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我国石墨产业发展现状及需求分析

2020-07-20

:石墨是一种性能优异的无机非金属材料,是我国战略性新兴产业发展的重点产业之一。我国石墨资源丰富、分布广,品位差异大,国内石墨深加工产业主要分布于东部地区,具备产业规模。随着工业升级,石墨深加工制品的应用领域进一步扩宽,需求数量持续增加。

关键词:石墨;需求;新材料;新能源

0引言

石墨是一种性能优异的无机非金属材料,具有极强的产业关联性。石墨深加工产品广泛应用于节能环保、新能源、新一代信息技术、高端装备制造等产业,中国已将石墨产业作为国家战略性新兴产业发展的重要内容。为进一步促进石墨产业的发展,国家出台了一系列政策措施:《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出,推动石墨等特色资源高质量化利用,支持建立专业化的特色资源矿物功能材料制造基地;《中国制造2025》提出将石墨烯等作为战略前沿材料提前布局和研制。目前我国石墨深加工产业整体发展水平相对落后,认清我国石墨产业发展现状、未来的重点需求领域和需求量,对我国石墨产业的健康合理发展十分必要。

1石墨产业发展情况

1.1石墨资源储量与分布
我国石墨资源丰富,分布广泛,其中东部地区石墨资源较为集中。近几年随着勘查力度的加大,在内蒙阿拉善、巴彦淖尔和新疆等西部地区发现了大量的优质石墨资源,使我国的石墨矿产资源布局出现了根本性变化。
截止2017年底,我国查明石墨资源储量3.6亿t。其中,晶质石墨资源储量近3亿t,基础储量0.7亿t,矿区147处,主要分布在黑龙江、内蒙古、四川、山西、山东、河南六省,黑龙江省位居首位,占全国查明资源储量的43%。隐晶质石墨查明资源储量0.6亿t,基础储量0.2亿t,矿区34处,主要分布在福建、内蒙古、辽宁(见图1)。

图1我国晶质石墨查明资源储量统计分布图


1.2石墨资源开发状况
我国石墨矿床工业品位较好,利于开采,其中晶质石墨品位不低于3%,隐晶质石墨品位不低于65%。近10年来,我国石墨年产量在60~80万t之间,其中晶质石墨产量约占80%,隐晶质石墨产量约占20%。晶质石墨矿山均为露天开采,全国大中小型石墨矿山共计80余个。黑龙江、内蒙古以开采风化矿为主,开采深度50m以内,产能占全国的2/3以上;山东、湖北等地以开采原生矿为主,开采深度50m以下。采矿工艺主要为机械凿岩、爆破落矿、挖掘机采装,辅以公路运输的方式,采选综合回收率可达80%左右。

1.3石墨深加工产业现状
截止2017年,全国石墨矿山生产企业约150家,石墨加工企业千余家,产品以中高碳石墨、高纯石墨、微粉石墨等石墨矿产品以及膨胀石墨、碳素材料等。企业性质以国营为主,具体分布于山东、内蒙古、湖北、黑龙江、浙江等地。国营石墨矿企业基础雄厚,技术和资源上优势显著。
大部分深加工企业围绕石墨资源地周边分布,部分深加工企业依托高校、科研院所的技术优势,远离石墨资源地建立。

1.4主要应用领域
石墨凭借其优良的性能广泛应用于钢铁、冶金、铸造、机械设备、化工等领域。随着科技进步,石墨新材料在新能源、核工业、电子信息、航空航天和国防等高新产业中的应用潜力逐渐被挖掘,被认为是新兴产业发展所必需的战略资源。目前我国石墨产品主要应用于耐火材料、铸造、密封件、特种石墨等领域,其中以耐火材料和铸造领域用量最大(见表1)。

表1石墨主要应用领域表



2国内石墨需求分析
未来我国钢铁冶炼、金属铸造、润滑剂、化工、玻璃陶瓷、油墨和铅笔等传统产业对石墨的需求量基本处于当前水平,预计化学储能行业对石墨需求增长幅度最大。鳞片石墨是低成本制取纳米石墨和石墨烯的主要原料,随着石墨烯制取技术和应用技术不断进步,对鳞片石墨需求呈增长趋势。

2.1冶金机械等传统产业仍将是石墨消费的重要市场
冶金耐火材料是我国石墨传统消费领域,约占石墨总消费量的40%。近年来,虽然钢铁行业受到国家化解产能过剩等相关政策的影响,但钢铁产量和消费量仍保持平稳增长态势。预计到2020年我国钢铁产量将保持在7.7~8.7亿t,消耗晶质石墨28万t左右。冶金电极、铸造行业也是石墨的重点传统消费领域,主要用于冶炼电极,钢铁及铜、铝等有色金属铸造模具涂层。近年来,铸造行业平稳发展,2018~2020年铸造行业总产能保持在5000万t左右,对石墨的需求量2020年将达到20万t。
其他传统行业如润滑剂、铅笔制造等对石墨的需求将保持平稳,年需求量保持在2万t左右。

2.2新材料产业的发展将为石墨带来广阔的市场空间
石墨是现代工业与高、新、尖技术发展中不可或缺的重要战略资源。伴随着科学技术的进步,石墨的应用领域不断拓宽,特别是新能源、航空航天材料领域,石墨产品更是发挥着不可替代的作用。
预计到2020年,柔性石墨板材在机械、化工产业发展的基础上,消费量将达到4万t;燃料电池双极板材料将消耗石墨1万t;电火花加工、制作铸造模具、钢铁或铜连续铸造、直接单晶硅炉用或冶炼贵金属、高纯材料、火箭、导弹技术用特种石墨领域消耗石墨量将达到6万t;石墨乳润滑剂消费量将达到1.25万t;制动衬片,密封涂层材料等其他行业消费石墨将达到10万t;石墨纸散热材料消费量将达到2万t。

2.3 新能源产业的发展将成为石墨产品消费的新的增长点
石墨是新能源锂离子电池负极材料的主要原料之一。据业内专家分析,石墨作为生产负极材料的主要原料在未来20年内具有不可替代性。我国提出2020年电动汽车占全部交通车辆10%的发展目标,批量生产新能源汽车电池将极大地促进石墨产业的发展。届时我国汽车年产量将达到400万辆,以每辆汽车配备2块电池,每块电池需负极材料20kg,则400万辆电动汽车及混合动力汽车需要16万t石墨负极材料,其中天然石墨负极材料占50%,天然石墨负极材料消耗石墨约8万t。其他如笔记本电脑、手机等小型锂离子电池预计所需石墨2万t。因此,至2020年天然石墨锂离子负极材料所需石墨量共计10万t(见表2)。

表2 2020年我国石墨需求预测表



3结语
新材料产业是国际经济竞争的制高点,也是国民经济战略性的先导产业。发展石墨产业,是促进新材料产业发展的重要组成部分,也是促进传统材料行业转变经济发展方式、调整产业结构的关键举措。认清我国石墨产业发展现状,合理预测未来的重点需求领域和需求量,有利于政府部门制定更具针对性的产业扶持政策和发展措施,并对加快我国石墨产业研发和生产,促进非金属矿产资源的保护性开发和高效利用,促进我国高新技术产业、传统产业的全面发展和进步,具有现实意义。

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