|
| |
| 五礦化工進(jìn)出口商會(huì )發(fā)布報告：石墨正在蛻變?yōu)楹谏S金（一） |
| 來(lái)源：五礦進(jìn)出口商會(huì ) 更新時(shí)間：2015-08-17 09:23:35 瀏覽次數： |
|
| |
導讀：2012年世界產(chǎn)量為130萬(wàn)噸，其中中國約為80萬(wàn)噸。全球天然石墨年消費量為約130萬(wàn)噸。結晶質(zhì)鱗片石墨及鱗片粉塵石墨主要供應來(lái)源為中國、加拿大和馬達加斯加等。石墨的主要用途為：鋼鐵業(yè)、耐火材料、鉛筆、核反應堆，用于轎車(chē)生產(chǎn)各種配件材料以及高爾夫球桿等。特別是一旦電動(dòng)車(chē)起飛，用于鋰離子電池材料石墨市場(chǎng)前景將更加令人振奮。
一、供需緊缺刺激價(jià)格上漲
總部位于加拿大的國聯(lián)證券公司分析家基里爾. 穆格曼前不久發(fā)表報告指出，價(jià)格的迅猛上漲正在逐漸引起礦產(chǎn)業(yè)對石墨的興趣。據認為，石墨正在猛沖向黑色的黃金。但是長(cháng)期以來(lái)，石墨僅被認為是廣泛用于各種工業(yè)的一種原材料。而且由于其數量非常少，因此不被人們所重視。只是近幾年來(lái)石墨價(jià)格的快速上漲，毫無(wú)疑問(wèn)引起了業(yè)界強烈興趣。但是目前可獲得的石墨信息數據極少。
根據未來(lái)國際石墨供需關(guān)系變化估計，除了中國和印度以外,到2020年,為了滿(mǎn)足需求增長(cháng)，最少也將有4座石墨礦，最多23座礦需要建成投入生產(chǎn)。石墨的價(jià)格也同其它多數工業(yè)金屬一樣，基于一個(gè)共同的標價(jià)由買(mǎi)賣(mài)雙方直接洽談成交。價(jià)格主要參數取決于石墨層片規格大小和純度。各種不同的參數決定著(zhù)石墨價(jià)格的范圍。
工業(yè)界天然石墨純度標準為含碳94-97%。在恒定純度情況下，層片規格增加可逐漸提高產(chǎn)品的溢價(jià)。同時(shí)當純度下降，而層片規格相同的情況下將引起價(jià)格明顯下跌。純度提高或者產(chǎn)品形態(tài)變化比如球形或膨脹石墨價(jià)格為非普通報供，但是已知的價(jià)格高達每噸逾20000美元。從上個(gè)世紀90年代初期到2005年，受中國低成本生產(chǎn)的影響，市場(chǎng)價(jià)格明顯偏低，僅為每噸不足1000美元。之后由于來(lái)自綠色科技工藝部門(mén)需求的強勁，出口控制，更嚴格的環(huán)保法規，許多礦瀕臨枯竭，能源價(jià)格上升以及運輸成本提高等因素都刺激石墨價(jià)格攀升。
二、石墨的利用及需求
石墨的主要用途是鋼鐵和耐火工業(yè)，約占全球總產(chǎn)量的逾40%。其次是潤滑劑、膨脹石墨應用及碳素產(chǎn)品等。但是增長(cháng)最快的領(lǐng)域則是能源應用。在許多新浮現出的應用方面，估計未來(lái)將排除工程技術(shù)部門(mén)，主要原因是高成本或者由于出現更優(yōu)質(zhì)的合成材料。天然石墨和合成石墨之間交錯應用主要還是由價(jià)格和純度決定的。
合成石墨的傳導性能比天然石墨差，而且明顯昂貴。它可以設計出所需精確規格完成各種類(lèi)型中的一個(gè)。主要品種包括：原始99.9%純度合成石墨是在電爐中煅燒石油焦和煤焦瀝青制作。主要用途為電極和碳刷；再生粉狀或者廢舊合成石墨生產(chǎn)來(lái)自于加熱煅燒石油瀝青，主要用于耐火材料等；以及纖維生產(chǎn)來(lái)自于有機材料比如人造絲，煤焦瀝青及其它合成有機聚合物樹(shù)脂，主要用于絕緣和作為聚合合成材料增強劑。
另一方面，天然石墨可以通過(guò)增強熱量和化學(xué)性能的提高，從而在同樣的規格條件下提升等級。上個(gè)世紀90年代中國采用低成本化工提純方法，但是在西方國家看來(lái)這種方法并不經(jīng)濟。之后處理和純化得到改進(jìn)，而且呈現出設計高純大片石墨要求欠純化。天然石墨還有另一優(yōu)勢，可以加工成其它形狀比如圓球形及膨脹石墨。這些形狀變化的石墨性能，使其更能適應特殊和具體的需要。
隨著(zhù)上述石墨加工處理及應用的改進(jìn)，預計未來(lái)合成石墨和天然石墨之間相互利用將進(jìn)一步增強。球形層片狀石墨（SFG）的生產(chǎn)來(lái)自于礦產(chǎn)片狀石墨轉化成圓球狀。由于天然石墨晶體較強異向性，也就意味著(zhù)其特性的變化從一方面轉向另一方面。加工處理需要根據應用晶體基平面的特性有利于有關(guān)晶體邊緣，或反之亦然。特別重要的是能源儲備的應用，比如鋰離子電池、石墨用于陽(yáng)極材料。
SFG的生產(chǎn)方法已經(jīng)完全形成，采用礦業(yè)操作可以提高產(chǎn)品價(jià)值。但是操作不當有可能破壞30-70%的層片規模，成為低價(jià)值的小規格碎片。由此可見(jiàn)，損失率估計是肯定的。膨脹石墨或者剝離石墨生產(chǎn)是通過(guò)化工處理迫使石墨層片分離，相應使數量擴大，像手風(fēng)琴式的樣子。在膨脹石墨情況下，它經(jīng)常壓軋成扁平形狀，或者其它機制加工，為使用作準備。
石墨在燃料電池、鋰離子和其它各種電池，以及光電太陽(yáng)能電池業(yè)需求增長(cháng)最為強勁。該業(yè)目前仍在發(fā)展中，相應其原材料及復合物同樣高度多元化。國聯(lián)證券研究顯示，石墨大量用于鋰離子電池陽(yáng)極，各種基于陰極和陽(yáng)極化合物、能源，基于這些因素，一件輕型車(chē)電池將需消費多于鋰金屬20倍的石墨，或者少說(shuō)也需要5-10倍。
目前許多廠(chǎng)家正在研究并開(kāi)發(fā)試驗石墨硅酸鹽聚合物，各種球型石墨混合料，清潔及其它材料等。預計今后幾年隨著(zhù)標準的采用通過(guò)，燃料電池的發(fā)展以及電動(dòng)、混合和插電式汽車(chē)需求的增長(cháng)，在電池、能源儲備工業(yè)等石墨的參數波動(dòng)明顯。
在早期的核電工業(yè)，石墨作為反應堆主要組成部分之一，在核控制棒用作為減速器。在這個(gè)特殊應用方面需要高純石墨，所以首選支配材料為合成石墨。第4代核反應堆例如球形床反應堆預計能夠利用合成及天然石墨。反應堆燃料是氧化鈾質(zhì)子，被由天然和合成石墨機制的球形石墨嵌入的合成石墨涂層。精確的比率難以估計，因為僅示范反應堆仍在中國開(kāi)發(fā)。業(yè)界估計，在25%-75%之間石墨為天然石墨，其余則為合成石墨。估計中國初期示范球床模塊式高溫氣冷堆核電站（HTR-PM）投產(chǎn)后，天然石墨總數量將多達200噸，而且每次燃料球狀石墨更新時(shí)還將追加40-70噸。
追加需求增長(cháng)的為石墨單原子層（石墨烯），在一蜂窩網(wǎng)格石墨鱗片狀堆聚在一起時(shí)安排一原子厚的碳層。在近10年之前的實(shí)驗室里首次生產(chǎn)。當時(shí)在大學(xué)里和私人實(shí)驗室該材料的研究成為了熱門(mén)題目。
石墨具有的一系列獨特性能，顯示出其潛在的廣泛用途。比如晶體管、高靈敏傳感器、觸摸屏的透明導電薄膜顯示器、更具效益的太陽(yáng)能電池以及能源儲存部件中的電極等。而且IBM已制造出簡(jiǎn)易的基于石墨烯的集成電路系統。與此同時(shí)，三星公司也已試驗出石墨烯靈便顯示器，推測也是基于石墨。其中影響所有這些應用并成為主要障礙之一的就是大規模石墨烯生產(chǎn)缺乏經(jīng)濟的可行性。
?歡迎進(jìn)入【粉體論壇】
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
