【原创】天然石墨为何是高新产业“必争资源”?


来源:www.188betkr.com 初末

[导读]天然石墨被誉为“21世纪支撑高新技术发展的战略资源”。

www.188betkr.com 讯天然石墨作为一种兼具多重卓越性能的非金属矿产,凭借耐高温、高强度、优异的导电导热性、稳定的化学特性,以及出色的润滑性、可塑性与抗热震性,在传统工业与战略性新兴产业领域中占据不可替代的地位,被誉为“21世纪支撑高新技术发展的战略资源”,其价值随着科技进步不断凸显。



来源:哈工石墨


天然石墨的分类


天然石墨色泽漆黑、质地滑腻,依据其结晶形态差异,可分为晶质石墨和隐晶质石墨。晶质石墨晶形较好,晶体肉眼可见,可细分为鳞片石墨和块状石墨。当单层石墨有序叠加时即形成鱼鳞状的鳞片石墨,若排列杂乱无章,则会形成致密的块状石墨。


隐晶质石墨晶体微小,形似土状,需借助电子显微镜才能看清晶形,因此又被称为土状石墨。天然石墨的晶体形态与其工业价值密切相关。一般而言,结晶程度越好,其品质特性就越高,因此,鳞片石墨往往具有优于其他类型石墨的优良特性和应用价值。


天然石墨资源及产业分布


全球石墨资源储量(左图)及产量占比(右图)

来源:USGS


全球石墨资源分布广泛又相对集中,近年来储量持续增长,除南极洲外其他六大洲均有分布,但主要集中在中国、土耳其、巴西、马达加斯加、莫桑比克、坦桑尼亚等国家。我国石墨资源丰富,总保有量多年居世界之首。巴西和印度也拥有较大规模的石墨矿床,莫桑比克则以其高品位的石墨矿床而闻名。


我国石墨矿床类型以区域变质型晶质石墨矿床为主,隐晶质石墨以接触变质为主,且具有大型石墨矿床、超大型石墨矿床,经济价值高,资源优势明显,产量常年居世界第一位。矿床主要分布于华北地块、扬子地块周缘、天山-兴蒙造山带和秦祁昆造山带。我国天然石墨资源分布广泛,主要分布于黑龙江、内蒙古、山西、四川、山东、湖南和新疆等地,占据全球市场的主导地位。


全球天然石墨生产国主要为中国、莫桑比克、马达加斯加、巴西、韩国、俄罗斯和加拿大等国家,其中,中国为世界天然石墨产量最大的国家。中国天然石墨生产区域集中,目前已形成了黑龙江鸡西、黑龙江萝北、内蒙古兴和、山东平度、湖南郴州和吉林磐石六大石墨生产基地,合计占全国产量的80%以上。其中,黑龙江鸡西被称为“中国石墨之都”。


天然石墨的主要应用领域


来源:五矿石墨


传统工业领域


耐火、铸造材料:天然石墨广泛应用于冶金工业,主要作为耐火材料和铸造材料。其中,石墨电极凭借高导电性与耐高温性,成为电弧炉炼钢的关键部件,支撑高温冶炼过程的稳定进行;石墨质耐火材料则因耐温性强、化学稳定性好,被广泛用于钢铁、有色金属及其他高温冶金炉的内衬,延长设备使用寿命。此外,天然石墨还可作为增碳剂,用于炼钢与铸铁生产,通过调节钢液、铁液中的碳含量,优化金属材料的机械性能与加工特性。


密封材料:天然石墨具有良好的耐腐蚀性,能够在各种恶劣环境下保持稳定,延长密封件的使用寿命。此外,膨胀石墨是以鳞片石墨为原料经过特殊加工而成的柔性石墨材料,是当今工程行业密封的首选材料,用其制作的石墨板材、密封元件广泛用于汽车、航空航天、机械、电子、核能、石化、电力、船舶、冶炼等行业。


摩擦材料:天然石墨具有良好的导热、导电、耐高温及层间摩擦系数低等特性,在摩擦材料中通常会添加天然石墨作为摩擦性能的调节剂。摩擦材料主要应用于制动衬片和离合器片,其市场需求与汽车工业的需求趋势具有较强关联性,汽车产量与保有量直接决定了摩擦材料的产销量。


润滑吸附材料:天然石墨具有良好的润滑、导电、导热、耐磨等性能,在机械工业领域常用做各种润滑剂。石墨润滑剂包括干粉石墨系润滑剂、水基石墨系润滑剂、油基石墨系润滑剂等多种润滑剂产品。各种石墨润滑产品的石墨添加量不同,其应用领域也显示巨大差别。在吸附产品中,通常利用膨胀石墨疏松多孔结构、易吸附油类、有机分子及疏水性物质等特性,用于水处理、海洋油污处理等环保领域。


战略性新兴产业领域


锂电池负极材料:天然石墨的导电性能优异,是锂电池最常用的负极材料。天然石墨具备成本和比容量优势,常在小容量电池和消费电池领域使用;人造石墨在循环性能、安全性能、充放电倍率方面更优秀,综合性能更好,在动力电池和储能方面应用更广。为了兼顾成本、克容量和使用性能,通常会在人造石墨负极材料中适当添加天然石墨,达到降低成本提高克容量的目的。随着我国新能源汽车与储能产业的快速发展,锂电池需求将持续增长,进而带动锂电池负极材料需求攀升,成为天然石墨消费增长最快的领域之一。


石墨烯:天然石墨可深加工成石墨烯产品,利用石墨烯的优异性能,可用来制作石墨烯复合防腐涂料、散热薄膜材料、柔性显示设备、感知传感器等先进工业及电子产品。未来,石墨烯在生物医药、光学、电学和生态环境等领域都有广阔前景,还有望带来半导体领域的颠覆性革命,成为下一代电路、超级计算机的基础材料。


核工业材料:高纯度的天然石墨用于制造核反应堆的中子减速剂。由于其良好的中子减速性能和高温稳定性,石墨减速剂在核电站和核研究设施中具有重要地位。在某些类型的核反应堆中,天然石墨也被用作结构材料。这是由于其高温稳定性和良好的机械强度,使其能够在高温高辐射的环境中长期使用而不发生显著变形或损坏。天然石墨具有良好的辐射屏蔽特性,可以用来制作辐射屏蔽材料,保护人员和设备免受核辐射的危害。在高温气冷反应堆中,天然石墨被用作反应堆芯和反射层材料,发挥其高温耐受和良好的中子物理性能,帮助维持稳定的核反应过程。


小结


当前研究表明,天然石墨的品质直接决定了以其为原料制备的新材料的性能与应用范围——品质越好、纯度越高的天然石墨,在高端新材料制备中优势越明显,能更好地满足尖端领域的需求。


未来,随着新能源、新材料、国防工业、航空航天等领域的快速发展,对优质天然石墨资源的需求将持续增长。在此背景下,天然石墨资源的高效开发、深度加工与循环利用,将成为行业关注的重点。如何在保障资源供应的同时,推动石墨产业向高端化、绿色化、智能化转型,实现“资源优势”向“产业优势”的转化,将是全球尤其是中国石墨产业面临的重要课题,也将为天然石墨的价值释放开辟更广阔空间。


参考来源:

刘超等.2025—2035年中国天然石墨资源需求预测

金孟.天然石墨的应用与发展

王陆新等.中国天然石墨资源开发利用及管理研究

张欣等.石墨:个性十足的“工业黑金”


(www.188betkr.com 编辑整理/初末)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!

推荐 0

作者:初末

总阅读量:8673153

相关新闻:
网友评论:
0条评论/0人参与 网友评论

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:www.188betkr.com "的所有作品,版权均属于www.188betkr.com ,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:www.188betkr.com "。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

粉体大数据研究
  • 即时排行
  • 周排行
  • 月度排行
图片新闻