石墨是一種具有耐高溫、導熱、導電、潤滑、可塑和抗腐蝕性的非金屬礦物，是我國現代工業(yè)與軍工發(fā)展不可或缺的重要戰略資源。
天然石墨分為：鱗片石墨（晶質(zhì)石墨）和隱晶質(zhì)石墨（土狀石墨）兩大類(lèi)。
鱗片石墨：天然晶質(zhì)石墨，其形似魚(yú)鱗狀，屬六方晶系，呈層狀結構，具有良好的耐高溫、導電、導熱、潤滑、可塑及耐酸堿等性能。
微晶石墨：指由微小的天然石墨晶體構成的致密狀集合體，亦稱(chēng)土狀石墨或無(wú)定形石墨。顏色灰黑或鋼灰，有金屬光澤，具滑感，易染手，化學(xué)性能穩定，有良好的傳熱導電性能，耐高溫，耐酸堿，耐腐蝕，抗氧化。由于其晶體細小，可塑性強，粘附力良好。
| GB/T 3518-2008 鱗片石墨 |
| 名稱(chēng) |
代號 |
固定碳w（C)/% |
| 高純石墨 |
LC |
w（C)≥99.9 |
| 高碳石墨 |
LT |
94.0≤w（C)≤99.9 |
| 中碳石墨 |
LZ |
80.0≤w（C)≤94.0 |
| 低碳石墨 |
LD |
50.0≤w（C)≤80.0 |
| 本標準適用于天然產(chǎn)出并經(jīng)選礦富集的鱗片石墨 |
大鱗片晶質(zhì)石墨（>0.147mm）更易提純和深加工，是高端石墨產(chǎn)品的重要原料，也是制備石墨烯的關(guān)鍵原料。
1、中國石墨資源分布
中國石墨基礎儲量約占世界的33%，僅次于巴西（約占世界的38%），位居世界第二位（圖1）。
截至2015年底，晶質(zhì)石墨查明資源儲量26452.9萬(wàn)噸，主要分布在黑龍江、內蒙古、四川、山東和山西等省區，占全國的87.6%，其中黑龍江占全國的46.9%。
查明資源儲量中基礎儲量5516.4萬(wàn)噸、儲量1009.4萬(wàn)噸。隱晶質(zhì)石墨查明資源儲量3548.1萬(wàn)噸，其中基礎儲量807.4萬(wàn)噸、儲量531.8萬(wàn)噸，主要分布在內蒙古、湖南、陜西和吉林等省區。
全國石墨資源潛力評價(jià)，預側500米以上淺晶質(zhì)石墨資源潛力17.2億噸，主要分布黑龍江、內蒙古、山東和四川，占比為90.3%；隱晶質(zhì)石墨資源潛力1.5億噸，主要分布在湖南、內蒙古和吉林，占比為70.9%。
2、中國石墨產(chǎn)量、消費和進(jìn)出口情況
?。?）中國是世界第一大石墨生產(chǎn)國
中國是世界第一大石墨生產(chǎn)國，經(jīng)長(cháng)期高強度開(kāi)采晶質(zhì)石墨儲量由2001年的3084萬(wàn)噸下降到2015年的1009萬(wàn)噸。
2000-2015年累計石墨產(chǎn)量2168萬(wàn)噸（圖3），其中晶質(zhì)石墨產(chǎn)量795萬(wàn)噸。2015年石墨產(chǎn)量86萬(wàn)噸（其中晶質(zhì)石墨產(chǎn)量約66萬(wàn)噸），占世界產(chǎn)量的67.7%。晶質(zhì)石墨主要產(chǎn)地有黑龍江雞西、黑龍江蘿北、山東平度、內蒙古興和等，隱晶質(zhì)石墨主要產(chǎn)地有湖南郴州、吉林磐石等。已形成六大石墨生產(chǎn)加工基地，2015年產(chǎn)量占全國的86.0%。
經(jīng)過(guò)長(cháng)期高強度開(kāi)采，晶質(zhì)石墨資源過(guò)度消耗，2015年晶質(zhì)石墨儲量與2001年相比下降了67.3%。由于我國石墨采選企業(yè)以中小型為主，生產(chǎn)規模小而散、技術(shù)設備落后，采富棄貧、采易棄難等問(wèn)題突出。2000～2015年累計消耗晶質(zhì)石墨儲量2075萬(wàn)噸，資源利用率僅39.5%，資源浪費嚴重。
表1 中國六大石墨生產(chǎn)加工基地資源儲量、生產(chǎn)情況統計
?。?）中國石墨進(jìn)出口情況
中國是世界第一大石墨出口國，產(chǎn)量的近1/3用于出口，出口產(chǎn)品中約80%為低附加值產(chǎn)品。
2000-2015年，累計出口石墨661萬(wàn)噸（圖3），年均41.3萬(wàn)噸，出口量占生產(chǎn)量的30.5%。2015年出口量25.1萬(wàn)噸，占世界的79.0%，出口流向日本（10.3萬(wàn)噸）、韓國（2.9萬(wàn)噸）、印度（1.9萬(wàn)噸）、德國（1.3萬(wàn)噸），美國（1.3萬(wàn)噸）等50多個(gè)國家和地區。日本是世界最大石墨進(jìn)口國，占世界進(jìn)口量的50%以上，其中80%以上系從中國進(jìn)口，2000～2015年日本累計從中國進(jìn)口石墨295萬(wàn)噸，占中國出口量的44.6%。
2015年中國出口的石墨產(chǎn)品以初加工產(chǎn)品為主，占比達79.7%。2015年中國向日本出口晶質(zhì)石墨產(chǎn)品10萬(wàn)余噸，因提純及深加工技術(shù)落后，產(chǎn)品附加值低，出口價(jià)格僅925美元/噸；從日本進(jìn)口電池用球化石墨520噸，進(jìn)口價(jià)格10135美元/噸。
在國際貿易中，由于國內企業(yè)競相壓價(jià)，大鱗片晶質(zhì)石墨出口價(jià)格由2012年的2000～2500美元/噸，下降到2015年的800～1100美元/噸。此外，即便是同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)出口價(jià)格也相差懸殊，如球化石墨進(jìn)口價(jià)格是出口價(jià)格的兩倍以上（圖4）。
圖4 中國球化石墨進(jìn)出口價(jià)格對比圖
?。?）中國石墨消費情況
中國是世界第一大石墨消費國，新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展將帶動(dòng)石墨需求快速增長(cháng)，預測到2020年晶質(zhì)石墨消費量將達到95萬(wàn)噸。
2000-2015年累計消費石墨1579萬(wàn)噸（圖3），其中晶質(zhì)石墨601萬(wàn)噸。2015年石墨消費量約61.4萬(wàn)噸，占世界消費量的53.4%，其中晶質(zhì)石墨消費量約50.3萬(wàn)噸。石墨消費中，新材料、電池等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域約占30%，耐火材料、鋼鐵等傳統工業(yè)領(lǐng)域約占70%（圖5）。
新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展將帶動(dòng)石墨消費的大幅增長(cháng)，年均增幅將超過(guò)9%。預測到2020年我國石墨消費量將達到95萬(wàn)噸，其中新能源和新能源汽車(chē)領(lǐng)域消費約23萬(wàn)噸，核電領(lǐng)域消費約13.5萬(wàn)噸，高端制造和電子信息等領(lǐng)域消費10萬(wàn)噸以上，新興產(chǎn)業(yè)石墨消費占比將由30%上升到45%。
3、中國石墨利用技術(shù)現狀
石墨應用領(lǐng)域不斷拓展，石墨烯研究和應用開(kāi)發(fā)活躍，搶占石墨烯制備技術(shù)和應用技術(shù)制高點(diǎn)是打破國際技術(shù)壟斷的重要突破口
石墨不僅應用于耐火材料、電極電刷、鉛筆、鑄造、密封、潤滑等傳統工業(yè)領(lǐng)域，更是高端裝備制造、戰略性新興產(chǎn)業(yè)及核電領(lǐng)域的關(guān)鍵資源。石墨烯的發(fā)現，極大提升了石墨的資源價(jià)值，進(jìn)一步拓展了石墨應用領(lǐng)域，將帶來(lái)電池電容、計算機芯片、顯示終端、石墨烯新材料等新興產(chǎn)業(yè)的革命性變化。
中國石墨提純及深加工技術(shù)與世界先進(jìn)國家有較大差距。美國、日本和德國等發(fā)達國家基本壟斷了石墨深加工的先進(jìn)技術(shù)和知識產(chǎn)權，這些國家低價(jià)進(jìn)口石墨初加工產(chǎn)品，高價(jià)出口石墨深加工產(chǎn)品，壟斷國際話(huà)語(yǔ)權。因此，率先突破石墨烯制備技術(shù)和應用技術(shù)，搶占技術(shù)制高點(diǎn)是打破國際技術(shù)壟斷的必由之路。
中國是石墨烯研究和應用開(kāi)發(fā)最活躍的國家之一。國內石墨烯專(zhuān)利技術(shù)的研究熱點(diǎn)集中在電池、超級電容、石墨烯復合材料等領(lǐng)域，其他發(fā)達國家在晶體管和傳感器等方面研究較多。國內石墨烯相關(guān)技術(shù)的研發(fā)主體是大學(xué)和科研機構，企業(yè)研發(fā)相對較少。專(zhuān)利申請人中大學(xué)和研究所占比達85%，其專(zhuān)利持有量占62%（圖6）。而美國、日本和歐盟石墨烯相關(guān)技術(shù)研發(fā)都是以企業(yè)為主體。
關(guān)鍵技術(shù)尚未取得實(shí)質(zhì)性突破。中國石墨烯制備方法和技術(shù)與其他發(fā)達國家基本處在同一起跑線(xiàn)。石墨烯制備方法有以天然石墨制取石墨烯的機械剝離法、液相剝離法、氧化還原法和由碳原子生長(cháng)出石墨烯的化學(xué)氣相沉淀法、外延生長(cháng)法、微波等離子體法等兩大系列，均處于實(shí)驗室研究階段，尚未形成規?；I(yè)產(chǎn)能。石墨烯應用技術(shù)方面，在電池電容和石墨烯新材料方面有所進(jìn)展，但在計算機芯片、顯示終端等領(lǐng)域還處在探索階段。
4、結論和建議
我國石墨資源豐富，具備支撐新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的資源基礎，但高級別、優(yōu)質(zhì)資源少，晶質(zhì)石墨固定碳平均含量7.4%，質(zhì)量中等；晶質(zhì)石墨資源儲量中儲量占比僅3.8%，儲量中大鱗片晶質(zhì)石墨僅占15.9%；石墨提純及深加工技術(shù)與世界先進(jìn)國家有較大差距，資源開(kāi)發(fā)利用粗放，資源優(yōu)勢未轉化為技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢。新能源汽車(chē)等新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對石墨資源保障、科學(xué)合理利用和開(kāi)發(fā)利用技術(shù)等提出了更高要求。
?。?）加強優(yōu)質(zhì)石墨綜合調查評價(jià)，有效引導商業(yè)性礦產(chǎn)勘查，形成一批資源勘查示范基地。
一是開(kāi)展戰略調查，發(fā)現一批新的優(yōu)質(zhì)石墨資源，圈定一批找礦靶區，加強重點(diǎn)區評價(jià)和大型資源基地技術(shù)經(jīng)濟、環(huán)境綜合評價(jià)；
二是開(kāi)展石墨資源潛力動(dòng)態(tài)評價(jià)，進(jìn)一步摸清資源家底，優(yōu)選找礦遠景區，遴選重點(diǎn)勘查區；
三是開(kāi)展全球石墨資源戰略研究，建立全球石墨資源信息平臺；
四是引導和拉動(dòng)商業(yè)性礦產(chǎn)勘查，通過(guò)重點(diǎn)勘查新增一批可采儲量，形成一批資源勘查示范基地。
?。?）加強政策引導和開(kāi)發(fā)秩序監管，統籌規劃石墨產(chǎn)業(yè)布局和資源開(kāi)發(fā)，將石墨資源優(yōu)勢轉化為經(jīng)濟優(yōu)勢。
一是將石墨列為保護性開(kāi)采礦種，建立石墨資源戰略?xún)渲贫?，設立一批國家規劃礦區，保障資源可持續供應；
二是優(yōu)化石墨產(chǎn)業(yè)布局，控制出口產(chǎn)品規模和結構，提高資源綜合效益；
三是嚴格石墨開(kāi)發(fā)秩序監管，引導綠色勘查，統籌資源利用和環(huán)境保護；
四是打造大型產(chǎn)業(yè)集群，提升國際競爭力。
?。?）堅持科技創(chuàng )新，加快石墨提純及深加工技術(shù)研發(fā)，率先實(shí)現石墨稀技術(shù)突破
一是鼓勵和引導企業(yè)開(kāi)展石墨提純及深加工技術(shù)研發(fā)，提高產(chǎn)品附加值，提升國際話(huà)語(yǔ)權；
二是圍繞新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對石墨烯的需求，搶占石墨烯制備技術(shù)和石墨烯芯片技術(shù)制高點(diǎn)；
三是以石墨烯技術(shù)輻射帶動(dòng)整個(gè)石墨產(chǎn)業(yè)，以石墨烯技術(shù)領(lǐng)先打破石墨提純及深加工技術(shù)壟斷，引領(lǐng)我國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)我國由石墨資源大國向石墨資源強國邁進(jìn)。
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