天然石墨

石墨的化學成分為碳(C)。天然產出的石墨很少是純凈的，常含有雜質，包括SiO2、Al2O3、MgO、CaO、P2O5、CuO、V2O5、H2O、S、FeO以及H、N、CO2、CH4、NH3等。天然石墨礦物呈鐵黑、鋼灰色，條痕光亮黑色；金屬光澤，隱晶集合體光澤暗淡，不透明；硬度具異向性，垂直解理面為3～5，平行解理面為1～2；質軟，密度為2.09～2.23g/cm3，有滑膩感，易污染手指。礦物薄片在透射光下一般不透明，極薄片能透光，呈淡綠灰色，折射率1.93～2.07，在反射光下呈淺棕灰色，反射多色性明顯，Ro灰色帶棕，Re深藍灰色，反射率Ro23(紅)，Re5.5(紅)，反射色、雙反射均顯著，非均質性強，偏光色為稻草黃色。

石墨屬復六方雙錐晶類，呈六方板狀晶體，常見單形有平行雙面、六方雙錐、六方柱，但完好晶形少見，一般呈鱗片狀或板狀，集合體呈緻密塊狀、土狀或球狀。

石墨的工藝性能及用途主要決定於其結晶程度，天然石墨依其結晶形態可分成晶質石墨（鱗片石墨）和隱晶質石墨（土狀石墨）兩種工業類型。

晶質(鱗片)石墨礦石中，石墨晶體直徑大於1μm，呈鱗片狀；礦石品位較低，但可選性好；與石墨伴生的礦物常有雲母、長石、石英、透閃石、透輝石、石榴子石和少量黃鐵礦、方解石等，有的還伴生有金紅石及釩等有用組分；礦石呈鱗片狀、花崗鱗片或粒狀變晶結構，片狀、片麻狀或塊狀構造。

晶質（鱗片）石墨根據固定碳含量分為高純石墨、高碳石墨、中碳石墨及低碳石墨。

高純石墨(固定碳含量大於或等於99.9%)主要用於柔性石墨密封材料，核石墨，代替白金坩堝用於化學試劑熔融及潤滑劑基料等；

高碳石墨(固定碳含量94.0%～99.9%)主要用於耐火材料、潤滑劑基料、電刷原料、電碳製品、電池原料、鉛筆原料、填充料及塗料等；

中碳石墨(固定碳含量80%～94%)主要用於坩堝、耐火材料、鑄造材料、鑄造塗料、鉛筆原料、電池原料及染料等；

低碳石墨(固定碳含量50.0%～80.0%)主要用於鑄造塗料。

隱晶質石墨礦石則主要分佈於接觸變質型礦床中。實際上石墨礦石中的石墨片徑是參差不齊的，所謂晶質石墨礦石中，也可能含隱晶質石墨，含量較多時通常稱為混合型石墨礦石，隱晶質石墨礦石中也可能含少量片徑略大於1μm的鱗片石墨。

隱晶質石墨主要用於鉛筆、電池、焊條、石墨乳劑、石墨軸承的配料及電池碳棒的原料等；無鐵要求的隱晶質石墨主要用於鑄造材料、耐火材料、染料及電極糊等原料。

據不完全統計，世界天然石墨儲量約為20億噸，其中晶質石墨約8億噸。中國的天然石墨儲量居世界第一位，晶質石墨礦總保有儲量礦物4.73億噸。

中國現已形成採礦、選礦、加工、提純和製品系列配套的綜合性天然石墨產業。中國是世界上最大天然石墨生產國，2009年天然石墨生產達到175.56萬噸，中國的生產約佔世界總產量的55%，居世界首位。

2015年4月，國內天然石墨市場價格穩中趨降，局部下滑100元/噸左右，跌幅在5%左右。業內人士表示，天然石墨價格下跌使得鋰電負極成本有望下降。

中國發現和利用石墨的歷史悠久。古籍中曾有不少關於石墨的記載。如《水經注》載“洛水側有石墨山。山石盡黑，可以書疏，故以石墨名山矣。”從考古挖掘出來的甲骨、玉片、陶片發現，早在3000多年前商代就有用石墨書寫的文字，一直延續至東漢末年(公元220年)，石墨作為書墨才被松煙制墨所取代。清朝道光年間(公元1821～1850年)，湖南郴州農民開採石墨做燃料，稱之為“油碳”。

20世紀初期，用石墨製造電池和鉛筆的技術傳入中國，當時稱為“電煤”和“筆鉛”的石墨，開始用於近代工業，推動了中國石墨採掘業的發展。

外石墨行業發展模式研究

從世界石墨行業的生產、消費、貿易以及供需情況可以看出，發展中國家和發達國家在石墨工業發展中採取的模式具有較大差異，發展中國家為了經濟發展，不斷擴大產能，加大開採力度，不顧過度開發對環境造成的不利影響，而發達國家更重視對戰略資源進行保護，國內只是進行少量開採，工業應用主要通過進口他國石墨資源而實現。總結如下：

(1)限制開採，“以購代采”。

發達國家把本國石墨資源作為戰略資源進行儲備，限制開採，並實行“以購代采”的方式，從中國等石墨資源儲量豐富的國家低價進口石墨初級產品，每噸價格僅在2000～4000元，然後將經過提純加工的石墨產品返銷中國和其他國家，每噸價格高達10萬～20萬元。高額的差價，暴露出我國石墨產業創新能力不足，高科技應用產品開發緩慢，產品科技含量不高，產業優勢不強等問題。

(2)實施技術封鎖和壟斷。

當前，美、日、歐盟等少數發達國家掌握石墨深加工核心技術，壟斷全球石墨深加工產品技術和市場。因受到技術限制，我國特種石墨和高檔石墨乳產品主要依靠進口，國內相關產品產量極小，不成規模，無法滿足市場需求。

(3)政策支持。

美、英、歐盟等發達國家出台系列政策支持發展石墨深加工製品同時，還投入大量的資金和人力進行支持。如：美國能源部發布的2011版《關鍵材料戰略》中將石墨材料、石墨烯列入重點發展內容。歐洲2020戰略的七大旗艦項目中，將石墨視為關鍵工業礦物列為關鍵材料之一。

(4)投資和開採國外資源。

世界上的主要石墨生產商都十分注重海外資源的投資和開採，通過收購、兼并、聯營或直接投資購買當地資源的開採權的形式進行資源整合。在2013年6月，益瑞石集團收購全球石墨生產商Timcal公司，開採其在加拿大魁北克省的Lacdeslles石墨礦。自收購以來，益瑞石集團炭和石墨部門收入持續增長，該部門也發展成為集團第三大業務部門，對集團的經營收人貢獻很大。

(5)在資源地設置加工廠，以佔據資源和技術優勢，降低生產成本。