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石墨资源产业行业的前世今生

  我国石墨资源储量丰厚,又是石墨出产大国。但多年来贱价出口初级产品的一起,又高价进口高附加值产品,成为石墨职业的杰出问题,也让石墨工业一向备受诟病。跟着我国大力开展新资料等战略新式工业,石墨烯等高附加值新式石墨资料迎来了新的开展机会。我国也采取一系列政策办法加速石墨工业布局——
 
  “曩昔多年,我国一向是石墨资源储量最大的国家,可是跟着其他国家找矿作业的深入开展,越来越多的石墨矿床被发现。2013年,巴西现已逾越我国成为国际第一大石墨资源国,我国正在丧失第一大石墨资源国的位置。”一向致力于石墨使用研制的武汉理工大学资源与环境工程学院教授张凌燕日前表达了自己的忧虑。
 
  张凌燕的忧虑并非空穴来风。据美国地质勘探局发布的数据显现,2013年全球探明的天然石墨储量约1.3亿吨,储量前三位的国家分别为巴西、我国和印度,其间我国石墨储量约为5500万吨,占全球储量的42%,位列巴西之后。而我国又是全球最大的石墨消费国,占全球石墨消费总量的一半。在张凌燕看来,这将导致我国石墨资源在全球石墨资源中的份额削减,因而保护石墨资源刻不容缓。
 
  我国石墨资源开发使用现状
 
  天然石墨依据结晶形状不同分为晶质石墨、隐晶质石墨。晶质石墨的晶体直径大于1微米,按其结晶形状,又分为细密块状石墨和鳞片石墨。隐晶质石墨晶体直径小于1微米,分为分散性土状石墨和细密块体土状石墨,前者矿石档次低,后者尽管档次高,但可选性差,一般经选择后破坏即为制品,使用价值均不如鳞片石墨。隐晶质石墨价格较为贱价,首要用于出产低端石墨产品。比较于隐晶质石墨,晶质石墨中的细密块状石墨矿床很少,鳞片石墨则是国内外工业使用的首要石墨类型,而鳞片石墨又以大鳞片占比高为优,例如近来在内蒙古阿拉善盟发现的查汗木胡鲁石墨矿,现在已探明石墨资源总量1.3亿吨,大鳞片石墨矿藏量多达703万吨,就归于这种大鳞片占比高的石墨矿。
 
  “从总量上看,我国石墨资源丰厚,但探明的大鳞片石墨资源并不多。”国家非金属矿深加工工程技能研讨中心王学群进一步解说说,我国石墨资源首要分布在内蒙古、黑龙江、湖南、山东、山西、吉林,其间内蒙古和黑龙江以晶质石墨为主,湖南则以隐晶质石墨为主。近几年,我国晶质石墨查明资源量增加显着,晶质石墨矿藏量从2010年的1.85亿吨增加至2013年的2.2亿吨。
 
  “2013年,我国天然石墨产值为81万吨,占全球产值的68%,列各国之首,共有晶质石墨矿区127个,隐晶质石墨矿区30个。鳞片石墨最具工业价值。2014年,我国天然鳞片石墨产值为65万吨,到本年11月底,归纳各企业出产经营数据及海关统计数据,我国天然鳞片石墨产值已达61万吨,估计2015年将超越70万吨。”王学群近来在一次石墨高峰论坛上这样表述。
 
  据王学群介绍,现在,我国每年石墨消费量约为130万吨,晶质石墨首要用于钢铁冶金和耐火资料工业,占总量的40%,其次用于铸造业,占总量的20%,其他使用还有铸造石墨乳、拉丝石墨乳、节能添加剂等。
 
  石墨消费量与商场密切相关。王学群称,2008年~2013年,我国石墨商场总量改变不大,但石墨产品结构发生了显着改变。80目以上大鳞片石墨制作的可膨胀石墨,因为膨胀系数大,商场一向很安稳,乃至求过于供,但低端石墨产品价格下滑显着,库存量居高。石墨价格在2010年到达最高值,有的鳞片石墨每吨价格可达万元,而低端石墨因为大多数企业都能出产,竞赛更为剧烈,每吨价格只要300多元。较之低端石墨,高纯石墨价格相对较高。高纯石墨是其他高附加值深加工产品的根底质料,通过浮选、提纯、深加工之后的高纯石墨纯度能到达99.9%,挨近黄金的纯度,高纯石墨的需求量呈现出旺盛增加的态势。王学群认为,未来对石墨产品的要求越来越高,要想避开剧烈的商场竞赛,应往深加工方向开展,出产独到的、高附加值的、技能含量高的石墨产品,这样的石墨产品商场需求量也大,例如石墨烯。
 
  据了解,现在石墨加工配备正朝自动化、大型化方向开展,工艺方针是短流程、低能耗。在这方面,我国与日本、德国尚存在必定距离。例如,高纯石墨出产首要有高温法、氢氟酸混合酸法、碱酸法三种加工技能,后两种加工技能在我国使用多年并已老练,现在国内大部分石墨企业选用的是氢氟酸混合酸法,还有单个企业没做到氢氟酸的环保处理。与这两种技能比较,高温法技能最为先进环保,但我国尚没有彻底把握该项技能,国产高温法加工设备尽管也完成了无污染环保出产,出产的高纯石墨品质也较好,但还不能完成连续出产,导致用电量大,出产成本高。而日本、德国的高温法设备已完成了高纯石墨的连续出产。因为石墨产品使用于军工范畴,所以日本对我国实施石墨加工技能的封锁。我国石墨企业和配备企业正联手赶紧攻关“高温法连续出产”的难题。
 
  要点处理石墨职业杰出问题
 
  多年来,我国天然石墨储量大、产值大,但石墨产品绝大部分是初级产品,并且我国也是石墨初级产品出口量最多的国家。这些初级石墨产品因为产能过剩,无序竞赛,进而又限制了价格,价格贱价,出口的石墨初级产品每吨价格不到3000元,与此天壤之别的是进口的高附加值石墨产品每吨价格高达50多万元,价格相差100多倍。
 
  我国石墨首要出口国家分别是美国、日本、韩国、德国等,每年出口量占国际各国总出口量的80%以上。日本是全球最大的石墨进口国,其间98%从我国进口,美国天然鳞片石墨彻底依托进口,其间48%来自我国。我国石墨初级产品的出口国又恰恰是我国高附加值石墨产品的进口国。在我国很多出口石墨初级产品的一起,美、日、韩等发达国家却早早把石墨列为战略资源,严格控制挖掘,以采代购。
 
  我国石墨初级产品贱价出口,高端产品高价进口,进出口价格悬殊,意味着我国石墨资源贱价丢失,石墨工业遭受巨大损失,这也让石墨职业一向备受诟病。
 
  张凌燕更是清晰表明,我国石墨职业问题杰出,表现为“对资源注重缺乏;天然石墨挖掘过度;资源浪费严峻,贱价流入海外;高端产品依赖进口;矿业权设置较为分散,整合压力大;采选工艺落后,环境污染严峻;高端技能紧缺,人才缺失,低端产能过剩”。张凌燕主张,全国范围内调控石墨产能,使用商场手段装备资源;优化工业结构,筛选落后产能,进步产品附加值;设置合理的挖掘规划;加大石墨开发技能资金的支撑力度;调整对外贸易结构;投资挖掘国外资源;树立石墨职业管理系统;鼓励自主立异和产品研制。一起,张凌燕着重,石墨职业应下降低附加值产品的份额,要点做好高附加值深加工石墨产品的技能开发研讨,石墨深加工产品具有非常宽广的商场空间。
 
  石墨资源使用远景非常宽广
 
  据业内人士介绍,尽管现在现已能制备人造石墨,但因为人造石墨的结晶老练度远远达不到天然石墨的水平,现在只能代替小鳞片石墨使用,尚不能代替大鳞片石墨,因而天然石墨在工业范畴中的使用依然占主导位置。
 
  天然石墨除了被使用于钢材、冶金、耐火等传统职业外,近几年作为一种战略性资源也被广泛使用于军工、航天、电子、核电等多个范畴。现在,石墨烯是国际上最薄、最强韧的资料,只要一个原子的厚度,却比最好的钢材坚韧百倍,并且导电性、导热性也远超其他资料,简直彻底通明,又有很好的弹性,其无与伦比的资料性能可谓完美,因而被称为“新资料之王”。大鳞片石墨是出产高端精细器材的根底性质料,也是出产石墨烯的重要原资料。
 
  石墨使用远景非常宽广,已是一个不争的现实。一些业内人士表明,传统使用范畴工业结构不断优化晋级将拉动石墨消费,一起我国大力开展节能环保、生物、高端配备制作、新资料、新能源轿车等战略新式工业,也将带动石墨工业的快速开展,石墨工业将以开展锂离子电池负极资料、石墨乳、氟化石墨、电磁屏蔽资料、高导热资料、各向同性石墨、石墨烯等高附加值新式石墨资料为主,完成工业化、集约化。未来,新式范畴将成为石墨商场新的增加点,估计到2020年全球天然石墨的商场需求量将增加到260万吨,特别是伴跟着新式工业的快速开展,天然大鳞片石墨的商场需求量将会大幅提升。到时,石墨将成为支撑高新技能开展的重要战略资源。如果说二十世纪是硅的世纪,那么石墨完美的特性将把二十一世纪带入“碳的世纪”。
 
  一系列政策为标准开展保驾护航
 
  近几年,我国政府及相关部分相继出台了一系列政策办法,赶紧布局石墨工业。2011年,《建筑资料工业“十二五”开展辅导定见》出台,提出“以石墨等为要点的非金属矿藏资料深加工产品被列为未来开展要点。”2012年,工信部清晰提出石墨是战略性非金属矿产品。2014年,国家发改委、财务部和工信部联合印发《关键资料晋级换代工程实施方案》,提出到2016年推动石墨烯、新式防腐涂料等20种左右要点新资料完成批量安稳出产和规划使用。
 
  2015年9月,国土资源部调控和监测司针对石墨工业,清晰表明标准石墨工业开展,加强石墨资源战略性储藏。
 
  在石墨资源管理与整合方面,加强对优质石墨资源勘查开发的有效监管,树立石墨战略储藏准则。石墨作为国家提出的战略性储藏矿种,其资源储藏作业已被归入第三轮全国矿产资源规划中统筹考虑,清晰了各行政区2015年、2020年和2025年应储藏的矿产地数量;在要点规划布局上,将财务出资的,查明储量大、质量较好的矿产地划定为资源储藏区,或将成矿条件好、有严重资源潜力经储藏勘查后,契合储藏条件的矿产地划定为资源储藏区。
 
  在进步资源使用率方面,近年来,国土资源部采取了一系列办法稳步推动石墨资源的节省与归纳使用作业,一是调查了石墨的归纳使用水平,摸清了挖掘回采率、选矿回收率和归纳使用率等开发使用现状;二是研讨、制定并发布了石墨合理开发使用“三率”最低目标要求。
 
  国土资源部依据现在我国石墨工业开展的实际情况,在往后作业中还将进一步研讨执行,完善相关准则和政策办法。
 
  本年以来,国家各部委都在加速“十三五”规划新资料范畴相关的制定作业,石墨烯列入新资料工业“十三五”规划简直已成定局。近来,工信部、发改委和科技部联合印发《关于加速石墨烯工业立异开展的若干定见》,提出到2020年构成完善的石墨烯工业系统,完成石墨烯资料标准化、系列化和低成本化,在多范畴完成规划化使用。我国石墨资源储藏巨大,具有开展石墨烯工业的先天优势。
 
  在一系列政策办法支撑下,我国石墨工业开展将会愈加标准、健康、有序。
 
  纯磷片石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。纯磷片石墨经过特殊加工以后,可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。纯磷片石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好,渗透率低等特点,就大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。高纯磷片润滑超细石墨粉还能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的高纯磷片润滑超细石墨粉(每吨水大约用4~5克)能防止锅炉表面结垢。此外高纯磷片润滑超细石墨粉涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。
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