(中國粉體技術(shù)網(wǎng)/劉莉)天然石墨具有金屬和非金屬雙重特性,是重要的戰略礦物資源。石墨產(chǎn)業(yè)是資源型產(chǎn)業(yè),根據資源型產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展的規律和深加工工藝特點(diǎn),可將石墨產(chǎn)品縱向分為三大類(lèi)。一是由石墨采、選業(yè)生產(chǎn)的“原料級石墨制品”,二是由石墨精深加工業(yè)生產(chǎn)的“材料級石墨產(chǎn)品”,三是由專(zhuān)用石墨產(chǎn)品開(kāi)發(fā)商生產(chǎn)的“專(zhuān)用級石墨產(chǎn)品”。
石墨產(chǎn)品及產(chǎn)業(yè)縱向分類(lèi)圖
1 材料級石墨產(chǎn)品分類(lèi)
原料級石墨產(chǎn)品加工成為材料級石墨產(chǎn)品,從加工技術(shù)要求來(lái)看,主要是進(jìn)行提純、細化和改性等方面的加工。
以原料級石墨產(chǎn)品為原料,以提純、細化、改性為技術(shù)主導方向可將當前主要的材料級石墨產(chǎn)品分為三大類(lèi)11 種產(chǎn)品。第一類(lèi)為提純類(lèi)產(chǎn)品,主要為高純石墨;第二類(lèi)為細化類(lèi)產(chǎn)品,主要有球化石墨、石墨微粉、石墨乳;第三類(lèi)為改性類(lèi)產(chǎn)品,主要產(chǎn)品有氟化石墨、硅化石墨、可膨脹石墨、膨脹石墨、柔性石墨、天然石墨電極以及鎂碳磚等。
以石墨為主體的新材料及相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速,品種多:
(1)氟化石墨:高級潤滑、防水材料,附加值高。主要涉及氟化裝備、技術(shù)及氟化石墨合成技術(shù)。國有的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始研制技術(shù)及設備。
(2)柔性石墨新品種:作為傳統密封材料,主要是核用、緩蝕、高強及注射成型柔性石墨,主要技術(shù)在可膨脹石墨(GICs)合成上,是國家八五攻關(guān)成果;燃料電池柔性石墨雙極板,863項目。主要是成型、表面處理技術(shù);柔性石墨換熱器,主要是成型技術(shù)。利用膨脹石墨的吸附性發(fā)展的新型環(huán)保,醫藥材料,為十五攻關(guān)成果,主要是GICs合成、成型技術(shù)。
(3)膠體石墨:包括電子器件涂層的石墨乳,潤滑用膠體石墨等。
(4)石墨/高分子復合材料:石墨/橡膠類(lèi)新型密封材料,主要復合技術(shù);可膨脹石墨,高分子復合防火材料,國外已列入建筑規范,國內宜昌已經(jīng)開(kāi)發(fā),主要是GIC合成及其復合技術(shù)。
(5)鋰離子電池碳/石墨復合負極材料:清華等單位已經(jīng)開(kāi)發(fā),代替MCMB.主要是粉體及復合技術(shù),附加值高,需求較大。
(6)軍工材料,隱身材料:主要是粉體及GICs合成技術(shù)。
用于新型復合材料添加劑的石墨粉體材料及相關(guān)技術(shù)屬于經(jīng)過(guò)深加工的專(zhuān)門(mén)用途的石墨微粉:
(1)電池用石墨微粉:堿性電池的正極添加劑,國內需求量增長(cháng)較快,主要涉及粉體技術(shù)(粒度、形狀)雜質(zhì)控制技術(shù)。
(2)高分子復合材料添加劑石墨微粉:涉及了多種復合材料。如傳統的聚丙烯構件,換熱器元件等。有的添加量達20-40%;正在發(fā)展的導電塑料,用于電磁屏蔽等。用于燃料電池雙極板的導電塑料也列入了863項目涉及的技術(shù)主要是粉體,表面處理等。
2 石墨產(chǎn)業(yè)鏈分析
石墨產(chǎn)業(yè)是資源型產(chǎn)業(yè),根據資源型產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)以及石墨產(chǎn)品的縱向分類(lèi),石墨產(chǎn)業(yè)鏈主要分為三大部分。一是石墨采、選產(chǎn)業(yè);二是材料級石墨產(chǎn)品向專(zhuān)業(yè)級石墨產(chǎn)品延伸深精加工產(chǎn)業(yè);三是石墨尾礦綜合利用產(chǎn)業(yè)。
(1) 石墨采、選產(chǎn)業(yè)。
采、選產(chǎn)業(yè)是石墨產(chǎn)業(yè)的最上游產(chǎn)業(yè),其主要是天然石墨礦石的開(kāi)采與礦石的初選等,其主要產(chǎn)品為石墨精粉。采、選業(yè)作為深加工重要的基礎產(chǎn)業(yè),應科學(xué)規劃、合理布局,依靠科技創(chuàng )新提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。因此,石墨資源開(kāi)發(fā)須在總體規劃指導下,分期分批有序進(jìn)行,正規設計、規?;_(kāi)采、保護性開(kāi)發(fā),最大價(jià)值、最高效率地利用資源。
(2)精深加工產(chǎn)業(yè)。
材料級石墨產(chǎn)品向專(zhuān)業(yè)級石墨產(chǎn)品延伸深精加工產(chǎn)業(yè)鏈相對復雜。主要以產(chǎn)品分類(lèi)、應用領(lǐng)域或某一特性為主線(xiàn)進(jìn)行石墨加工產(chǎn)業(yè)鏈分析。隨著(zhù)科技創(chuàng )新的發(fā)展,滿(mǎn)足下游領(lǐng)域對高性能、專(zhuān)業(yè)化石墨材料制成品需求將成為發(fā)展的主流,由石墨材料級產(chǎn)品向石墨專(zhuān)業(yè)級產(chǎn)品精深加工產(chǎn)業(yè)將成為石墨產(chǎn)業(yè)中高附加值產(chǎn)業(yè)部分,其方向發(fā)展趨勢明顯。
主要可分為以下幾方面:
一是新能源材料類(lèi)石墨產(chǎn)業(yè)鏈。石墨是鋰離子電池、燃料電池、動(dòng)力電池等重要原材料類(lèi),可形成:球形石墨、鋰離子電池負極材料、其他配套材料。
二是高檔石墨密封類(lèi)材料產(chǎn)業(yè)鏈。根據相關(guān)產(chǎn)品具有優(yōu)良的隔絕密封性能。大力發(fā)展滿(mǎn)足石油、化工、機械工業(yè)、汽車(chē)及輪船高性能密封材料??尚纬桑嚎膳蛎浭?、膨脹石墨、柔性石墨、以及相關(guān)的系列化制品。
三是冶金、耐火類(lèi)石墨產(chǎn)業(yè)鏈。根據石墨產(chǎn)品的耐火性,以及冶金、耐火材料及制品領(lǐng)域用量大,需求穩定??尚纬桑烘V碳磚、增碳劑、冶金涂料、粉末冶金、滲硅石墨等。除利用高品質(zhì)石墨原料外,還可以大量利用低品位石墨原料。
四是電碳石墨材料產(chǎn)業(yè)鏈。開(kāi)發(fā)系列化電力、電氣、冶煉等行業(yè)需求的石墨類(lèi)配套產(chǎn)品??尚纬桑菏姌O、碳素制品、電刷等。發(fā)展重點(diǎn)應為高功率和超高功率電極。
五是新興材料產(chǎn)業(yè)鏈。利用石墨獨有的特性,開(kāi)發(fā)高科技含量的石墨材料與產(chǎn)品,作為產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新突破發(fā)展的方向。發(fā)展重點(diǎn):石墨紅外電熱材料、石墨高分子材料添加劑、氟化石墨、各向同性石墨、石墨航天航空材料、航天航空材料、核電用石墨材料等。
(3) 石墨尾礦綜合利用產(chǎn)業(yè)。
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是石墨尾礦利用產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)。一是尾礦伴生礦回收利用產(chǎn)業(yè),如運用高新技術(shù)和工藝,交尾礦中的伴生礦提煉出有用成分,如提煉金紅石、鈦鐵礦、磷灰石、矽線(xiàn)石等伴生礦物。二是新型建材產(chǎn)業(yè),如利用尾礦作為原料,生產(chǎn)燒結磚、免燒磚、砌塊建筑等材料;與建筑節能產(chǎn)業(yè)對接,開(kāi)發(fā)輕質(zhì)、保溫隔熱型建材產(chǎn)品。 |