Grafiet is een natuurlijke vorm van koolstof die wordt gekenmerkt door zijn hexagonale kristalstructuur. Het wordt gewonnen met behulp van zowel open pit als ondergrondse mijnbouwmethoden. Hoewel het natuurlijk voorkomende erts in veel landen, waaronder de VS, overvloedig wordt gevonden en gedolven, is China de grootste producent van grafiet, gevolgd door India. Natuurlijk grafiet vindt enorme toepassingen in coatings, potloden, batterijen, poedermetaal, gietstukken en smeermiddelen, afhankelijk van de vlokkarakteristiek, die wordt bepaald door de geologie en het extractie- en zuiveringsproces in loondienst.
Grafietsoorten en mijnbouwtechnieken
Grafietextractie is gebaseerd op de mate van verwering van het ertsgesteente en de nabijheid van het erts tot het oppervlak. Over de hele wereld wordt grafiet gewonnen met behulp van twee technieken: de open pit-methode (oppervlaktewinning) en de ondergrondse methode. Natuurlijk grafiet wordt ingedeeld in vlok- of microkristallijn grafiet, macrokristallijn grafiet en ader- of klompgrafiet op basis van de onderliggende fysische en chemische eigenschappen. Deze drie soorten grafiet hebben verschillende kenmerken als gevolg van hun voorkomen in verschillende geologische regio's. Vlokgrafiet en macrokristallijn grafiet worden zowel open pit als ondergronds gewonnen, terwijl klompgrafiet, afkomstig uit Sri Lanka, alleen ondergronds wordt gewonnen.
Open mijnbouw
Open pit mining omvat het extraheren van gesteente of mineralen uit een open pit of hol. Open pit-methoden worden gebruikt wanneer het erts zich dicht bij de aarde bevindt en het oppervlaktemateriaal dat de afzetting bedekt dun is. Steengroeven is een vorm van dagbouw die wordt gebruikt om grafiet te verkrijgen door de rotsen te breken, hetzij door: boren of door dynamietexplosieven te gebruiken om de rotsen open te snijden en perslucht of water om te splijten het. Bij boorgatmijnbouw, een methode die zowel in de open groeve als in de grond gebruikelijk is, wordt een gat geboord om het erts te bereiken, een slurry maken met water door een buis en het water en mineraal terugpompen naar de opslagtank voor verder for verwerken. Boor- en straalmethoden worden gebruikt op hardsteenerts om grote grafietvlokken vrij te maken die vervolgens worden verpletterd en vermalen voordat ze worden onderworpen aan flotatie. Het gewonnen grafiet wordt door locomotieven naar de oppervlakte gebracht of, in ontwikkelingslanden, met de hand geplukt, geschept en in een kar getrokken en naar de fabriek gebracht voor verdere verwerking.
Ondergrondse mijn
Ondergrondse mijnbouw wordt gedaan wanneer het erts op grotere diepte aanwezig is. Driftmijnbouw, hardsteenmijnbouw, schachtmijnbouw en hellingmijnbouw zijn exclusief voor ondergrondse mijnbouw en worden gebruikt bij de winning van grafiet.
Ondergrondse methoden bij grafietextractie
Om de diepste ertsen te bereiken wordt schachtmijnbouw gebruikt. Er zijn schachten of tunnels voor mijnwerkers en zwaar materieel om in en uit te gaan. Een andere schacht wordt gebruikt voor het transport van gewonnen erts en een luchtschacht voor ventilatie. Mijnbouw op hellingen wordt gedaan met schuine schachten die niet te diep zijn en helpt bij het winnen van erts dat parallel aan de grond plaatsvindt. Transportbanden worden gebruikt voor het transporteren van mannen en lading met behulp van aparte schachten. Driftmijnbouw, meestal gedaan in bergachtige streken, is gebruikelijk in het oosten van de VS; het heeft horizontale tunnels die lager zijn gemaakt dan de minerale ader voor door zwaartekracht ondersteunde extractie.