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2024年最新天然石墨研究報告
儲量方面，2023年全球石墨儲量為2.8億公噸。其中，中國石墨儲量7800萬公噸，占全球儲量的27.86%；巴西石墨儲量7400萬公噸，占全球儲量的26.43%。
產(chǎn)量方面，2023年全球石墨產(chǎn)量為160萬公噸。其中，中國石墨產(chǎn)量123萬公噸，占全球產(chǎn)量的76.87%；馬達(dá)加斯加石墨產(chǎn)量10萬公噸，占全球產(chǎn)量的6.25%。
進(jìn)/出口方面，天然石墨主要出口國分別是中國、墨西哥、加拿大、巴西、馬達(dá)加斯加，主要進(jìn)口國有韓國、日本、德國和美國等。
石墨簡介及分類
1.1石墨的定義以及特性
石墨是一種由六方晶體結(jié)構(gòu)的碳原子堆積片組成的礦物，為灰色至黑色、不透明，具有金屬光澤。天然石墨從變質(zhì)巖中的礦床開采而來，如大理石、片巖、片麻巖，源于脈狀礦床的堆積物。天然石墨通常由沉積巖中的有機物堆積的變質(zhì)作用形成。合成石墨是由高溫?zé)崽幚恚ㄊ┨細(xì)浠衔锊牧匣驈奶細(xì)浠衔锊牧系幕瘜W(xué)沉積制造而成。合成石墨為純度99.9%以上的石墨，但孔隙率略高，密度較低，導(dǎo)電率較低，價格遠(yuǎn)高于天然石墨。物理化學(xué)性質(zhì)方面，石墨的莫氏硬度為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。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。此外，石墨擁有以下多個特殊性質(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。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。
1.2石墨分類
石墨分為天然石墨和人造石墨兩大類，天然石墨來自石墨礦藏。1.人造石墨在炭素工業(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?zé)崽幚恚┖蜋C械加工等一系列工序而制成，生產(chǎn)周期長達(dá)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。2.天然石墨石墨礦床以中、小型為主，礦床類型大致分為以下5種：結(jié)晶片巖中的似層狀石墨礦床、變質(zhì)煤層中的石墨礦床、霞石正長巖中的石墨礦床、硅卡巖中的石墨礦床、結(jié)晶片巖中的脈狀石墨礦床。天然石墨大致分為以下3類：塊狀石墨（致密結(jié)晶狀石墨）、鱗片石墨（晶質(zhì)石墨）和土狀石墨（隱晶質(zhì)石墨、微晶石墨）。1）塊狀石墨塊狀石墨又叫致密結(jié)晶狀石墨。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(dá)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（晶質(zhì)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(xì)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(dá)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(jìn)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。此外，鱗片石墨亦可進(jìn)一步加工制成球形石墨。球形石墨是鋰離子電池的負(fù)極材料。一般情況下，鱗片石墨通過機械磨損工序形成圓球的形狀。球形石墨的圓潤形狀可以讓鋰離子電池負(fù)極更有效地封裝顆粒，從而提高鋰離子電池能量和充電能力。鋰離子電池需要不同尺寸的球形石墨，因為顆粒大小會影響鋰離子電池的性能指標(biāo)。例如，小的球形石墨顆粒用于充電要求較快的鋰離子電池，而對功率要求較大的鋰離子電池需要更大的球形石墨顆粒。目前全球的球形石墨生產(chǎn)由中國主導(dǎo)。3）土狀石墨土狀石墨又稱隱晶質(zhì)石墨或微晶石墨，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(dá)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。
全球石墨行業(yè)的概況
2.1全球石墨儲量根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局公布的最新數(shù)據(jù)，2023年全球石墨儲量為2.8億公噸，主要分布在中國、巴西、馬達(dá)加斯加、坦桑尼亞、俄羅斯、印度、土耳其、墨西哥、朝鮮、韓國、斯里蘭卡、烏茲別克斯坦、越南等國家。其中，中國石墨儲量7800萬公噸，占全球儲量的27.86%；巴西石墨儲量7400萬公噸，占全球儲量的26.43%；馬達(dá)加斯加石墨儲量2400萬公噸，占全球儲量的8.57%；坦桑尼亞石墨儲量1800萬公噸，占全球儲量的6.43%；俄羅斯石墨儲量1400萬公噸，占全球儲量的5%。TOP5全球主要石墨山儲量國家的儲量合計占比74.29%。值得注意的是，土耳其天然石墨的儲量由2022年的9000萬噸銳減至690萬噸，不再是儲量全球第一的國家。礦山地域分布方面：中國的石墨礦產(chǎn)有鱗片石墨（晶質(zhì)石墨）和土狀石墨（隱晶質(zhì)石墨、微晶石墨）兩種類型。鱗片石墨礦主要分布于黑龍江、山西、四川、山東、內(nèi)蒙古、河南、湖北、陜西等8個?。ㄗ灾螀^(qū)）。土狀石墨礦主要分布在內(nèi)蒙古、湖南、廣東、吉林、陜西、山東、福建7個?。ㄗ灾螀^(qū)）中。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）。馬達(dá)加斯加石墨主要分布于東部Marivolanitra地區(qū)；印度石墨礦主要分布在奧瑞薩邦和拉賈斯坦邦；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；斯里蘭卡因其西部和西南部盛產(chǎn)高品位致密塊狀石墨礦而世界聞名。
2.2全球石墨產(chǎn)量
根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局公布的最新數(shù)據(jù)，2023年全球石墨產(chǎn)量為160萬公噸。其中，中國石墨產(chǎn)量123萬公噸，占全球產(chǎn)量的76.87%；馬達(dá)加斯加石墨產(chǎn)量10萬公噸，占全球產(chǎn)量的6.25%；莫桑比克石墨產(chǎn)量9.6萬公噸，占全球產(chǎn)量的6%；巴西石墨產(chǎn)量7.3萬公噸，占全球產(chǎn)量的4.56%；韓國石墨產(chǎn)量2.7萬公噸，占全球產(chǎn)量的1.68%。TOP5全球主要石墨山生產(chǎn)國家的產(chǎn)量合計占比95.36%。近30年來，中國石墨產(chǎn)量居世界第一。中國晶質(zhì)石墨重要產(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。馬達(dá)加斯加石墨開發(fā)商主要有：格蘭德公司和加洛伊斯公司。莫桑比克石墨主要分布在巴拉馬地區(qū)和安夸貝地區(qū)，巴拉馬地區(qū)2個石墨礦區(qū)石墨資源量合計為3.05億噸。坦桑尼亞石墨主要分布在馬亨蓋、納儲、蓮都等地區(qū)。巴西國家石墨公司（National de Grafite Ltda）為巴西最主要生產(chǎn)者及世界最大石墨生產(chǎn)者之一。這家公司在米納斯吉拉斯的三個大型鱗片石墨礦床開采，年產(chǎn)7萬噸天然石墨，實際上它提供著巴西所有的天然石墨。印度石墨開發(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(dá)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(dá)古達(dá)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。加拿大石墨生產(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。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(biāo)是成為北美最大的鱗片石墨生產(chǎn)商。富通石墨公司（Fortune Graphite 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（Lac Gueret）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%-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。
2.3全球石墨出口/進(jìn)口數(shù)據(jù)
天然石墨主要出口國分別是中國、墨西哥、加拿大、巴西、馬達(dá)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(dá)加斯加則出口鱗片石墨。于2022年，全球天然石墨出口金額6.82億美元，其中，中國天然石墨出口金額3.85億美元，占比56.45%。2023年中國天然石墨出口金額受疫情影響有所下降。
全球石墨主要進(jìn)口國有韓國、日本、德國和美國等。于2022年，全球天然石墨的進(jìn)口金額9.15億美元，創(chuàng)歷史新高。
據(jù)中國海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2024年1月-3月中國天然鱗片石墨出口量約為8107噸，出口金額848.68萬美元。其中，2024年3月中國天然鱗片石墨出口量約為4871噸，同比減少23.48%，主要出口國為：韓國、日本、德國。從海關(guān)數(shù)據(jù)來看，1月和2月出口數(shù)量同比下降幅度較大，仍是受出口限制牽絆，天然石墨企業(yè)申請辦理出口許可證周期仍較長，據(jù)天然石墨企業(yè)表示海外市場前期天然石墨庫存已經(jīng)逐步消耗，天然石墨資源存在缺口，但對于海外訂單需求，加急出口的情況似乎不太可能。
2.4中國天然石墨的價格走勢
于最近一年，中國天然石墨價格呈現(xiàn)震蕩下跌的趨勢。根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù)，2024年4月，雖下游負(fù)極材料產(chǎn)量有所提升，但從對原材料采購情況來看，提量并不明顯，且因場內(nèi)球形石墨資源較多，價格處于劣勢。耐火材料市場來看，負(fù)目鱗片石墨出貨一般，用于鋼鐵三大件或做可膨脹石墨等的正目資源相對緊缺，價格高位。最新的報價方面：1）山東地區(qū)：截止2024年4月28日山東地區(qū)天然鱗片石墨主流企業(yè)報價：-190價格2800-3000元人民幣/噸；-194價格3500-3800元人民幣/噸；-195價格3700-4200元人民幣/噸。球形石墨主流企業(yè)報價：大球價格14000-15000元人民幣/噸，小球價格15000-16000元人民幣/噸。2）東北地區(qū)：截止2024年4月28日東北地區(qū)天然鱗片石墨主流企業(yè)報價：-190價格2500-2700元人民幣/噸；-194價格3000-3400元人民幣/噸；-195價格3200-3500元人民幣/噸。球形石墨主流企業(yè)報價：大球價格13000-14000元人民幣/噸，小球價格14000-15000元人民幣/噸。
石墨的提純方法
石墨深加工產(chǎn)業(yè)的前提是提純，石墨提純是一個復(fù)雜的物化過程，其提純方法主要有浮選法、堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法、高溫法。1）浮選法浮選是一種常用而重要的選礦方法，石墨具有良好的天然可浮性，基本上所有的石墨都可以通過浮選的方法進(jìn)行提純，為保護(hù)石墨的鱗片，石墨浮選大多采用多段流程。石墨浮選捕收劑一般選用煤油，用量為100～200g/t，起泡劑一般采用松醇油或丁醚油，用量為50～250g/t。大鱗片石墨的價值及應(yīng)用均比細(xì)鱗片石墨大得多，而且一旦破壞就無法恢復(fù)。在石墨選礦中保護(hù)石墨的大鱗片是選礦過程中不可忽視的問題。因石墨具有良好的天然可浮性，浮選法可使石墨的品位提高到80%-90%，甚至可達(dá)95%左右。該方法的最大優(yōu)點是所有提純方案中能耗和試劑消耗最少、成本最低的一種。但呈極細(xì)狀態(tài)夾雜在石墨鱗片中的硅酸鹽礦物和鉀、鈣、鈉、鎂、鋁等元素的化合物，用磨礦的方法不能將其單體解離，而且不利于保護(hù)石墨大鱗片。因此浮選法只是石墨提純的初級手段，若要獲得含碳量99%以上的高碳石墨，必須用其他方法提純。2）堿酸法堿酸法包括兩個反應(yīng)過程：堿熔過程和酸浸過程。堿熔過程是在高溫條件下，利用熔融狀態(tài)下的堿和石墨中酸性雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，特別是含硅的雜質(zhì)（如硅酸鹽、硅鋁酸鹽、石英等），生成可溶性鹽，再經(jīng)洗滌去除雜質(zhì)，使石墨純度得以提高。酸浸過程的基本原理是利用酸和金屬氧化物雜質(zhì)反應(yīng)，這部分雜質(zhì)在堿熔過程中沒有和堿發(fā)生反應(yīng)。使金屬氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，再經(jīng)洗滌使其與石墨分離，經(jīng)過堿熔和酸浸相結(jié)合對石墨提純有較好的效果。多種堿性物質(zhì)均可以除去石墨雜質(zhì)，堿性越強，提純效果越好。堿酸法多用熔點小、堿性強的NaOH。酸浸過程所用的酸可以是HCl、H2SO4、HNO3或者是它們之間的混合使用，其中HCl應(yīng)用較多。對于一些含硅較高的石墨，堿熔法提純石墨還可以實現(xiàn)對硅的綜合回收利用。堿熔酸浸后的溶液為酸性，溶液中的硅雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楣杷?，加入一定量的明礬即可將硅酸提取出來，再經(jīng)900℃的高溫煅燒，可得到純的二氧化硅。堿酸法是中國石墨提純工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的方法，具有一次性投資少、產(chǎn)品品位較高、適應(yīng)性強等特點，以及設(shè)備簡單、通用性強的優(yōu)點。不足是需要高溫煅燒，能量消耗大，工藝流程長，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，石墨流失量大以及廢水污染嚴(yán)重，因而利用石墨提純廢水制取聚合氯化硅酸鋁鐵等綜合利用技術(shù)顯得十分重要。3）氫氟酸法氫氟酸是強酸，幾乎可以與石墨中的任何雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，而石墨具有良好的耐酸性，特別是可以耐氫氟酸，決定了石墨可以用氫氟酸進(jìn)行提純。氫氟酸法的主要流程為石墨和氫氟酸混合，氫氟酸和雜質(zhì)反應(yīng)一段時間產(chǎn)生可溶性物質(zhì)或揮發(fā)物，經(jīng)洗滌去除雜質(zhì)，脫水烘干后得到提純石墨。氫氟酸與Ca、Mg、Fe等金屬氧化物反應(yīng)生成沉淀，產(chǎn)生的 H2SiF6溶于溶液，又可除去Ca、Mg、Fe等雜質(zhì)。氫氟酸有劇毒，對環(huán)境污染嚴(yán)重，配合其他酸對石墨進(jìn)行提純，可以有效地減少氫氟酸用量。氫氟酸法提純石墨具有工藝流程簡單、產(chǎn)品品位高、成本相對較低、對石墨產(chǎn)品性能影響小的優(yōu)點。但是氫氟酸有劇毒，在使用過程中必須具有安全保護(hù)措施，對產(chǎn)生的廢水必須經(jīng)過處理后方能向外排放，否則將會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。4）氯化焙燒法氯化焙燒法是將石墨和一定的還原劑混在一起，在特定的設(shè)備和氣氛下高溫焙燒，物料中有價金屬轉(zhuǎn)變成氣相或凝聚相的金屬氯化物，而與其余組分分離，使石墨純化的工藝過程。石墨中的雜質(zhì)在高溫條件下，可以分解成熔沸點較高的氧化物，如 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO。這些氧化物在一定高溫和氣氛下，通入氯氣后，金屬氧化物和氯氣反應(yīng)生成熔沸點較低的氯化物。于是在較低的溫度下，這些氯化物可氣化而逸出，實現(xiàn)與石墨分離，使石墨得以提純。氯化焙燒法的優(yōu)勢在于節(jié)能、提純效率高（>98%）、回收率高，但也存在氯氣有毒、嚴(yán)重腐蝕性和嚴(yán)重污染環(huán)境等問題。在工藝上生產(chǎn)石墨的純度有限，工藝穩(wěn)定性不好，影響了氯化法在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用，還有待進(jìn)一步改善和提高。5）高溫提純法石墨的熔點為3850℃±50℃，是自然界熔沸點最高的物質(zhì)之一，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雜質(zhì)硅酸鹽的沸點。利用它們的熔沸點差異，將石墨置于石墨化的石墨坩堝中，在一定的氣氛下，利用特定的儀器設(shè)備加熱到2700℃，即可使雜質(zhì)氣化從石墨中逸出，達(dá)到提純的效果。該技術(shù)可以將石墨提純到99.99%以上。高溫法提純石墨影響因素較多：①石墨原料雜質(zhì)含量對高溫法提純的效果影響最大，原料的雜質(zhì)含量不同，所得產(chǎn)品的灰分就不同，且含碳量高的石墨提純效果更好，高溫法常以浮選法或堿酸法提純后含碳量達(dá)到99%及以上的石墨為原料；②石墨坩堝的含碳量也是影響提純效果的重要因素，坩堝灰分低于石墨灰分，有助于石墨中的灰分逸出；③采用大電流，石墨升溫快，有利于石墨純化，最好使用高功率電極的原料，并經(jīng)2800℃高溫處理；④石墨粒度對提純效果也有一定的影響。高溫法提純石墨，產(chǎn)品質(zhì)量高，含碳量可達(dá)99.995%以上，這是高溫法的最大特點，但同時耗能大、對設(shè)備要求極高，需要專門進(jìn)行設(shè)計，投資大，對提純的石墨原料也有一定的要求，只有應(yīng)用于國防、航天、核工業(yè)等高科技領(lǐng)域的石墨才用此方法進(jìn)行提純。
石墨產(chǎn)業(yè)鏈下游的主要應(yīng)用領(lǐng)域
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。1）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。2）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。3）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。4）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。5）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。6）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(dāng)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。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。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(jì)中具有重要的作用。
相關(guān)的上市公司
目前，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈的上游石墨烯礦產(chǎn)及設(shè)備公司有方大炭素、寶泰隆等;中游石墨烯粉體和薄膜的生產(chǎn)公司有貝特瑞、二維碳素等;下游應(yīng)用領(lǐng)域眾多，目前較為廣泛的新能源領(lǐng)域的代表企業(yè)有道氏技術(shù)、南都電池、欣旺達(dá)等;涂料領(lǐng)域的代表性企業(yè)有樂通股份等;化工新材料的代表性企業(yè)有新綸科技等;電子信息領(lǐng)域的代表性企業(yè)包括遠(yuǎn)望谷和漢威科技等。
信息來源：艾德證券期貨研究部
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