石墨是碳的一種同素異形體，為灰黑色、不透明固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕，同酸、堿等藥劑不易發(fā)生反應(yīng)。在氧氣中燃燒生成二氧化碳，可被強氧化劑如濃硝酸、高錳酸鉀等氧化?？捎米骺鼓?、潤滑劑，高純度石墨用作原子反應(yīng)堆中的中子減速劑，還可用于制造坩堝、電極、電刷、干電池、石墨纖維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。

　　石墨是原子晶體、金屬晶體和分子晶體之間的一種過渡型晶體。在晶體中同層碳原子間以sp2雜化形成共價鍵，每個碳原子與另外三個碳原子相聯(lián)，六個碳原子在同一平面上形成正六邊形的環(huán)，伸展形成片層結(jié)構(gòu)。在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道，它們互相重疊，形成離域的π鍵電子在晶格中能自由移動，可以被激發(fā)，所以石墨有金屬光澤，能導(dǎo)電、傳熱。由于層與層間距離大，結(jié)合力(范德華力)小，各層可以滑動，所以石墨的密度比金剛石小，質(zhì)軟并有滑膩感。

　　石墨每一網(wǎng)層間的距離為3.40Å，是以范德華力結(jié)合起來的，即層與層之間屬于分子晶體，同一網(wǎng)層中碳原子的間距為1.42Å，由于同一平面層上的碳原子間結(jié)合很強，極難破壞，所以石墨的熔點也很高，化學(xué)性質(zhì)也穩(wěn)定。鑒于它的特殊的成鍵方式，不能單一的認為是單晶體或者是多晶體，現(xiàn)在普遍認為石墨是一種混合晶體。

　　石墨屬六方晶系，具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主，對分子吸引力較弱，故其天然可浮性很好。

　　石墨質(zhì)軟，為黑灰色，有油膩感，可污染紙張。硬度為1～2，沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可增至3～5。比重為1.9～2.3。比表面積范圍集中在1-20m2/g，在隔絕氧氣條件下，其熔點在3000℃以上，是最耐溫的礦物之一。它能導(dǎo)電、導(dǎo)熱。

　　自然界中純凈的石墨是沒有的，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現(xiàn)。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時測定揮發(fā)分和灰分的含量。

　　石墨與金剛石、碳60、碳納米管、石墨烯等都是碳元素的單質(zhì)，它們互為同素異形體。

　　石墨由于其特殊結(jié)構(gòu)，而具有如下特殊性質(zhì)：

　　(1)耐高溫性

　　石墨的熔點為3850±50℃，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強度隨溫度提高而加強，在2000℃時，石墨強度提高一倍。

　　(2)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性

　　石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍。導(dǎo)熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降低，甚至在極高的溫度下，石墨成絕熱體。石墨能夠?qū)щ娛且驗槭忻總€碳原子與其他碳原子只形成3個共價鍵，每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷。

　　(3)潤滑性

　　石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤滑性能越好。

　　(4)化學(xué)穩(wěn)定性

　　石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。

　　(5)可塑性

　　石墨的韌性好，可碾成很薄的薄片。

　　(6)抗熱震性

　　石墨在常溫下使用時能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時，石墨的體積變化不大，不會產(chǎn)生裂紋。

　　石墨又可分為天然石墨和人造石墨兩大類，天然石墨來自石墨礦藏，天然石墨還可分成鱗片石墨、土狀石墨及塊狀石墨。天然開采得到的石墨含雜質(zhì)較多，因而需要選礦，降低其雜質(zhì)含量后才能使用，天然石墨的主要用途是生產(chǎn)耐火材料、電刷、柔性石墨制品、潤滑劑、鋰離子電池負極材料等，生產(chǎn)部分炭素制品有時也加入一定數(shù)量的天然石墨。

　　在炭素工業(yè)中生產(chǎn)量最大的是各種人造石墨制品，人造石墨制品一般用易石墨化的石油焦、瀝青焦為原料，經(jīng)過配料、混捏、成型、焙燒、石墨化(高溫熱處理)和機械加工等一系列工序而制成，生產(chǎn)周期長達數(shù)十天。

　　人造石墨的種類也很多，如單晶石墨、多晶石墨、熱解石墨、高定向熱解石墨、聚酰亞胺合成的石墨、石墨纖維等，多數(shù)人造石墨制品屬于多晶石墨一類。人造石墨中的主要產(chǎn)品是電弧煉鋼爐及礦熱電爐使用的石墨電極，石墨電極是一種耐高溫、耐腐蝕的導(dǎo)電材料。人造石墨在其他許多工業(yè)部門也有廣泛的用途，如機械工業(yè)中電機用電刷、精密鑄造模具、電火花加工的模具及耐磨部件，化學(xué)工業(yè)中的電解槽使用的導(dǎo)電體或耐腐蝕器材，高純度及高強度人造石墨是核工業(yè)部門的反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料和用作導(dǎo)彈火箭的部件等。

　　石墨還可制取散熱材料、密封材料、隔熱材料、和防輻射材料等，石墨功能材料廣泛應(yīng)用于冶金、化工、機械設(shè)備、新能源汽車、核電、電子信息、航空航天和國防等行業(yè)。歐盟委員會發(fā)布的《對歐盟生死攸關(guān)的原料》報告中，將石墨列入14 種緊缺礦產(chǎn)原料。

　　礦產(chǎn)分布

　　世界上已發(fā)現(xiàn)的大中型石墨礦床主要分布在中國、印度、巴西、捷克、加拿大、墨西哥等國。根據(jù)美國地質(zhì)勘探局資料，世界石墨儲量為7100萬噸，中國石墨儲量為5500萬噸，占世界的77%。巴西石墨礦分布在米納斯吉拉斯(Minas Gerais)、塞阿臘(Ceara)和巴伊亞(Bahia)，最好的石墨分布在米納斯吉拉斯州派德拉亞朱爾(Pedra Azul)，探明礦石儲量2.5億噸。印度石墨礦主要分布在奧瑞薩邦和拉賈斯坦邦，根據(jù)《印度礦業(yè)年報》，印度石墨儲量為1075萬噸，資源量為15802.5 萬噸。加拿大石墨礦床分布在安大略省、不列顛哥倫比亞省和魁北克省，比塞特克里克(Bissett Creek)石墨礦是北美洲最大的石墨礦床。斯里蘭卡脈狀石墨礦床世界聞名，是世界上唯一的高度石墨化的脈狀石墨礦床，位于斯里蘭卡島的西部和西南部。

　　中國的石墨礦產(chǎn)有晶質(zhì)石墨和隱晶質(zhì)石墨兩種類型。根據(jù)國土資源部統(tǒng)計資料，截至2009年底，中國晶質(zhì)石墨礦物儲量為3041萬噸，基礎(chǔ)儲量為5432萬噸，資源量為13054萬噸。近20年，我國晶質(zhì)石墨儲量呈增加態(tài)勢，但是大鱗片優(yōu)質(zhì)石墨儲量減少到不足500萬噸。晶質(zhì)石墨分布在黑龍江、山東和內(nèi)蒙古等20個省(自治區(qū))。

　　資源分類

　　石墨礦床以中、小型為主，礦床類型大致分為以下5種：①結(jié)晶片巖中的似層狀石墨礦床;②變質(zhì)煤層中的石墨礦床;③霞石正長巖中的石墨礦床;④矽卡巖中的石墨礦床;⑤結(jié)晶片巖中的脈狀石墨礦床。

　　天然石墨資源有3類，它們分別是塊狀石墨、鱗片石墨和土狀石墨(隱晶質(zhì)石墨)，詳見表1。

　　(1)致密結(jié)晶狀石墨

　　致密結(jié)晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結(jié)晶明顯晶體肉眼可見。顆粒直徑大于0.1毫米，比表面積范圍集中在0.1-1m/g，晶體排列雜亂無章，呈致密塊狀構(gòu)造。這種石墨的特點是品位很高，一般含碳量為60～65%，有時達80～98%，但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。

　　塊狀石墨是最罕見、價值最高的石墨礦，主要在斯里蘭卡發(fā)現(xiàn)。

　　(2)鱗片石墨

　　鱗片石墨是由許多單層的石墨結(jié)合而成，在變質(zhì)巖中以單獨的片狀存在，儲量少、價值高，晶體呈鱗片狀，這是在高強度的壓力下變質(zhì)而成的，有大鱗片和細鱗片之分。此類石墨礦石的特點是品位不高，一般在2～3%，或10～25%之間。是自然界中可浮性最好的礦石之一，經(jīng)過多磨多選可得高品位石墨精礦。這類石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類型石墨優(yōu)越，因此它的工業(yè)價值最大。

　　鱗片石墨主要分布在澳大利亞、巴西、加拿大、中國、德國和馬達加斯加。近幾年，非洲坦桑尼亞和莫桑比克等地也發(fā)現(xiàn)大量的鱗片石墨資源。有學(xué)者對莫桑比克Ancuaba及坦桑尼亞Chilalo地區(qū)的鱗片石墨礦石進行研究，結(jié)果表明Ancuaba、Chilalo地區(qū)石墨礦中礦物組成相似，且均為優(yōu)質(zhì)大鱗片石墨資源。

　　(3)隱晶質(zhì)石墨

　　隱晶質(zhì)石墨又稱微晶石墨或土狀石墨，這種石墨的晶體直徑一般小于1微米，比表面積范圍集中在1-5m/g，是微晶石墨的集合體，只有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點是表面呈土狀，缺乏光澤，潤滑性比鱗片石墨稍差。品位較高。一般的60～85%，少數(shù)高達90%以上。一般應(yīng)用于鑄造行業(yè)比較多。隨著石墨提純技術(shù)的提高，土狀石墨應(yīng)用越來越廣泛。

　　土狀石墨是儲量最多的一種，鱗片較小，結(jié)晶度不高，用于生產(chǎn)低價值的產(chǎn)品，是3種石墨中價格最低的一種;土狀石墨主要蘊藏在土耳其、中國、歐洲、墨西哥和美國。

　　全球石墨儲量2015年統(tǒng)計結(jié)果為23000萬t，其中土耳其石墨儲量為9000萬t，占全球儲量的39.13%，巴西為 7200萬t，占全球儲量的31.30%，中國為5500萬t，占全球儲量的23.91%。

　　礦產(chǎn)開發(fā)概況

　　2010年世界天然石墨產(chǎn)量為110萬噸。中國石墨產(chǎn)量為80萬噸(晶質(zhì)石墨和隱晶質(zhì)石墨)，占世界產(chǎn)量的 73%。近30年來中國石墨產(chǎn)量居世界第一。1995年中國石墨產(chǎn)量達到歷史最高，為221.5萬噸，其中晶質(zhì)石墨產(chǎn)量為54.9萬噸，隱晶質(zhì)石墨產(chǎn)量165.6萬噸。2008年中國晶質(zhì)石墨產(chǎn)量創(chuàng)歷史最高水平，為65萬噸;2009年晶質(zhì)石墨產(chǎn)量下降到48萬噸，同期土狀石墨原礦產(chǎn)量約100萬噸。中國晶質(zhì)石墨開發(fā)在內(nèi)蒙古、黑龍江、山東、河北、河南、湖北、四川等16個省(自治區(qū))，重要產(chǎn)地有黑龍江雞西和蘿北、山東平度和萊西、內(nèi)蒙古興和、河北赤城、河南內(nèi)鄉(xiāng)、湖北宜昌和四川南江。中國隱晶質(zhì)石墨開發(fā)主要在湖南省郴州地區(qū)和吉林省磐石地區(qū)，湖南省郴州地區(qū)有多家公司采用超高溫技術(shù)生產(chǎn)高純微晶石墨。[4]

　　印度石墨產(chǎn)量列世界第二位，占世界石墨產(chǎn)量的11.6%。2009年印度石墨產(chǎn)量為13萬噸。石墨開發(fā)主要在奧瑞薩邦和拉賈斯坦邦，奧瑞薩邦石墨產(chǎn)量占65%～75%，主要生產(chǎn)商是阿格拉瓦爾石墨工業(yè)公司(Agrawal)，公司有甘若達爾(Ganjaudar)和泰姆里馬爾(Temtimal) 兩座石墨礦山;TP 礦產(chǎn)公司開發(fā)富爾巴尼(Phulbani)、馬達古達爾夫(Madagudarf)和薩爾吉帕里(Sargipali)附近的石墨礦，兩公司生產(chǎn)鱗片石墨和粉末石墨產(chǎn)品。阿格拉瓦爾石墨工業(yè)公司計劃開發(fā)石墨新產(chǎn)品，應(yīng)用于電池行業(yè)。[4]

　　巴西石墨產(chǎn)量居世界第三位，占世界石墨產(chǎn)量的7.5%。近年來石墨生產(chǎn)穩(wěn)定，2009年石墨產(chǎn)量為7.6萬噸。巴西國家石墨有限公司(National de Grafite)為該國主要石墨生產(chǎn)商，也是世界天然晶質(zhì)石墨的最大生產(chǎn)商之一，在米納斯吉拉斯(Minas Gerais)擁有3個晶質(zhì)石墨礦， 石墨生產(chǎn)能力為5.2萬噸 / 年，產(chǎn)量約占巴西全部產(chǎn)量的2/3;每個礦山有石墨加工廠，伊塔派里卡(ltaperica)石墨礦原礦碳含量為16%，加工廠生產(chǎn)能力為1.44萬噸/年，石墨產(chǎn)品用于電池、電刷和潤滑劑;薩爾托達迪維薩(Salto de Divsa)石墨加工廠生產(chǎn)大鱗片石墨，產(chǎn)品用于耐火材料、坩堝、冶金鑄模和高碳鋼添加劑，生產(chǎn)能力擴建到1.44萬噸 / 年;派德拉亞朱爾(Pedra Azul) 是巴西最大的石墨礦床，石墨生產(chǎn)能力4.58萬噸 / 年。巴西國家石墨有限公司計劃調(diào)整石墨產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開發(fā)生產(chǎn)球化石墨新產(chǎn)品，用于電池行業(yè)，包括電動汽車用大型鋰離子電池。巴西另一個重要的石墨生產(chǎn)商是格拉費塔公司(Grafita MG Ltd.)，也在米納斯吉拉斯地區(qū)開采的石墨。巴西耐火材料公司Mag-nesita計劃開發(fā)巴西東部的石墨礦產(chǎn)，在2年內(nèi)石墨生產(chǎn)能力達到4萬噸 / 年，公司開發(fā)擴展到上游礦物原料，目的是保證石墨原料供應(yīng)自給自足。[4]

　　加拿大石墨產(chǎn)量的2.5萬噸，石墨生產(chǎn)商主要是蒂姆科公司(Timcal)和鷹石墨公司。Timcal 加拿大公司的礦山和加工廠位于伊勒湖(Lac des Iles)，其生產(chǎn)能力對外保密。2007年加拿大有許多開發(fā)商計劃建設(shè)石墨生產(chǎn)基地，由于金融危機這些公司石墨開發(fā)項目暫停，2010年國際市場對石墨需求增加，石墨價格攀升，估計加拿大計劃新建的石墨開發(fā)項目將會陸續(xù)開工建設(shè)。工業(yè)礦物公司(IMI)開發(fā)比塞特克里克(Bissett Creek)鱗片石墨礦，位于安大略省瑪利亞城，公司目標是成為北美最大的鱗片石墨生產(chǎn)商。富通石墨公司(FortuneGraphite Inc.)開發(fā)隱晶質(zhì)石墨和鱗片石墨，礦山位于不列顛哥倫比亞省東南部的庫登奈山一帶(Kootenay)?？蛲胁傻V公司(Quinto Mining Corp.)開發(fā)蓋雷特湖(LacGueret)石墨礦床 ，位于魁北克東北的科特諾德(Cotenord)地區(qū)，該床礦石墨品位為15%到40%。環(huán)球石墨有限公司開發(fā)蘇必利爾(Superior)石墨礦床，該礦是鱗片石墨，礦石儲量5500萬噸。[4]

　　朝鮮石墨礦埋藏較深，需地下開采，礦山增產(chǎn)不容易。近年來石墨產(chǎn)量穩(wěn)定在3萬噸;馬達加斯加石墨開發(fā)商是格蘭德公司 (SocieteMiniere de la Grande Ile)和加洛伊斯公司(EstablissmentsGallois)，2008年石墨減產(chǎn)到0.5萬噸。烏克蘭石墨礦床分布在基洛夫格勒州(KirovogradOblast)，石墨開發(fā)商是扎瓦利夫斯基石墨公司(Zavalivsky Grafitovy Kombinat)，烏克蘭石墨產(chǎn)量為0.75萬～1萬噸;斯里蘭卡有世界聞名的脈狀石墨礦床，位于斯里蘭卡島的西部和西南部，石墨礦脈埋藏較深，需地下開采。斯里蘭卡伯格拉石墨公司 (Bogala Graphite SriLanka)是德國GK公司的子公司，公司從英國進口設(shè)備新裝備了石墨加工廠;捷克有2個石墨開發(fā)商，科伊努爾石墨公司和泰恩石墨公司，位于波希米亞(Bohemia)南部，從17世紀開始加工生產(chǎn)石墨產(chǎn)品。科伊努爾石墨公司開采加工鱗片石墨。泰恩石墨公司是德國GK公司的子公司，公司從1965年開始生產(chǎn)石墨產(chǎn)品，近年來集中開發(fā)高純石墨，尤其是電池用石墨產(chǎn)品;[4]奧地利凱瑟貝格公司(Grafitbergbau Kaiserberg)經(jīng)營的露采石墨礦位于凱瑟貝格(Kaiserberg) 和特里本(Trieben)，石墨加工廠作業(yè)包括干燥、分級、磨礦和浮選及超細研磨，該廠有隱晶質(zhì)石墨浮選廠，加工能力3萬噸，公司供應(yīng)微細石墨、大顆粒石墨、鱗片石墨和合成石墨;[4]瑞士蒂姆科公司(Timcal)是世界上領(lǐng)先的縱向集成石墨生產(chǎn)商。石墨開發(fā)分布在加拿大、歐洲和亞洲，產(chǎn)品分銷機構(gòu)分布在南非、澳大利亞、印度、馬來西亞和泰國，該公司取得了我國內(nèi)蒙古包頭晶元石墨公司85%的權(quán)益;[4]澳大利亞目前沒有開采石墨，將來有可能開發(fā)生產(chǎn)石墨產(chǎn)品。鷹灣資源公司(Eagle Bay)擁有尤利(Uley)石墨礦床，碳含量7.4%的儲量377 萬噸，碳含量13.7%的儲量244萬噸，礦床附近有加工廠，1993年工廠停產(chǎn)，主要是因為國際市場石墨價格低。蒙林阿普(Munglinup)石墨礦床有大鱗片石墨，鋰精礦生產(chǎn)商格瓦利亞公司(Gwalia)的子公司擁有該礦權(quán)，該石墨礦在1953～1956年期間曾經(jīng)開采，因石墨價格低等原因一直停產(chǎn)，據(jù)估計探明的和推測的資源量為140萬噸，平均品位18.2%，深55米。[4]

　　生產(chǎn)消費概況

　　受世界經(jīng)濟回暖對石墨產(chǎn)業(yè)的影響，世界石墨需求量近年來穩(wěn)中有升。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)統(tǒng)計，2012年世界主要石墨生產(chǎn)國家有中國、印度、巴西、加拿大、朝鮮、俄羅斯和捷克。[4]

　　中國的產(chǎn)量最大，為75萬噸，占世界石墨產(chǎn)量的68%。天然石墨主要的出口國分別是中國、墨西哥、加拿大、巴西、馬達加斯加。這幾個國家出口全世界97%的石墨，占90%的石墨出口額。土狀石墨主要由墨西哥出口，塊狀石墨為斯里蘭卡出口，中國、加拿大、馬達加斯加則出口晶質(zhì)鱗片石墨。[4]

　　隨著加熱技術(shù)和酸浸技術(shù)的進步，能夠獲得的石墨純度越來越高，開拓了石墨在高新科技領(lǐng)域新的應(yīng)用。提純技術(shù)的革新，使石墨在碳復(fù)合材料、電子工業(yè)、摩擦材料、潤滑等領(lǐng)域有了更廣泛的應(yīng)用。以石墨紙為代表的柔性石墨產(chǎn)業(yè)具有很好的市場前景，大量燃料電池的廣泛應(yīng)用提高了石墨的用量。[4]

　　中國是石墨的生產(chǎn)大國也是消費大國，卻不是石墨強國。石墨行業(yè)現(xiàn)有落后的加工提純技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展極不平衡，有些地區(qū)根本無石墨提純企業(yè)，仍停留在賣石墨資源，對一些高技術(shù)含量的天然石墨產(chǎn)品有的還需從無石墨資源的發(fā)達國家進口。以便宜的價格將中碳石墨賣給外商，再從外商以幾十倍于我們出口的價格購進高純石墨或石墨深加工產(chǎn)品的被動局面仍然存在。[4]

　　為使我國由石墨大國向石墨強國轉(zhuǎn)變，必須走石墨深加工產(chǎn)業(yè)路線，將石墨原料加工成石墨材料，而為實現(xiàn)這一目標，首先必須加強石墨提純技術(shù)研究。[5]

　　存在問題

　　早在20世紀初期，我國就已經(jīng)開始開采使用石墨材料。由于我國石墨的儲量大且產(chǎn)地集中，給我國利用石墨發(fā)展提供了諸多的便利條件。目前，我國的石墨新型技術(shù)開發(fā)與利用已進入一個高速發(fā)展階段。許多新型的石墨產(chǎn)品與新型技術(shù)得到了較高的利用與發(fā)展。目前我國石墨行業(yè)發(fā)展中主要存在以下幾個方面的問題：[8]

　　(1)石墨開采規(guī)劃與統(tǒng)籌不到位

　　我國的石墨儲量位居世界第二位，但是由于沒有對石墨礦業(yè)的統(tǒng)一投入與規(guī)劃，導(dǎo)致我國的石墨沒有統(tǒng)一的定價與統(tǒng)籌管理。開采規(guī)模與產(chǎn)值不高。石墨的開發(fā)與利用主要是依靠高新產(chǎn)品的生產(chǎn)與研發(fā)得到更大的附加值與利潤，在我國目前的石墨開發(fā)利用中新產(chǎn)品的開發(fā)與利用呈現(xiàn)出無序的狀態(tài)，不能將規(guī)劃與統(tǒng)籌相結(jié)合達到利益最大化。[8]

　　(2)石墨資源開發(fā)與利用缺少渠道

　　石墨資源是一種不可再生性資源，只有不斷加大石墨資源的開發(fā)與利用才可以獲得更大的產(chǎn)品附加值。目前，我國對于石墨資源的開發(fā)與利用缺少渠道，石墨的初級生產(chǎn)較多，但是對于高新材料的研發(fā)與利用沒有渠道。市場中最有效的產(chǎn)品與生產(chǎn)加工相結(jié)合才可以產(chǎn)生更多的最大利潤，這二者缺一不可。石墨資源與高新產(chǎn)品的結(jié)合必然會對石墨產(chǎn)業(yè)起到一個不可替代的推動作用。目前我國石墨資源的開發(fā)與利用相結(jié)合的渠道較為單一，沒有將市場需求與產(chǎn)品研發(fā)相結(jié)合。[8]

　　(3)石墨礦業(yè)權(quán)設(shè)置無統(tǒng)一規(guī)劃

　　石墨是一種礦業(yè)產(chǎn)物，對于開采的環(huán)境破壞嚴重。我國沒有對石墨礦業(yè)權(quán)設(shè)置統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致了大量的無序開采與資源的浪費。石墨礦產(chǎn)開采與其它礦業(yè)開采有著同樣的特點，初期投入生產(chǎn)資本較大、對環(huán)境影響十分嚴重。只有將石墨礦業(yè)開采進行統(tǒng)一的規(guī)劃，減少不必要的重復(fù)性投入可以適當?shù)脑龃笸度肱c產(chǎn)出的比率。[8]

　　(4)盜采現(xiàn)象嚴重

　　非石墨開采區(qū)的非法開采現(xiàn)象十分嚴重。石墨是一種不可再生性資源，開采利用率決定開采直接經(jīng)濟效益。經(jīng)過盜采的石墨礦再利用的機率可以忽略不計。我國目前對于盜采石墨的打擊力度很大，但是在高額利潤面前，仍有不少小礦業(yè)主對此不加理睬。強化石墨盜采打擊力度對于保護石墨礦業(yè)有著十分重要的意義。

　　石墨可用于生產(chǎn)耐火材料、導(dǎo)電材料、耐磨材料、潤滑劑、耐高溫密封材料、耐腐蝕材料、隔熱材料、吸附材料、摩擦材料和防輻射材料等，這些材料廣泛應(yīng)用于冶金、石油化工、機械工業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)、核工業(yè)和國防等。[9]

　　耐火材料

　　在鋼鐵工業(yè)，石墨耐火材料用于電弧高爐和氧氣轉(zhuǎn)爐的耐火爐襯、鋼水包耐火襯等; 石墨耐火材料主要是整體澆鑄材料、鎂碳磚和鋁石墨耐火材料。石墨還用于粉末冶金和金屬鑄造成膜材料，石墨粉加入到鋼水中增加鋼的碳含量，使高碳鋼具有許多優(yōu)異性能。[9]

　　導(dǎo)電材料

　　在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、電話零件，電視機顯像管的涂層等。[9]

　　耐磨潤滑材料

　　石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在-200～2000℃溫度中在很高的滑動速度下，不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備，廣泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和軸承，它們運轉(zhuǎn)時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。[9]

　　耐腐蝕材料

　　經(jīng)過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好，滲透率低等特點，就大量用于制作熱交換器，反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設(shè)備。廣泛應(yīng)用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門，可節(jié)省大量的金屬材料。[9]

　　高溫冶金材料

　　由于石墨的熱膨脹系數(shù)小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器的鑄模，使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸精確，表面光潔成品率高，不經(jīng)加工或稍作加工就可使用，因而節(jié)省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的瓷舟。單晶硅的晶體生長坩堝，區(qū)域精煉容器，支架夾具，感應(yīng)加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座，高溫電阻爐爐管等元件。[9]

　　原子能與國防工業(yè)

　　石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應(yīng)堆中，鈾-石墨反應(yīng)堆是目前應(yīng)用較多的一種原子反應(yīng)堆。作為動力用的原子能反應(yīng)堆中的減速材料應(yīng)當具有高熔點，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應(yīng)堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應(yīng)超過幾十個ppm 。特別是其中硼含量應(yīng)少于0.5ppm。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，導(dǎo)彈的鼻錐，宇宙航行設(shè)備的零件，隔熱材料和防射線材料。[9]

　　(1) 石墨還能防止鍋爐結(jié)垢，有關(guān)單位試驗表明，在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用4～5克)能防止鍋爐表面結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。[9]

　　(2) 石墨逐漸取代銅成為EDM電極的首選材料。[9]

　　(3) 石墨深加工產(chǎn)品填加到塑料產(chǎn)品和橡膠產(chǎn)品中，可使塑料制品和橡膠制品不產(chǎn)生靜電，許多工業(yè)產(chǎn)品需要具有防靜電和屏蔽電磁輻射功能，石墨產(chǎn)品兼有這兩項功能，石墨在塑料制品、橡膠制品及其它相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用也會增加。[9]

　　此外，石墨還是輕工業(yè)中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑，是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石不可缺少的原料。它是一種很好的節(jié)能環(huán)保材料，美國已用它做為汽車電池。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，石墨的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓寬，已成為高科技領(lǐng)域中新型復(fù)合材料的重要原料，在國民經(jīng)濟中具有重要的作用。

　　現(xiàn)狀

　　由于我國冶金鋼鐵業(yè)的持續(xù)增長，世界鋰離子電池的迅猛發(fā)展，拉動對石墨原料的需求;同時產(chǎn)業(yè)界、政府對石墨戰(zhàn)略資源作用的日益重視，使石墨礦產(chǎn)品的價格迅速攀升，扭轉(zhuǎn)了20多年來其他礦產(chǎn)品都在漲價、石墨卻不斷降價的不正常局面，不僅使石墨行業(yè)效益不斷提高、同時也使得一些社會資金不斷涌入石墨行業(yè)。這種大好形勢對于石墨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展當然是大好時機，但是如果不科學(xué)規(guī)劃、合理引導(dǎo)，而一味的擴大采選量，就可能再次發(fā)生20世紀80年代末亂采亂挖的“黑色風暴”，給石墨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成重大損失。[10]

　　我國是石墨資源大國，但是長期以來石墨產(chǎn)業(yè)內(nèi)部低技術(shù)層次的產(chǎn)量、價格的惡性競爭，資金和技術(shù)投入嚴重不足，以生產(chǎn)原礦和選礦的低端產(chǎn)品為主，使得產(chǎn)業(yè)長期低迷。這種狀況導(dǎo)致我國石墨深加工技術(shù)和產(chǎn)品落后于發(fā)達國家，資源大國卻是深加工弱國。這與我國經(jīng)濟和科技的快速發(fā)展很不適應(yīng)。當前和今后一個相當長的時期，保護和科學(xué)利用石墨這種寶貴的戰(zhàn)略資源，發(fā)展石墨深加工技術(shù)和產(chǎn)品是大有可為的一項事業(yè)。[10]

　　我國鱗片石墨的深加工技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有一定基礎(chǔ)，科技部“八五”至“十一五”國家科技攻關(guān)、支撐計劃在非金屬礦、西部開發(fā)項目中分別列入課題，在深加工技術(shù)進步上取得明顯成果。現(xiàn)在，國內(nèi)已經(jīng)有一批效益良好的(鱗片)石墨深加工企業(yè)，規(guī)模最大的柔性石墨企業(yè)主要分布在江浙地區(qū)，負極材料等電池材料企業(yè)主要分布在深圳等珠三角、長三角地區(qū)。[10]

　　我國原來微晶石墨的深加工技術(shù)基本空白。近來研究發(fā)現(xiàn)，由于微晶石墨的晶體微小(≤1μm)，每個石墨顆粒中有很多微晶無序堆積，使得顆粒表現(xiàn)出各向同性。這使得它成為鋰離子電池(特別是動力電池)負極材料和各向同性石墨的極好原料，在新能源、核能、軍工等高新技術(shù)領(lǐng)域有重要應(yīng)用價值。清華大學(xué)在這方面進行了原創(chuàng)性的科技研究與開發(fā)，正在與相關(guān)企業(yè)合作建設(shè)微晶石墨提純、深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)線。

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