探（tàn）討石（shí）墨深加工的四大方向
探討（tǎo）石墨深加工的四大方向
石墨由於特殊的性質，是傳統工業和戰略性新興產業所必須的礦物原料。
2017年，石墨礦產勘查開（kāi）發異常活躍，成果豐碩
“廣西石墨礦（kuàng）資源調查及潛力（lì）評價”項目取得重大進展，共發現石墨礦化體3個；新疆黃（huáng）羊山石墨礦調查取得重大（dà）突破，開辟了岩漿岩型晶質石墨礦找（zhǎo）礦新領域，有望成為我國新的晶質石墨資源開發基地；在黑龍江省牡（mǔ）丹江市林口縣西北楞（léng）石墨礦勘察現（xiàn）場發現超大型石墨礦床，整個石墨礦體綿延約12公裏，形成5條石墨（mò）礦帶，預計（jì）礦藏儲量在4000萬噸以上（shàng）……2017年（nián）9月，國土資源部發布《中國礦產資源報告2017》，《報告》顯示2016年，主要礦產中36種礦產（chǎn）的查明資源儲量增長，其中晶質石墨增長13.3％。
2017年，長期處於（yú）尷尬處（chù）境的石墨（mò），似（sì）乎（hū）有了“抬（tái）頭”跡象
在環保、督查等多重（chóng）壓力之下，粉體行業（yè）裏哀聲一片（piàn），石墨亦（yì）不例外。長（zhǎng）期處於尷尬處境（jìng）的石墨，似乎有（yǒu）了“抬頭”跡象，山（shān）東、東北等多地的石墨生產廠家已陸續漲價。
特別是高純度和大鱗片石墨生產（chǎn）問題更為突出。此外（wài），受環境法規、高額稅（shuì）收和土地費用、勞動力和電力成本上漲以（yǐ）及礦石供應短缺等因素影響（xiǎng），企業生產成本也在持續上升。中國將於2018年1月推出一項新的環境稅，預計將對石墨行業產生重大影響，並宣布計劃在2020年之前建造相當於年產量80％的（de）石墨（mò）儲存庫。
2017年，新能源市場（chǎng）火熱，石（shí）墨需求（qiú）旺盛
2017年若要評選十大（dà）火熱市場，新能源定能入榜。而新能源的火（huǒ）熱也帶動了石墨市場的火（huǒ）爆。據不完全統（tǒng）計，目前我國石墨礦山企業有150多家（jiā），選礦（kuàng）、加（jiā）工企業400-500家，年產量（liàng）100-150萬噸，產值200億左（zuǒ）右。而在出口方麵，我國年（nián）出口鱗片石墨和微晶石（shí）墨各15-20萬噸，占到了世界貿易（yì）額的1/3以上，是世界最大生產國和最大貿易國。
隨著石墨產業高新技術的不斷發展，一般的高碳石墨產品已不能滿足各（gè）行各業的需求（qiú），因此需要進一步提高石墨純度。
石墨深加工發展（zhǎn）方向
石墨深加工的技術方向主要從純度、粒度、形狀、表麵形態四個方麵。純（chún）度，即高純度石墨，如電池用的石墨，就是高純石墨；粒度方麵，往往（wǎng）是要微細粉，但柔性石墨要大鱗片；形狀方麵，要求低比表麵積的(如鋰離子電池負極)石墨形狀近似球狀，要求高比表麵積的(如某些添加劑（jì）)石墨，不（bú）希望其形狀為球狀；變麵形態方（fāng）麵（miàn），如（rú）電（diàn）池材料要求石墨加工時就具有一定表麵狀態，高分子的添加劑則在用（yòng）戶（hù）使用時對表麵進行處理。
石墨提純高效（xiào）環保（bǎo）化
高純石墨適（shì）用於製（zhì）作各種規格的石墨模具；電子管用石墨件；真（zhēn）空鍍膜（mó）用（yòng）石墨增渦.精密鑄造用石墨件`連續鑄造用石墨件；人造金剛石用碳片等。
國（guó）家對於碳（tàn）素行（háng）業的管理體（tǐ）製（zhì）和標準不斷完善，將使行業發（fā）展更加有（yǒu）序，為專業高純石墨企業做大做強（qiáng）提供良好的發展環境。而國家政策鼓勵（lì）高純石墨的研發與生產，國內企業也不（bú）斷加大產品的研發與生產，取得國家政策（cè）支持並上市，需求（qiú）量不斷（duàn）擴大。
2012-2016年高純石墨行（háng）業需求量及增速
石墨通過物理選礦（kuàng）方法最高隻能達到97%左右（yòu）的品味，采用物理選礦方（fāng）法（fǎ）想要進一步提高石墨品味非常（cháng）困（kùn）難，工（gōng）業上製備99%以上的高碳、高純石墨主要采用高溫及化（huà）學方（fāng）法。使石墨純度達到99.9%甚至99.99%才能製（zhì）備（bèi）得出高端的石墨材料，如石（shí）墨烯、球形石墨（mò）等（děng）。在石墨提（tí）純方法上，按製（zhì）備工藝分為堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法（fǎ）、高溫法等。
膨脹處理技術
膨脹石（shí）墨（mò）是一種新型的功能性碳素材料。成蠕蟲狀物質，因此也叫蠕蟲石墨。膨（péng）脹石墨新型碳素材料不僅具備天然石墨本身的耐（nài）熱、耐腐蝕、耐輻射、導（dǎo）電、自潤滑等（děng）優良特性，而且還具（jù）備天然石墨所不具備（bèi）的輕質、柔軟、多孔、可壓縮、回彈等性能（néng）。
膨脹處理技術：化學氧化法、電化學法、氣相擴（kuò）散法、液（yè）相法、熔融法、加（jiā）壓法、爆炸法等。
近年來,對膨脹石墨的研究主要集中在兩個方麵,一是探索影響膨脹石墨性能的因素,降低（dī）成本;二是對膨脹石墨微觀結構進行描述和分析,建立膨脹石墨微觀結構的模（mó）型,利用對膨脹石墨微觀結構的（de）認識來指導工業（yè）生成。目前,膨脹石墨的生產基本上都是針對大鱗片石墨的（de）,對於細鱗片石墨的膨脹石墨加工報道較少,主（zhǔ）要原因是細鱗片膨脹石墨的理化性能低於（yú）大鱗片石墨。
氧化處（chù）理技術
在（zài）石墨烯剛（gāng）剛出現，並逐（zhú）漸變得（dé）異常火熱的時候，有學者（zhě）提出石墨（mò）烯是（shì）天然（rán）石墨（mò）最具有前景的應用領域之一，我國要化解石墨產業危機，可以（yǐ）抓緊石墨（mò）烯這個重大發展（zhǎn）機遇，彎道超車，實現產業升級。
雖然，石墨烯現在還是處在初級階段，石墨（mò）烯（xī）對天然（rán）石墨尤其是鱗片石墨資源（yuán）需求（qiú）的影響不確定性很強，但是石墨烯具有無限廣闊的應用前景，未來對（duì）鱗片石墨的需求不可估量。
石墨經氧（yǎng）化（huà）處理後可（kě）製得氧化石墨和氧化石墨烯。氧化石（shí）墨從結構上來看，其層間距變大，官能團增加，結構缺陷增多。從性能上看，氧化石（shí）墨電子率增加，親水性增加，吸附性能增加（jiā）。
目前，製備氧化石墨的化學氧化法主要有Hummers、Brodie和Staudenmaier法3種。均是用強酸及強氧化劑處理（lǐ）石墨。石墨在強酸體係中，由於酸和氧化劑的作用，使原石墨結構中的碳原子與含氧官能團結合。
石墨球形化
根（gēn）據羅斯基爾（Roskill）預測，2025年全球電動汽（qì）車製（zhì）造鋰離子電池需（xū）求（qiú）量330GWh，智能手機等其它應用鋰離子電池需求（qiú）量70GWh，依此推測，全（quán）球鋰離子電池市場球形石墨年需求量20萬噸。根據德國企業家（jiā）預測，2025年（nián）之前，全球鋰離子電池產量保（bǎo）守（shǒu）估計為300GWh，樂觀估計600GWh；依此推測，電池產業對球形天然石墨需求量15~30萬噸。綜合世界（jiè）各谘詢機構和行業專家預測（cè），估（gū）算全球新興產業對（duì）石墨需求約40萬（wàn）噸（dūn）。
電池負極材料需求預測
球形（xíng）石（shí）墨是以優質高碳天然鱗片石墨為原料、采（cǎi）用先進加工工藝對石墨表（biǎo）麵（miàn）進行改性處理，生產的不（bú）同細度，形似（sì）橢圓球形（xíng）的石墨產品。
球形石墨加工機理：首先把（bǎ）天（tiān）然鱗片石墨粉粉碎成適宜的粒度，然後再進行去（qù）棱角化的加工（gōng）處理，使之最終形成橢球形或（huò）類球形的外形，同時利用分級裝置將球形顆粒與去（qù）棱角化過程（chéng）中剝離下來的細粉分（fèn）離開來，便可得（dé）到正（zhèng）態分布的球形石墨。
鱗片石墨微粉球形化工（gōng）藝
對於石墨原料（liào）的選擇（zé）。一方麵，原料的粒度要合適。太粗（cū）成本較高；太細影響球形石墨產出率，輔產品太多，也會增（zēng）加原料成本。研究表明，采（cǎi）用-100目粒（lì）度的原料來生（shēng）產球形（xíng）石（shí）墨比較合適。
另（lìng）一方麵，含碳量也是一個（gè）非常值得重視的因（yīn）素。含碳量越高，其（qí）原料成本也就越高，含（hán）碳量越（yuè）低，提純遍數增加，也會加劇設備的磨損，總成（chéng）本也會增大。經實踐積累，含95%~96%的原料，綜合成本最經濟。
結語
世界石墨資源量正在迅速增加，國內石墨資源是有保障的（de），但也存在風化礦比例較低、難利用石墨資源比重大等問題（tí）。從石墨的消費結構來看，傳統領域對石墨的需（xū）求趨於穩定，在高精尖領域將得到（dào）越來越廣泛的應用。未來石墨在鋰離子電池、密封（fēng）、製動、潤滑等新能源、新材料領域應用潛力巨大。借（jiè）助於石墨的結構和化學活性對石墨進行深度加工和改造，顯得尤為重要。