石墨即石墨制品未來50年會不會被淘汰

石墨即石墨制品未來50年會不會被淘汰

石墨及石墨制品未來50年內不僅會不會被淘汰，而且有廣泛的應用發展前景。



　　不過一些老式的產品必定會被淘汰。現在對于石墨的運用早已超出“石墨制品”的范疇，進入了“碳素材料”的時代。



　　我國天然石墨資源儲量豐富，長期位居全球首位，產量也長期穩居世界第一，此外，我國還是全球最大的天然石墨消費國。然而，多年來我國低價大量出口石墨初級產品、同時又大量高價進口高附加值石墨產品的進出口“倒掛”現象，卻讓石墨產業一直備受詬病。



　　若要改變徹底改變這種現狀，我國石墨產業的發展必須要瞄準前沿領域，彎道超速，方能后來居上。



　　三大“軟肋”掣肘行業發展



　　“2013年，巴西已經超越中國成為世界第一大石墨資源國，我國正在喪失第一大石墨資源國的地位。”一直致力于石墨應用研發的武漢理工大學資源與環境工程學院教授張凌燕對此表達了自己的擔憂。



　　美國地質調查局2014年2月公布的數據顯示，世界石墨資源儲量為13000萬噸，其中中國的石墨資源儲量是5500萬噸，位列巴西（5800萬噸）之后，成為世界第二大石墨資源國。而在此之前的多年，中國一直是世界石墨資源儲量最大的國家。



　　除了資源儲量，石墨產量和消費量也是衡量市場供求關系的兩個重要指標。



　　據張凌燕教授介紹，2008年~2013年，世界天然石墨產量除2010年有明顯下降外，基本保持穩定。我國石墨產量長期穩居世界第一，各年產量約占全球總產量的70%，遠多于其他國家。我國每年的石墨消費量約為130萬噸，占全球天然石墨消費量的50%，也是全球最大的天然石墨消費國。



　　對此，張凌燕教授進一步分析，雖然我國石墨資源儲量仍然很大，但由于產量已占到了全球70%，消費量也是位列全球各國之首。隨著我國石墨資源的消耗，以及其他國家找礦工作的深入開展，越來越多的石墨礦床被發現，未來我國石墨資源占全球的比例或將繼續縮小，屆時可能失去在世界上的話語權。



　　上述是宏觀的資源儲量、產量與消費量三者間的關系，具體到某一類石墨資源或是產品又有差異。



　　據了解，天然石墨根據結晶形態不同分為晶質石墨和隱晶質石墨。隱晶質石墨晶體直徑小于1微米，因為品位低、可選性差，價格較為低廉，主要用于生產低端石墨產品，市場價值不如晶質石墨。晶質石墨的晶體直徑大于1微米，按其結晶形態，又分為致密塊狀石墨和鱗片石墨，致密塊狀石墨礦床很少，鱗片石墨是國內外工業利用的主要石墨類型，其中鱗片尺寸越大，且大鱗片所占比例高，這樣的鱗片石墨礦價值越高。



　　相比其他類型石墨，大鱗片石墨資源最為緊缺。雖然我國石墨資源豐富，但已探明的大鱗片石墨資源并不多，因此一直處于供不應求的狀態，亦成為市場短板。



　　與巨大的市場需求缺口極不匹配的是，目前全球已探明的大鱗片石墨礦物量并不多，美國地質調查局2013年報告顯示，全球大鱗片石墨礦物量不足500萬噸，其中馬達加斯加這樣的大鱗片石墨主產區也只有94萬噸。因此，大鱗片石墨已經成為國內甚至全球市場上爭奪的熱點，有的國家甚至將其列為重要的國家戰略物資，只進不出。



　　在石墨產品進出口方面，多年來，我國低價大量出口石墨初級產品的同時，大量高價進口高附加值石墨產品，這也成為石墨行業的突出問題。



　　我國生產的石墨制品絕大部分是初級產品，因為產能過剩，無序競爭，壓制了價格，出口產品每噸價格不及3000元，而進口的高附加值石墨產品每噸價格高達50多萬元，價格相差100多倍，這成為石墨產業慘遭口誅筆伐的“經典事例”。我國石墨產品懸殊的進出口價格，意味著石墨資源的低價流失，蒙受巨大損失。究其原因，既有國外對我國實行石墨加工技術封鎖，也有我國尚沒有攻破關鍵技術的癥結。



　　在我國大量出口石墨初級產品的同時，美、日、韓等發達國家卻早把石墨列為國家戰略資源，嚴控開采，以采代購。



　　超大型石墨礦一鳴驚人



　　產業升級是化解危機的根本途徑，但前提條件還是資源的保障，充足、質優的資源是產業升級的強大后盾。



　　去年，我國在內蒙古阿拉善發現一處超大型大鱗片石墨礦——查汗木胡魯石墨礦，目前已探明石墨資源總量1.3億噸，約占全球可采儲量的7.3%，平均品位5.45%，并已取得內蒙古國土資源廳礦產資源儲量評審備案，這意味著其儲量得到官方認可，也就是算數的資源儲量。



　　該礦大鱗片石墨礦物量多達703萬噸，相當于7個馬達加斯加大鱗片石墨主產區的資源量。石墨鱗片的大小以“目”為衡量單位，目數越小，鱗片尺寸越大，俗稱為大鱗片，反之則稱為“小鱗片”或“細鱗片”。經巖礦鑒定，查汗木胡魯礦全礦區石墨片度大于正100目以上的占到99.8%，進一步的選礦試驗顯示，浮選精礦正100目的產率達到61%，而國內其他多數石墨礦的這一比例普遍僅為30%至40%，雖然個別石墨礦能達到50%的比例，但儲量小，和查汗木胡魯石墨礦的儲量相比，完全不在一個等量級，這樣高品位超大規模的資源儲量在國內乃至世界尚屬罕見。



　　參與礦區項目論證的專家們認為，該礦不僅儲量大，而且大鱗片石墨所占比例高，不僅彌補了我國大鱗片石墨資源的不足，也是全球少數可以進行石墨全產業鏈與深加工的石墨資源。



　　令人欣慰的是，由于查汗木胡魯石墨礦的發現，我國不僅重新奪回全球石墨資源儲量第一的地位，而且改寫了我國石墨資源分布格局，甚至直接影響到全球石墨資源格局，對石墨產業的供需再平衡將發揮重要作用。



　　石墨烯：產業升級的“加速器”



　　天然石墨除應用于鋼材、冶金、耐火等傳統行業外，近幾年作為一種戰略性資源也廣泛應用于軍工、航天、電子、核電等多個領域。



　　記者了解到，雖然現在已經能制備人造石墨，但因為人造石墨的結晶成熟度遠達不到天然石墨的水平，目前只能替代小鱗片石墨，尚不能替代大鱗片石墨，因此大鱗片石墨在工業領域的應用有著舉足輕重的地位。



　　天然石墨另一個最具前景的應用領域是石墨烯。石墨烯目前是世界上最薄的材料，只有一個原子的厚度，卻比最好的鋼材堅韌百倍，而且導電性、導熱性也遠超其他材料，幾乎完全透明，又有很好的彈性，其無可比擬的材料性能堪稱完美，因此被稱為“新材料之王”。未來，石墨烯一旦實現產業化應用技術突破，應用前景廣闊，無可限量，能撬動千億元的產業規模。



　　我國要從根本上化解石墨產業危機，必須要緊抓石墨烯這個重大發展機遇，彎道超車，實現產業升級。



　　據國家非金屬礦深加工工程技術研究中心王學群教授介紹，制備石墨烯的原料有大磷片石墨和細磷片石墨兩種，雖然兩者都能制備石墨烯，但工藝路徑不同，大磷片石墨的制備流程只有三段，而細磷片的制備流程有五段，前者流程簡化，工藝更優。相對細磷片石墨，大磷片石墨更容易制成石墨烯，制作成本也更低，優勢明顯。大鱗片石墨不僅是生產高端精密器件的基礎性原料，也是制備石墨烯的上佳原料。



　　據悉，此次發現的查汗木胡魯石墨礦全部可實現露天開采，礦石易選，只要剝離很薄的一層即能選取，礦石剝離量比同類礦山少20%，開采技術條件要求較為簡單，開采成本低，且交通便利，加之大鱗片占比高，完全能成為我國制備石墨烯的“大糧倉”。



　　產業的發展離不開國家政策支持。



　　2015年11月30日，工信部、發改委、科技部聯合印發了《關于加快石墨烯產業創新發展的若干意見》，提出到2020年，形成完善的石墨烯產業體系，實現石墨烯材料標準化、系列化和低成本化，指明要將石墨烯產業發展成為先導產業。該意見指出，要抓住機遇培育壯大石墨烯產業，把石墨烯產業打造成先導產業。同時提出了“四個推進”，即推進產業發展關鍵技術創新；推進首批次產業化應用示范；推進產業綠色、循環、低碳發展；推進拓展應用領域。



　　今年伊始，工信部批準組建石墨產業發展聯盟，批復指出，加快石墨材料產業化進程和構建完善石墨上下游產業鏈，縮短下游產業所需的石墨新材料研制開發、投入使用、進入市場的周期。



　　隨著國家一系列石墨烯產業政策的落地，石墨烯產業將由高科技研發逐步轉入應用推廣，石墨烯產業化發展進入提速階段。