показателями. Некоторые виды шунгита на вид более светлые, иногда даже серого цвета, и почти не пачкаются. Углерода в таких разновидностях гораздо меньше (10 %), а фуллеренов почти нет. Минеральный состав довольно богатый. Такие шунгиты, как правило, проводят электрический ток.

Третья разновидность шунгита — шунгитовый сланец. Он напоминает шунгит по своей структуре. Это порода, которая используется главным образом в строительстве. Обычно в дизайне. Из него изготавливают облицовочный материал. Шунгитовый сланец используется преимущественно в строительстве и в дизайне интерьера. Испытания показали, что из-за низкого содержания в нем углерода, он не обладает полезными свойствами.

Некоторые недобросовестные производителя используют для изготовления изделий из шунгита наряду с шунгитовым сланцем также и шунгизит - продукт, полученный при термическом обжиге шунгита. Шунгизит на внешний вид еще больше отличается от шунгита. В нем содержатся в небольших количествах V (0,015 масс. %), B (0,004 масс. %), Ni (0,0085 масс. %), Mo (0,0031 масс. %), Cu (0,0037 масс. %), Zn (0,0067 масс. %), Co (0,00014 масс. %) As (0,00035 масс. %), Cr (0,0072 масс. %), Zn (0,0076 масс. %) и другие элементы.

Настоящий необработанный шунгит – минерал интенсивно черного цвета, неоднородный при разломе, с прожилками, сильно пачкает руки. Если это не так, то, значит, или содержание углерода в минерале низкое, или же это подделка. При этом наличие электропроводности в минерале является характерной чертой шунгитов с низким (10-15 %) содержанием углерода. Шунгиты с высоким содержанием углерода (30-50 %) электрический ток, как правило, не проводят или проводят плохо. У так называемого элитного шунгита с высоким содержанием углерода (более 50 %) изменена пористая структура (внешне он блестящий, как будто покрыт лаком). Отсутствие пористой структуры приводит к потере полезных свойств.

В пределах даже одного месторождения встречаются разные шунгиты с различным содержанием углерода и минеральных компонентов. Поэтому такая дифференциация не точная и может использоваться для оценки электропроводности довольно ориентировочно. Электропроводность шунгита зависит как от наличия углерода (по типа графита) так и соединений железа в минерале. Например, в аналогичном шунгиту графите электропроводность объясняется наличием свободных электронов на незанятых гибридизационных орбиталях между атомами углерода. В случае с шунгитом дополнительный вклад в электропроводность вносят соединения железа.

Содержание углерода и минеральных элементов в шунтитах обнаруживает определенную корреляцию. Как правило, чем выше содержание углерода, тем ниже минеральный состав, но бывают и исключения. Всё определяется разновидностью шунгита и источником его происхождения. Поэтому сложно вывести какие-либо определенные закономерности в составе шунгита и пропорциях между органическими и неорганическими компонентами.

Естественно, что разные разновидности шунгитов используются для различных целей. Например, в водоподготовке и водоочистке используется высокопористый шунгит с содержанием углерода 30-50 %, для изготовления украшений используются более твердые низкопористые разновидности шунгита, поскольку высокопористый шунгит очень сильно крошится при обработке. Всё зависит от производителя, какой сорт минерала с каким процентым содержанием углерода и минеральных элементов он использует.

Чтобы отличить шунгит от подделки нужно проверить проводит ли минерал электрический ток. Для этого достаточно собрать простую цепь из батарейки (типа кроны) и медного провода, после чего подсоединить к ней шунгит. Перед тем, как провести эксперимент, необходимо удостовериться, что электрическая цепь функционирует нормально. Для этого нужно прикоснуться к оголенному проводу индикаторной отверткой высокой чувствительности. Если индикатор светится, значит, электрическая цепь работает. После этого необходимо подключить к электрической цепи шунгит. Составляющие электрической цепи должны быть в следующей последовательности: батарейка – провод – камень. Если лампочка горит, значит, шунгит является подлинным. Если нет, то это либо подделка, либо состав шунгита другой (более вероятно).

Подлинность шунгита можно определить и по его прочности. Шунгит очень хрупкий минерал, поэтому, если в руках камень ломается или крошится – это настоящий шунгит.

Таким образом наличие электропроводности не может являться достоверным способом проверки качества шунгита. Необходимо, как минимум 3 типа испытаний – микроскопические исследования, проверка минерала на прочность, электропроводность и диамагнетизм.

к.х.н. О.В. Мосин