石墨矿资源概述

石墨矿资源概述
石墨矿资源概述

石墨矿资源概述

石墨是碳元素的结晶矿物之一,具有润滑性、化学稳定性、耐高温、导电、特殊的导热性和可塑性、涂敷性等优良性能,其应用领域十分广泛。石墨在冶金工业中主要用作耐火材料;在铸造业中用作铸模和防锈涂料;在电气工业中用于生产碳素电极、电极碳棒、电池,制成的石墨乳可用作电视机显像管涂料,制成的碳素制品可用于发电机、电动机、通讯器材等诸多方面;在机械工业中用作飞机、轮船、火车等高速运转机械的润滑剂;在化学工业中用于制造各种抗腐蚀器皿和设备;在核工业中用作原子反应堆中的中子减速剂和防护材料等;在航天工业中可做火箭发动机尾喷管喉衬,火箭、导弹的隔热、耐热材料以及人造卫星上的无线电连接信号和导电结构材料。此外,石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂,制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石的原料。随着现代科学技术和工业的发展,石墨的应用领域还在不断拓宽,已成为高科技领域中新型复合材料的重要原料,在国民经济中具有重要的作用。

一、矿石矿物原料特点

石墨的化学成分为碳(C)。天然产出的石墨很少是纯净的,常含有10%~20%的杂质,包括SiO2、Al2O3、MgO、CaO、P2O5、CuO、V2O5、H2O、S、FeO以及H、N、CO2、CH4、NH3等。石墨矿物呈铁黑、钢灰色,条痕光亮黑色;金属光泽,隐晶集合体光泽暗淡,不透明;解理{0001}完全,硬度具异向性,垂直解理面为3~5,平行解理面为1~2;质软,密度为2.09~2.23g/cm3,有滑腻感,易污染手指。矿物薄片在透射光下一般不透明,极薄片能透光,呈淡绿灰色,一轴晶,折射率1.93~2.07,在反射光下呈浅棕灰色,反射多色性明显,Ro灰色带棕,Re深蓝灰色,反射率Ro23(红),Re5.5(红),反射色、双反射均显著,非均质性强,偏光色为稻草黄色。石墨属复六方双锥晶类,沿{0001}呈六方板状晶体,常见单形有平行双面、六方双锥、六方柱,但完好晶形少见,一般呈鳞片状或板状,集合体呈致密块状、土状或球状。

石墨晶体具典型的层状结构,碳原子排列成六方网状层,面网结点上的碳原子相对于上下邻层网格的中心。重复层状为2的是石墨2H多型,属六方晶系,即通常所指的石墨;若重复层状为3的则为石墨3

R多型,属三方晶系,但在天然石墨结构中不能单独分离出来。在石墨晶体结构中,层内碳原子的配位数为3,具共价金属键,间距0.142nm,层与层间以分子键相连,间距为0.340nm,此种特殊的晶体结构和化学键性使石墨具有一些特殊的工艺性能。

由于碳原子在石墨结晶格子的原子层中排列紧密,热振动困难,因而石墨能耐高温并具特殊的热性能。石墨的熔点为3850℃,沸点为4250℃,吸热量6.9036×107J/kg,经高温电弧灼烧重量损失极小,在2500℃时其强度比常温时提高1倍,热膨胀系数小(1.2×10-6),温度骤变时其体积变化不大。由于石墨晶体中存在容易流动的电子,因此其导电、导热性能不亚于金属。但随温度升高,导热系数反而减少,在极高温度下趋于不导热状态。石墨的化学稳定性好,不受酸、碱及有机溶剂的侵蚀。石墨的润滑性能类似于二硫化钼和四氟化烯,摩擦系数在润滑介质中小于0.1,尤以鳞片状石墨的润滑性更好。此外,石墨还具涂敷性和可塑性,将其涂敷在固体物体表面,可形成薄膜牢固粘附而起保护固体作用,并可制成任何复杂形状的制品。

由于石墨的工艺性能及用途主要决定于其结晶程度,据此,中国工业上将石墨矿石主要分为晶质(鳞片状)石墨矿石和隐晶质(土状)石墨矿石两种工业类型。晶质(鳞片状)石墨矿石中,石墨晶体直径大于1μm,呈鳞片状;矿石品位较低,但可选性好;与石墨伴生的矿物常有云母、长石、石英、透闪石、透辉石、石榴子石和少量黄铁矿、方解石等,有的还伴生有金红石及钒等有用组分;矿石呈鳞片状、花岗鳞片或粒状变晶结构,片状、片麻状或块状构造。隐晶质(土状)石墨矿石中,石墨晶体直径小于1μm,呈微晶的集合体,在电子显微镜下才能见到晶形;矿石品位高,但可选性差;与石墨伴生的矿物常有石英、方解石等;矿石呈微细鳞片-隐晶质结构,块状或土状构造。中国石墨矿石绝大多数为晶质(鳞片状)矿石,约占总保有石墨矿石储量的98%,分布于区域变质型及岩浆热液型石墨矿床中;隐晶质(土状)石墨矿石则主要分布于接触变质型矿床中。实际上石墨矿石中的石墨片径是参差不齐的,所谓晶质石墨矿石中,也可能含隐晶质

石墨,含量较多时通常称为混合型石墨矿石,隐晶质石墨矿石中也可能含少量片径略大于1μm的鳞片石墨。

石墨矿石的自然类型通常按其赋矿岩石的岩性划分,各类矿床有其专属的石墨矿石自然类型。晶质(鳞片状)石墨矿石在区域变质矿床中,主要有片麻岩类、片岩类以及大理(透辉)岩类、变粒岩类、混合岩类等矿石自然类型;在岩浆热液矿床中主要发育花岗岩类及闪长岩类、长英岩类等矿石自然类型。隐晶质(土状)石墨矿石在接触变质矿床中主要发育板岩类和千枚岩类矿石自然类型。

片麻岩类石墨矿石包括石墨花岗片麻岩、石墨黑云斜长片麻岩、石墨夕线透辉片麻岩、石墨辉石片麻岩等。石墨呈鳞片状或聚片状,与黑云母等片状矿物或透闪石、夕线石等纤维状矿物紧密共生,一般顺片麻理作定向排列,较均匀地分布于长石、石英等脉石矿物颗粒之间。石墨片径0.04~4mm,往往随脉石颗粒的大小而变化,脉石颗粒粗的其周围石墨片径大,一般以0.1~0.5mm较多。片岩类石墨矿石包括石墨片岩、石墨石英片岩、云母石墨片岩、石英石墨片岩等。石墨呈鳞片集合体与云母、绢云母等片状矿物紧密共生,顺片理定向排列于石英、斜长石等粒状矿物之间。石墨片径0.01~1.5mm,以0.1~0.2mm的较多。石墨大理岩、石墨透辉岩、石墨变粒岩都具有粒状变晶结构和块状构造。矿石中石墨往往呈鳞片状或不规则片状,杂乱浸染于脉石矿物颗粒间或解理内,构成填隙结构。石墨片径在变粒岩型矿石中一般为0.1~0.3mm,在大理岩型矿石中一般为0.1~0.5mm,在透辉岩型矿石中一般为0.5~1mm,大的可达5~10mm。石墨混合岩一般是作为混合岩化产物叠加于片麻岩、片岩或变粒岩类矿石之上,常呈条带状或脉状。由于大量石英物质的加入,混合岩化重熔再结晶,组分迁移以及再分配的结果,矿石的矿物成分与结构构造很不均匀,出现条带状构造、眼球状构造及阴影构造,化学成分变化大。矿石固定碳含量一般为2.5%~4.5%,石墨鳞片分布不均匀,有时局部富集,片径增大,一般为0.2~0.5mm。花岗岩类矿石是由岩浆热液不同阶段结晶矿物和石墨组成的各种含石墨花岗岩,与石墨共生的矿物比较复杂,常含多种金属和稀有金属矿物。石墨呈浸染状分布于花岗岩中,在一些富气液的岩浆矿床中,石墨可呈球状、豆状聚积,构成球状石墨花岗岩,石墨片径一般为0.1~0.2mm。赋存于板岩和千枚岩中的隐晶质石墨矿石,石墨呈隐晶质鳞片集合体为主,粒径一般在0.2mm左右,主要为无定形花瓣状、叠层状,一般含有部分微晶鳞片石墨,片径大的可达1~2μm,与石墨共生的有伊利石或高岭石等粘土矿物,以及石英、水云母、绢云母、红柱石、黄铁矿等。隐晶质石墨矿石常残留原岩的层理构造,变质不彻底的部分还可含部分未变质的无烟煤,保留煤岩结构。有的隐晶质石墨矿床的矿石分为软质石墨与硬质石墨两种,软质石墨矿石变质彻底,质量好,硬质石墨一般为石墨与无烟煤的过渡带,质量次。以上所述各种类型石墨矿石的化学成分含量见表4.13.1。

表4.13.1中国石墨矿石化学成分含量(%)

二、用途与技术经济指标

中国石墨产品分为鳞片石墨和微晶石墨两大类:鳞片石墨指天然晶质石墨,其形似鱼鳞状,系由晶质(鳞片状)石墨矿石经加工、选矿、有的经提纯而得的产品;微晶石墨曾称土状石墨或无定形石墨,指由微小的天然石墨晶体构成的致密状集合体,系由隐晶质(土状)石墨矿石经加工、有的经选矿、提纯而得的产品。

鳞片石墨根据固定碳含量分为高纯石墨、高碳石墨、中碳石墨及低碳石墨4类,依照产品粒径、固定碳含量共分为212种牌号,各种牌号石墨产品的技术要求见表4.13.2。高纯石墨(固定碳含量大于或等于99.9%)主要用于柔性石墨密封材料,代替白金坩埚用于化学试剂熔融及润滑剂基料等;高碳石墨(固定碳含量94.0%~99.9%)主要用于耐火材料、润滑剂基料、电刷原料、电碳制品、电池原料、铅笔原料、填充料及涂料等;中碳石墨(固定碳含量80%~94%)主要用于坩埚、耐火材料、铸造材料、铸造涂料、铅笔原料、

电池原料及染料等。低碳石墨(固定碳含量大于或等于50.0%~80.0%)主要用于铸造涂料。微晶石墨分为有铁要求者和无铁要求者2类,依照产品固定碳含量、最大粒径分为60个牌号,各种牌号石墨产品其外观要求产品中不得有肉眼可见的木屑、铁屑、石粒等杂物,产品不被其他杂质污染,其技术要求见表4.13.3。微晶石墨中酸溶铁含量不大于1%者,主要用于铅笔、电池、焊条、石墨乳剂、石墨轴承的配料及电池碳棒的原料等;无铁要求的微晶石墨主要用于铸造材料、耐火材料、染料及电极糊等原料。

三、矿业简史

中国发现和利用石墨的历史悠久。古籍中曾有不少关于石墨的记载。如《水经注》载“洛水侧有石墨山。山石尽黑,可以书疏,故以石墨名山矣。”从考古挖掘出来的甲骨、玉片、陶片发现,早在3000多年前商代就有用石墨书写的文字,一直延续至东汉末年(公元220年),石墨作为书墨才被松烟制墨所取代。清朝道光年间(公元1821~1850年),湖南郴州农民开采石墨做燃料,称之为“油碳”。

20世纪初期,用石墨制造电池和铅笔的技术传入中国,当时称为“电煤”和“笔铅”的石墨,开始用于近代工业,推动了中国石墨采掘业的发展。兴和、南江、磐石石墨矿于1916~1928年相继开采,1929年湖南耒阳、郴州、宜章等地办起7个石墨矿山,1932年湖南桂阳发现优质石墨,十余家笔铅公司参与开采或收购矿砂。陕西眉县1936年成立笔铅矿业公司,年产石墨矿砂约3000t。

表4.13.2鳞片石墨技术指标

表4.13.3微晶石墨产品技术要求代号指标

1931年9月后磐石、柳毛、兴和矿和1937年7月后南墅、定安等矿,曾遭受日本侵略者掠夺开采,估计掠走石墨5万t以上。当时抗战后方四川南江坪河地区有9家矿山和2家公司采掘石墨和碾粉,年产量200t,1947年停产。抗日战争胜利后,解放区人民政府于1948年接管柳毛、磐石、南墅矿并恢复生产;国民党统治区曾有20余家笔铅公司,至1949年只剩郴州、眉县两家,共计年产石墨5915t。

随着石墨矿山的开发,中国石墨矿床地质工作自本世纪20年代起,一些学者就曾进行过石墨矿地质调查,如梁津对福建南屏笔铅矿的调查,侯德封、曾世录、南延宗、廖友仁、卢衍豪、高俊西、李均衡、王曰伦等人对四川、河南、福建、陕西、甘肃等地的一些矿点的调查。但是,1949年以前开采矿山都未做过正规的地质勘查工作。

1949年,中华人民共和国成立后,国家对石墨矿投入了大量地质勘查工作。早在50年代初,华东工业部就派地质队开始勘查南墅石墨资源。其后,建材和地矿等系统的地质队,在60年代勘探南墅、兴和、鲁塘、磐石等矿,70年代勘探南江、北墅、什报气、三岔垭等矿,80年代勘探柳毛、金溪等矿,90年代勘探穆棱、赤城等矿。40多年来,不仅查明扩大老矿山储量,而且还新发现大批矿产地,探明了大量可供工业利用的储量和丰富的后备资源,全面掌握了中国石墨矿产资源特征和分布规律,丰硕的地质成果为中

国石墨矿业持续发展提供了可靠的依据。

中华人民共和国成立后,随着冶金、机械、电气等工业发展的需要,石墨生产得到蓬勃发展。1950~1952年国家投资建设南墅、柳毛、兴和、鲁塘、南江等矿,1952年生产石墨1.22万t。1953~1957年经过技术改造和工艺设备填平补齐,初步改变石墨矿山落后的面貌,1957年全国8个矿山生产石墨4.33万t,开始有产品出口。1958年新办21个小矿,全国产量15万t,但出现采掘失衡,产品质量下降的情况。经过1962年的调整,产品质量好转,但产量有所下降,至1966年年产量为8.9 t,1970年起才有提高,并有漳平、冷水江、穆棱、麻山、灵宝等矿相继建设,1977年全国产量达到20.6万t。1978年以后,石墨工业出现4年徘徊,全国年产量保持18万t左右。

中国实行改革、开放方针后,石墨工业出现新的生机。80年代恢复发展了莱西、武川、伍园、西峡等矿,广东佛冈煤矿和鸡西磷矿兼有石墨生产矿场。至1985年全国县属以上的大、中型石墨企业有25家,乡镇小型企业200多家,全国年产量27.9万t,出口量从1978年的1.37万t增长至8.1万t,成为非金属矿中的大宗出口产品。1990年中国石墨生产出现高峰,年产量67.9万t,出口量14.1万t,1992年降为50.8万t,出口量15.5万t。1995年又出现新的高峰,年产量达216.3万t,其中鳞片石墨产量54.9万t,出口量15.4万t。目前共有国有骨干矿山9座,地方国有矿山15座,集体及乡镇采选厂矿187家,各种加工厂180余家,形成以黑龙江柳毛、山东南墅、内蒙古兴和为重点的晶质石墨生产基地和以湖南鲁塘为中心的隐晶质石墨生产基地,国有骨干矿山的产量占全国产量的38%,集体及乡镇企业产量占62%。

中国石墨矿业历经70多年沧桑,自中华人民共和国成立后,虽然也有几次曲折,但总体发展显著,至1995年不仅年产量为1949年产量的365倍,而且已形成为采矿、选矿、加工、质量提纯和石墨制品一系列配套的综合性产业。目前年产量约占世界产量的一半,居于首位。产品品种20多种,产品牌号272种,产品质量、粒度分级及粉碎加工方法达世界先进水平。同时,由于不断开拓深加工产品,产品结构也发生较大的改善,已能生产代表当代国际先进水平的彩电管石墨乳,GRT节能减磨添加剂、可膨胀石墨、石墨板材、石墨密封件和石墨耐火材料等6大类近1000种深加工产品。长期以来,石墨一直是中国非金属优势矿产之一,今后仍将继续稳步发展。

石墨矿资源地质特征

一、矿床时空分布及成矿规律

中国石墨矿床常产出于大地构造隆起区或断裂岩浆带上,较集中的分布于中国的东部环太平洋构造带、康滇—龙门大巴—黄陵、祁连—秦岭—淮阳、天山—阴山以及金沙江—哀牢山5个成矿地带。区域变质型石墨矿床分布于中朝准地台和扬子准地台以及吉黑、秦岭、祁连、华南、三江等褶皱系的隆起区,例如:在佳木斯隆起、胶辽断隆、内蒙古地轴、豫西断隆、山西断隆及康滇地轴等隆起区,分布较多的晶质石墨矿床,规模多为大、中型矿;在黄陵背斜、龙门—大巴台缘褶带、秦岭地轴、淮阳地轴及武夷隆起区,也分布有较多的以中、小型矿为主的晶质石墨矿床。接触变质型隐晶质石墨矿床大多分布于中国东部环太平洋构造带,尤其是郯庐断裂系(包括依兰—依通断裂在内)以东地区,西部某些断裂带也有分布。岩浆热液型晶质石墨矿床则分布于中国西部的一些断裂岩浆带间。

区域变质型石墨矿床含矿岩系的时代从新太古代到早寒武世,其中以新元古代最为重要,北方多为新太古代至新元古代,南方多为新元古代至早寒武世,北方早于南方,其含矿层位有华北的桑干群、胶东的粉子山群、豫西的太华群、龙门—大巴山的火地垭群、黄陵背斜的崆岭群、康滇地轴的昆阳群、南天山的库尔勒群和兴凯湖的麻山群、武夷山的建瓯群及罗峰溪群等变质岩系;接触变质型隐晶质石墨矿床含矿岩系的时代从晚古生代石炭纪、二叠纪至中生代侏罗纪,其中最重要的是晚二叠世及早侏罗世和晚侏罗世,北方以晚、早侏罗世及石炭纪的较多,南方以二叠纪为主,其主要含矿层位北方有石盒子组、二道梁子组、鸡西群,南方有斗岭组、龙潭组及梨山组等煤系地层,产生接触变质作用的岩浆热源体的侵入时代大多为印支期—燕山期,但北方也有的为海西期;岩浆热液型晶质石墨矿床的形成则多与海西期的中、酸性岩浆岩的侵入有关。

中国石墨矿床的成矿作用发生于一定的大地构造发展阶段,有三个重要的成矿期,包括一次接触变质及岩浆热液成矿期和两次区域变质成矿期。

1.接触变质及岩浆热液成矿期

该期时代为印支期—喜马拉雅期(T-K,67~230Ma)属于海西—燕山构造旋回。成矿作用发生于古欧亚大陆基本形成至开始部分解体,滨太平洋及特提斯喜马拉雅构造强烈活动阶段。在中国东部环太平洋构造域等地,由中酸性岩体侵入含煤地层引起接触变质作用,煤层变质形成隐晶质石墨矿床;而在新疆、西藏等一些地方,由于与中、酸性岩体活动有关的岩浆热液作用,形成成因独特的晶质石墨矿床。

2.区域变质第Ⅱ成矿期

该期时代为扬子—加里东期(Pt2—Pt1,400~1100Ma),属于扬子—加里东构造旋回。成矿作用发生于中国地台基本形成并开始解体的早期阶段,多见于褶皱隆起区,如佳木斯隆起、哀牢山褶皱带、金沙江褶皱带、武夷山褶皱区,云开大山褶皱区等地,以麻山群、昆阳群、罗峰溪群、陀烈群等为代表,由于区域变质作用形成晶质石墨矿床。

3.区域变质第Ⅰ成矿期

该期时代为中条期以前(Ar—Pt,1700Ma以前),属于中条旋回以前的构造旋回。成矿作用发生于中国地台逐步形成阶段的陆核区及地台发展过程中的一些残块,如河淮、鄂尔多斯、武当—淮阳地盾、黄陵背斜古基底、祁连中间隆起区等地,以桑干群、粉子山群、太华群、登封群、三道洼群、崆岭群为代表,由于区域变质作用形成晶质石墨矿床。

二、矿床类型

中国已知的具有工业价值的石墨矿床按其成因可分为:区域变质型石墨矿床、接触变质型石墨矿床及岩浆热液型石墨矿床三种类型。其中以区域变质型晶质石墨矿床最多,其次为接触变质型隐晶质石墨矿床,岩浆热液型晶质石墨矿床较少。

(一) 区域变质型石墨矿床

此类型矿床占中国已知石墨矿床的84%,储量占石墨探明储量的77%,是中国石墨矿床中主要的工业类型。矿床赋存于前寒武纪的中、深变质岩系中,主要岩性有片麻岩、片岩、透辉(透闪)岩、大理岩、变粒岩、石英岩、斜长角闪岩等,原岩建造多属粘土岩-碳酸盐岩-基性火山岩,沉积于近陆源浅海区,石墨矿层往往赋存在其上部富碳酸盐部位,含矿岩系的变质程度普遍达到角闪岩相至麻粒岩相。矿床褶皱、断裂构造发育,常伴有晚期花岗岩、伟晶岩类侵入,混合岩化作用普遍,多期变质作用叠加影响较明显。矿体受沉积变质作用控制,有一定的层位,产状多与围岩产状一致,呈层状、似层状或透镜状,长度一般为几十至数百米,有的可达千米以上,倾角陡—中等。一个矿床中一般有多层矿体,常受断层或岩体的破坏而使矿体形态复杂化。常见的矿石类型有石墨片麻岩和石墨片岩,其次为石墨透辉岩,少数矿床有石墨变粒岩、石墨混合岩及石墨大理岩等。矿石中与石墨共生的矿物多达30余种,主要有长石、石英、云母、方解石、白云石,含多种变质矿物如透辉石、透闪石、红柱石、夕线石、石榴子石、黝帘石、蛇纹石、金云母等,伴生有黄铁矿、金红石、钒云母、钒榴石等。石墨呈鳞片状结晶,聚片状或星散状较均匀分布,具定向构造或浸染构造。石墨鳞片片径0.1mm至数毫米不等,混合岩化作用常使石墨粗化或相对富集。矿

石品位一般不高,固定碳含量低的为3%~10%,较高的为10%~16%,有的可达30%以上。矿石的可选性好,精矿质量也好。由于原岩沉积环境还原条件良好,含矿建造中常富含硫、钛、钒、磷物质,有的矿床中伴生的金红石、黄铁矿及钒等可供综合回收利用。矿床规模多为中—大型(有的规模特大)。属于此类型的矿床有:黑龙江鸡西、柳毛,山东莱西南墅及北墅,内蒙古兴和,湖北宜昌三岔垭等石墨矿床。

(二) 接触变质型石墨矿床

此类型矿床占中国已知石墨矿床的14%,储量占石墨探明储量的22%,是中国石墨矿床中较主要的工业类型。此类矿床是由于岩体侵入煤系地层引起煤层接触变质而成。侵入岩体一般为酸性或中、酸性花岗岩、闪长岩,岩体常沿背斜轴部或倾伏端等构造有利部位侵入,上有盖层,封闭条件良好。受变质的煤层一般为优质无烟煤,煤岩性质多属镜煤质亮煤类型。接触变质晕宽一般可达2~3km,含煤岩系原岩为粘土质岩、砂岩、碳酸盐岩等,变质成为板岩、千枚岩、片岩、大理岩等,以板岩最为广泛,变质程度一般为绿片岩相或角闪岩相。无烟煤变质为隐晶质石墨,从接触带向外渐次出现石墨—半石墨—无烟煤的渐变过渡带。矿体呈层状、似层状、带状及透镜状分布,长度几百米至数千米,常见多层矿体,单层厚度几十厘米至数米,有的可达十余米,一般为1~3m,倾角有的陡,有的呈缓倾斜。由于矿床多生成于褶皱、断裂发育且有岩体侵入的地质环境中,矿体形态一般复杂。矿石自然类型可分软质、硬质两种。矿石外观呈土状、致密块状,由隐晶、微晶及细晶石墨鳞片构成集合体,以隐晶石墨为主,共生矿物有石英、粘土矿物、黄铁矿及红柱石、堇青石、夕线石、黑云母等。矿石品位一般较高,固定碳含量多为60%~80%,高者可达90%以上,少数矿床低于60%。矿石精选困难,一般手选加工后可提供工业利用。矿床规模以中、小型为主。属于此类型的矿床有:湖南郴州鲁塘、吉林磐石烟筒山等石墨矿床。

(三) 岩浆热液型石墨矿床

此类型矿床较为少见,仅占中国已知石墨矿床的2%,储量占石墨探明储量的1%,目前只在中国西部新疆、西藏等地有所发现。与岩浆有关的石墨矿床见于新疆奇台等地,产于花岗岩的接触带,矿体即为含石墨花岗岩,常成群分布,呈透镜状、囊状,形态与产状都较复杂,单矿体直径长十至数百米,厚度几十至200m,石墨呈团块状或鳞片状分布于花岗岩中,矿石品位(固定碳含量)3%~6%,矿床规模一般为中、小型。与热液有关的石墨矿可见于新疆托克布拉克等地,石墨产于库尔勒群下部大理岩与花岗伟晶岩的节理裂隙中,规模小、品位低,目前尚未探明具有工业价值的矿床。

三、典型矿床

(一) 黑龙江省鸡西市柳毛石墨矿

该矿床为区域变质型晶质石墨矿床,位于佳木斯隆起区南部麻山石墨含矿带的东端。麻山一带是一个主要由近东西向的复向斜和逆冲断裂组成的构造区,以后又被北西及北东向断裂支解为一系列叠瓦式断块。含矿层位麻山群逆冲隆起,大面积分布于林口—鸡西—光义一带。整个麻山群普遍含石墨,共有12个石墨层,众多的矿点星罗棋布于鸡西,土顶子、黄汪沟、西麻山、石场、和平、余庆、中三阳、龙爪及光义等地构成一个规模巨大的麻山含矿带,是中国已知的最大的石墨产区。柳毛石墨矿是麻山含矿带中规模特大的矿床,处于八面通台凸北东端,密敦断裂北西侧龙山复向斜北东断块隆起区中,矿区分布元古宇麻山群的西麻山组和龙山村组中—深变质岩系。矿体赋存在下部西麻山组中,其主要岩性:下部为石榴球斑条带混合岩夹石榴堇青片麻岩,二辉斜长片麻岩和石英钾长交代岩,大理岩及混合岩化石墨透辉斜长片麻岩等;上部以混合岩化石墨透辉斜长片麻岩、石墨夕线斜长片麻岩为主,夹石墨石英片岩、变粒岩、混合岩等,

是区内的主要含矿层位。矿区内褶皱和断裂构造发育,大西沟复向斜轴向50°~60°,由3个次级向斜和1个次级背斜组成,走向断裂和横断裂规模较大,对地层和矿体有控制作用,岩浆岩则以小脉岩穿插为主。

图4.13.2黑龙江鸡西柳毛石墨矿大西沟矿段矿体分布略图①

1.第四系;

2.大理岩或透辉岩;

3.片岩;

4.片麻岩;5变粒岩;6.混合岩;7.石墨矿体;8.西麻山组;①据谭冠民引自黑龙江地质矿产局第一调研所,略有删节

矿体分布在西麻山组上部含矿变质层位中,各矿层组成宽600~1000m的矿带,主要分布在大西沟复向斜构造的北西翼,走向50°~60°,倾向南东,倾角45°~60°。由于褶皱、断裂对矿层的影响,矿区划分为站前、郎家沟及大西沟3个矿段,共有工业矿体56个。其中大西沟矿段的矿体最为集中,规模也最大,分布有大、小矿体44个(见图4.13.2、图4.13.3)。单矿体平均厚度11~27m,呈层状、楔状及透镜状,常见膨胀、收缩、分叉及断裂切割现象,厚度变化系数为64%,长度300~1600m,斜深200~800m,倾角40°~60°。矿石自然类型有钒榴石墨矿、夕线石墨矿、石英石墨矿、钙质(大理岩)石墨矿等。与石墨共生的矿物有:钒榴石、金红石、石榴子石、夕线石、榍石、透辉石、石英、方解石、钛铁矿等。矿石化学成分为:固定碳10.32%(Ⅶ号矿体为15.26%),品位变化系数33%,TiO20.047%、V2O50.17%、Fe2O35.69%、S 1.35%。矿石可选性好,精矿品位可达90%。矿区矿石平均风化深度33.56m,风化矿石的硬度低,含硫量降至0.35%,更有利于采选。

图4.13.3黑龙江鸡西柳毛石墨矿床大西沟矿段A-B剖面略图①

①据谭冠民引自黑龙江地质矿产局第一调研所,略有删节,图例同图4.13.2

(二) 湖南省郴州市鲁塘石墨矿

该矿床属接触变质型隐晶质石墨矿。矿床位于粤桂湘赣褶皱带骑田岭褶皱区鲁塘复向斜东翼,骑田岭花岗岩体西侧,江都庙断裂和金湘源断裂之间的外接触变质围岩中。矿体赋存于上古生界上二叠系乐平统斗岭组地层中,主要岩性为板岩、石墨板岩、含石墨硅质板岩及石英细砂岩,主要构造形式为复杂的褶皱与断裂组合,褶皱轴向10°~20°,平面多呈多字形排列,以宽缓短轴褶皱为主,断裂规模大的有3组,以近东西向和20°方向的压性和压扭性断裂对矿体的控制和破坏作用明显。中生代燕山早期骑田岭花岗岩多与围岩呈齿状或枝叉状侵入接触,由于岩体侵入热力影响和褶皱断裂机理的联合作用,促使岩体西侧外接触带宽约900m范围内的地层变质,靠近岩体的无烟煤变质成石墨,形成矿体形态复杂的隐晶质石墨矿床(见图4.13.4)。

图4.13.4湖南郴州鲁塘石墨矿矿体分布略图①

P2C.长兴组;P2d.斗岭组;r25.骑田岭花岗岩;

Ⅰ~Ⅳ.石墨矿体编号;1.砂岩;2.板岩;3.角岩化粘土;4.石墨矿体;①据谭冠民

矿体主要分布于回子岭和狮子脑两向斜构造中,走向25°左右,产状平缓,倾角12°~47°。含矿岩系总厚210m,有工业矿体4层,矿体总厚度3.72m,含矿系数为1.77%,其中Ⅱ号矿规模较大,平均厚1.42m,由于塑性应变结果,因此矿体厚度在0.2~20m之间变化较大,厚度变化系数最大158%,平均为112%。矿体露头延伸长达3300km,以芋头石沟豁为界将矿床分为南北两段,北段规模较大,为主要开采对象,全矿床保有隐晶质石墨矿石储量规模属中型矿,其深部尚有较多远景资源。在石墨矿层与煤层之间通常有一个石墨无烟煤混生带(即半石墨带),石墨、半石墨和煤层的分带大致与花岗岩体平行,随着离岩体由近而远,其矿物物理化学性质逐渐有序变化,显示接触变质矿床的典型特征。矿石的主要矿物成分为石墨,其次为石英、绢云母、方解石、红柱石等,具土状或致密块状构造,显微鳞片变晶、鳞片变晶及隐晶质结构。呈钢灰色,具金属光泽和强的滑腻感。矿石中有用组分富集均匀,品位较高,固定碳含量一般为75%~80%,品位变化系数8%~13%,其他组分含量:灰分17.10%~21.47%、挥发分0.3%~1.71%、水分2.40%~6.45%、硫0.02%~1.16%。4个矿层中Ⅰ、Ⅱ号矿体矿石质量好,是主要开采对象。矿石可选性差,通常经手选后直接加工成各类产品。矿体表部因次生风化而往往形成一个以低硫低碳为标志的氧化带,其深度一般为20m,部分矿石品位降低,有的失去工业价值。

(三) 新疆维吾尔自治区奇台县苏吉泉石墨矿

该矿床是中国岩浆热液型晶质石墨矿中具有代表性的矿床,位于新疆克拉麦里山北麓,东准噶尔优地槽褶皱带哈萨坟复背斜南翼,库普大断裂和清水—苏吉泉大断裂之间的一个北西向狭长构造带中。带内发育一系列褶皱和逆冲断裂,加上多期次岩浆侵入喷发,构造十分复杂。矿区内花岗岩大面积分布,尤以海西中期花岗岩分布最广,与石墨成矿有关的是该期第六次侵入的斑状黑云母花岗岩及同源的混染花岗岩。石墨矿产于黑云母花岗岩与角闪花岗岩接触带上的含石墨混染花岗岩中,含矿花岗岩的围岩为中泥盆统平顶山组地层,其岩性以凝灰岩、砂岩、粉砂岩为主,夹少量碧玉岩、玄武玢岩、钙质砂岩透镜体。区内规模较大的清水—苏吉泉断裂控制了岩体的分布和产出,形成较晚的其他两组断裂则对矿体起破坏作用,黑云母花岗岩与角闪花岗岩呈侵入接触,其接触带控制了含矿花岗岩的产出与分布。

矿体呈300°~320°方向断续展布,多为不规则透镜状,平面上近似等轴状,略具分枝分叉和波状起伏,在主矿体附近常有一些小矿巢。矿体与直接围岩无明显界线,一般靠采样分析确定。矿体产状平缓,倾角8°~10°,局部20°。矿区共发现矿体20余个,以Ⅰ~Ⅴ号矿体规模较大(见图4.13.5),长度280~1000m,宽36~550m,一般深度16~29m,最深50m以上,5个矿体总储量达到中型矿规模。矿石具鳞片粒状结构,可分为球状、豆状、球斑状、浸染-球斑状、浸染斑杂状构造类型,以球、豆状构造为主,其特征是石墨呈皮壳状层层结晶聚集,包围其中主要为浑圆角闪花岗岩等角砾的“夹心”,夹心中见有少量隐晶质石墨,球体直径1~5cm不等,个别大于10cm。矿石自然类型为含石墨混染花岗岩,与石墨共生的矿物有石英、条纹长石、更长石、角闪石、黑云母以及钛铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、锆石、萤石、刚玉、独居石、磷灰石、金红石、黄铜矿、黄铁矿、辉铜矿、重晶石、天青石等,次生矿物有黄钾铁钒、孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿等。石墨呈鳞片、叶片状结晶集合体,片径一般为0.1~0.2mm×0.007~0.015mm。矿石化学成分:固定碳含量2.5%~10%,Ⅰ~Ⅴ号矿体平均为3.84%~5%,Fe2O3 3.10%,SO30.88%。矿石中伴生微量元素种类多,以钛、锆、铪、铜等含量较高,TiO2 0.34%,Cu 0.046%,稀土元素总量可达0.037%。矿石可选性较好,矿石选矿试验结果精矿的品位和回收率都在89%以上。.10%,SO3 0.88%。矿石中伴生微量元素种类多,以钛、锆、铪、铜等含量较高,TiO2 0.34%,Cu 0.046%,稀土元素总量可达0.037%。矿石可选性较好,矿石选矿试验结果精矿的品位和回收率都在89%以上。

图4.13.5新疆奇台苏吉泉石墨矿矿体分布略图①

1.角闪花岗岩;

2.混染角闪花岗岩;

3.混染花岗岩;

4.黑云母花岗岩;

5.石墨矿体;

①据谭冠民引自新疆地质矿产局第五地质队,略有修改

石墨矿资源

一、资源状况

虽然众多国家都已发现石墨矿产,但具有一定规模可供工业利用的矿床并不多,相对集中分布于少数国家中。晶质石墨矿主要蕴藏在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国,其中马达加斯加盛产大鳞片石墨,斯里兰卡盛产高品位的致密块状石墨;隐晶质石墨矿主要分布于印度、韩国、墨西哥和奥地利等国。多数国家只产一种石墨,矿床规模以中、小型居多,只有中国等四五个国家晶质和隐晶质石墨都有产出,大型矿床较多。

据不完全统计,世界石墨储量约为15亿t,其中晶质石墨约5亿t。由于石墨储量有的按矿物量统计,有的按矿石量统计,统计对象不同和数据来源的不一,各种储量统计数据出入较大,但许多资料都表明中国的石墨储量居世界第1位。截至1996年底止:全国累计探明B+C+D级晶质石墨矿物储量17701万t和隐晶质石墨矿石储量4853万t,共计22554万t;历年已经消耗晶质石墨矿物储量394万t和隐晶质石墨矿石储量360万t,共计754万t;全国保有晶质石墨矿物储量17317万t和隐晶质石墨矿石储量4493万t,共计21810万t。据有关资料综合估计,中国晶质石墨矿物资源量可达三四亿吨,隐晶质石墨矿石资源量近亿吨,总资源量近四五亿吨。

截至1996年底止,中国已发现石墨矿产地200多处,其中已探明储量的矿产地有106处,除福建省华安县福田和漳平县高山、河北省怀安县大岔沟3个小型隐晶质石墨矿的矿石储量已开采消耗完以外,保有储量的矿产地尚有103处,包括大型矿24处、中型矿45处、小型矿34处,矿床规模划分标准见表4.13.4。其中:晶质石墨矿保有储量的矿产地有90处,包括大型矿23处、中型矿40处、小型矿27处;隐晶质石墨矿保有储量的矿产地有13处,包括大型矿1处、中型矿5处、小型矿7处。

表4.13.4中国石墨矿床规模划分标准

保有储量的石墨矿产地分布于22个省、直辖市、自治区中,按保有储量的多少,晶质石墨矿依次分布于黑龙江、四川、山东、河南、内蒙古、陕西、山西、云南、西藏、江西、湖北、吉林、甘肃、辽宁、海南、福建、河北、新疆、广东、安徽20个省、自治区;隐晶质石墨矿分布于湖南、吉林、广东、陕西、黑龙江、北京6个省、直辖市。其中:陕西、广东、吉林、黑龙江4省既有晶质石墨矿,又有隐晶质石墨矿产出。

中国石墨矿产资源分布的特点:一是矿石种类齐全,以晶质石墨为主,又有隐晶质石墨产出;二是矿产地分布广泛,而储量又相对集中于少数成矿最有利的地区。晶质石墨矿保有矿物储量集中于黑龙江、四川、山东、河南、内蒙古,共占全国晶质石墨矿保有矿物储量的89%。黑龙江省保有晶质石墨矿物储量为全国之冠,占全国晶质石墨保有矿物储量的64%,其东部地区为中国晶质石墨最大的蕴藏区,保有矿物储量11000万t以上。其次川南滇北地区、山东东部、豫西陕东地区、内蒙古东部与山西北部地区,也相对集中保有晶质石墨矿物储量800~1700万t。隐晶质石墨矿主要分布于湖南省,占全国隐晶质石墨保有矿石储量的75%;其次吉林省占11%,广东省占8%,陕西省占5%。中国石墨矿产这种分布既广泛而又相对集中的特点,既便于各地兴办中、小型石墨企业,也为集中建设大规模石墨生产基地创造了条件。

中国石墨矿产资源的勘查程度较高,保有储量的103处石墨矿产地中,已做过勘探地质工作的14处,做过详查地质工作的57处,做过普查地质工作的32处,其中大、中型矿做过勘探或详查的占81%。保有储量中B+C级储量占总储量的比例:晶质石墨矿为26%,隐晶质石墨为45%。主要生产企业现利用的矿山一般都做过勘探地质工作,勘探矿山探明的B+C级储量占总探明储量的50%~80%,基本可以满足生产矿

山开采的需要。

在保有储量的矿产地中,已利用的有33处(大型矿10处、中型矿20处、小型矿3处)。其中:已利用的晶质石墨矿产地29处(大型矿9处含规模特大的2处、中型矿16处、小型矿4处),主要分布于黑龙江、山东及内蒙古,其次为河南、湖北、四川、云南及河北等省、自治区,共计保有晶质石墨矿物储量9000万t以上,占全国晶质石墨保有储量的52%,按当前中国晶质石墨工业生产规模与发展水平预计,已利用的晶质石墨矿产地的保有储量,可以满足直至2010年前及以后一段较长时期内晶质石墨工业生产的需要;已利用的隐晶质石墨矿产地有5处(大型矿1处,中型矿4处),分布于湖南、吉林及陕西,共计保有隐晶质石墨矿石储量近4000万t,占全国隐晶质石墨保有矿石储量的90%,也可以满足2010年前隐晶质石墨工业生产的需求。

可供今后选择利用的矿产地有70处(大型矿15处、中型矿25处、小型矿31处)。主要为晶质石墨矿,可供利用的矿产地有62处(大型矿14处,含规模特大的2处、中型矿24处、小型矿24处),共计保有晶质石墨矿物储量近8000万t,除少数矿产地由于交通条件差、矿石品位低、石墨片径小、选矿较困难等原因,近期难以利用外,其余近50处共计保有晶质石墨矿物储量7000万t以上的矿产地可供近期选择利用,这些矿产地主要分布于黑龙江、山东、河南、山西、内蒙古、陕西、四川、云南等省、自治区;可供今后选择利用的隐晶质石墨矿产地很少,只有分布于广东、黑龙江及陕西的1处中型矿和7处小型矿,多数由于规模小、品位低、开采条件复杂等原因,近期难以利用。因此,中国隐晶质石墨矿后备产地缺乏。

二、地理分布

截至1996年止,中国保有储量的69处大、中型石墨矿产地的分布见图4.13.1及表4.13.5。各地区保有石墨矿产资源概况如下:

图4.13.1 中国石墨矿分布

石墨矿资源开发阶段

一、地质勘查

依据全国矿产储量委员会1986年颁发《石墨矿地质勘探规范》,中国石墨矿床划分为4个勘探类型:

(1) 第Ⅰ勘探类型矿体形态简单,呈层状,似层状或较大透镜体,主矿体连续沿走向长几百米至千米以上,厚一般十几米至几十米或更大,稳定,变化系数小于40%;石墨分布均匀;断裂及岩体(脉)对矿体无破坏或破坏甚微;规模中到大型。如山东平度刘戈庄石墨矿床。

(2) 第Ⅱ勘探类型矿体形态较简单,呈层状、似层状、透镜状,主要矿体比较连续,沿走向长一般几百米至千米以上,矿体内夹石较少,矿体边部分叉现象较普遍,厚一般几米至几十米,较稳定,变化系数40%~70%;石墨分布均匀;断裂及岩体(脉)对矿体破坏不大;规模以大、中型为主。如黑龙江鸡西柳毛及山东莱西南墅刘家庄石墨矿床。

(3) 第Ⅲ勘探类型矿体形态复杂,呈不规则的层状、似层状、透镜状,主矿体不连续,沿走向长几百米,夹层或夹石较多,分叉复合现象普遍,厚一般几十厘米至几米,不稳定,变化系数70%~100%;石墨分布均匀;断裂及岩体(脉)对矿体破坏较大;规模以中型为主。如湖北宜昌三岔垭、吉林磐石烟筒山和新疆奇台苏吉泉石墨矿床。

(4) 第Ⅳ勘探类型矿体形态很复杂,呈小透镜状、扁豆状及不规则状,厚度很不稳定,变化系数大于100%;石墨分布均匀;断裂及岩体(脉)对矿体破坏很大;规模小至中型为主,如四川南江坪河及湖南郴州鲁塘石墨矿床。

上述勘探类型的划分是根据矿床中主矿体(可以是一个或几个)规模(其储量必须占勘探范围内总储量的70%以上)、形态复杂程度、主要有用组分含量的分布均匀程度、被构造和火成岩体(脉)破坏情况等地质因素确定的。中国已勘探的石墨矿床,属于第Ⅰ勘探类型的很少,晶质(鳞片状)石墨矿床多属第Ⅱ、Ⅲ勘探

类型,隐晶质(土状)石墨矿床多属第Ⅲ、Ⅳ勘探类型。

中国石墨矿勘查阶段分为普查、详查、勘探三个阶段。当前,普查阶段的工作要求按照国家技术监督局发布的中华人民共和国国家标准《固体矿产普查总则》(GB/T13687-92)进行,对有希望的矿床,可探求D+E级储量。详查阶段的工作要求按照国家技术监督局发布的中华人民共和国国家标准《固体矿产详查总则》(GB/T13688-92)进行,应做出是否具有工业价值和近期能否开发利用的评价,对有工业价值的矿床,可探求C+D级储量,其中C级储量为20%~50%,其详查报告可作为矿山总体规划或总体设计以及矿山项目建议书的依据。勘探阶段的工作要求按照国家技术监督局发布的中华人民共和国国家标准《固体矿产地质勘探规范总则》(GB13908-92)和全国矿产储量委员会1986年颁布的《石墨矿地质勘探规范》进行,对具有工业价值并拟近期开采利用的矿床进行对口勘探,探求各级储量,提交勘探报告,为矿山建设设计确定生产规模、产品方案、开采方式、开拓方案、建议采矿方法、矿石选矿加工和矿山总体布置、矿山远景规划、矿山经济效益等提供必需的地质资料依据。

石墨矿床勘探控制程度的要求,除对矿体形态、产状、空间位置的控制程度,应参照勘探类型和相应的勘探工程间距部署勘探工程,达到各级储量的相应要求外,对适于露天开采的矿床,应用工程控制主矿体的四周边界和露天采场底界标高面上的矿体界线;对适合坑道开采的矿床,应用工程系统控制勘探范围内矿体的边界及延深,对勘探范围以外矿体仍有延深者,需酌情作稀疏的控制,了解其远景。勘探深度应根据矿床的具体特点、开采规模和技术经济条件确定,当前勘探深度以200m为宜,或根据建设需要确定。勘探阶段石墨矿山建设所需储量及各级储量比例见表4.13.6。对具有综合回收利用价值的其他矿产和有用组分,如区域变质型晶质(鳞片状)石墨矿床中可能有金红石、磷灰石、黄铁矿、蓝晶石、钒(含钒白云母)、锶等,接触变质型产于煤系中的隐晶质(土状)石墨矿床中可能有瓷土及分散元素等,应进行综合评价。

表4.13.6石墨矿山建设所需储量及各级储量比例

石墨矿床勘查手段一般以槽探和钻探为主,槽探主要用于揭露地表地质情况,追索和圈定矿体。钻探用于追索和圈定深部石墨矿体,根据矿区和矿体的实际情况,也可使用其他探矿手段。由于石墨属良导电矿物,根据矿化体与围岩的电性差异特征,物探电法测量在石墨矿的找矿和勘探中得到广泛应用。实践证明,激发极化法测量的异常,基本可反映石墨矿带或矿体的位置。甚至形态与产状。当矿体被后期较大的断裂或岩体(脉)破坏错动时,在异常形态上亦有显示,还可综合使用自然电场法、电测深法、联合剖面法及电测井等方法,根据物探资料结合地质特点分析,可以指导勘探工程的部署,提高找矿效果和勘探效益。

石墨矿床勘查工程部署一般采用勘探线法,各勘探类型矿床勘查网度即勘探工程间距见表4.13.7。表中所列工程间距,系指不管使用任何勘探工程所控制矿体的距离,而且均系指控制主要矿体,对局部矿体形态、产状及厚度等变化较大和构造复杂地段,可根据需要酌情加密工程,可以是同一矿体的不同地段或同一矿床的不同矿体采用不同的勘探工程间距。由于石墨矿床在矿体厚度及品位的变化上,大多是沿倾向的变化大于沿走向的变化,因此其工程间距一般是沿走向间距大于沿倾向间距,但并非绝对如此,当出现倾向比走向变化小时,应据实际情况予以变更,沿倾向的控制距离可以大于沿走向的控制距离。对已确认为属于特别复杂的煤变质矿床(第Ⅳ勘探类型),考虑其矿体沿走向尚反映有一定的连续性,而在倾向上形态变化则极其复杂,因此,可在走向上大致以250m、倾向上以60 m的工程间距进行控制了解后供生产单位边采边探。

表4.13.7石墨矿床勘探工程间距

石墨矿石的工业要求,考虑到虽然对晶质(鳞片状)石墨矿石来说,这种矿石由于固定碳含量低,工业上不能直接利用,必须经过选矿才能获得合乎要求的石墨产品,矿石中所含各种杂质,经选矿后一般可以基本脱除,但脱除程度差则会影响石墨质量;隐晶质(土状)石墨矿石固定碳含量一般较高,由于石墨粒度太小,选矿效果不好,目前工业上只经手选后磨成粉末即行使用,鉴于这种矿石系石墨的直接产品,因此矿石中含硫、铁等量高时会降低耐火度与化学稳定性、影响产品质量。但是,由于石墨的用途广泛,各种产品对石墨的质量要求不一,各种杂质对各种用途的产品质量的影响也不相同,因此,在矿床勘查的工业指标中对矿石中的杂质一般不作限制。

全国矿产储量委员会《石墨矿地质勘探规范》所提出的石墨矿床评价一般工业指标见表4.13.8。这是根据现有的勘探矿区和生产矿山的实例(对晶质石墨矿床均为露天开采和对隐晶质石墨矿床均为坑道开采)总结提出来的,对需要用坑道开采的晶质石墨矿床和需要用露天开采的隐晶质石墨矿床,可根据矿区的实际情况制定相应的工业指标。由于晶质(鳞片状)石墨的片径不同,其工业用途及经济价值都相差甚大,在制订作为提供矿山建设设计依据的地质勘探报告所用工业指标时,应据正目(+100目)石墨含量要求,一般可掌握在40%~60%左右,所谓正目石墨含量,是指矿石经选矿所得精矿筛析后,+100目石墨在精矿中所占的百分比。晶质石墨风化矿石更易于采选,其品位要求可低于原生矿石。

表4.13.8中国石墨矿床评价一般工业指标

二、矿山开采

中国晶质石墨矿都采用露天开采,如柳毛石墨矿、南墅石墨矿、平度刘戈庄石墨矿、兴和石墨矿和湖北三岔垭石墨矿等,目前尚无地下开采的实例;隐晶质石墨矿多为地下开采,如鲁塘石墨矿、吉林磐石石墨矿等。

矿山规模的划分,采用两种方法:一是按矿石量计;二是按精矿量计。见表4.13.9。

表4.13.9石墨矿开采规模划分(万t/a)

露天开采的开拓运输方法:多用公路开拓,如柳毛石墨矿,矿石年产量24.4万t,年采剥总量达81万t,运输用TATRA815型自卸汽车,载重为15t;南墅岳石采区,矿石年产量24.3万t,年剥离总量达82.8万t,运输用ZG150和BJ374型自卸汽车,载重分别为15t和20t。内蒙古兴和石墨矿,矿石年产量仅12万t,年采剥总量为37万t,运输用8t自卸汽车。井下开采的开拓运输方法:一是平硐开拓,如鲁塘石墨矿;二是斜井开拓,如磐石石墨矿。由于开采规模小,如磐石石墨矿矿石年产量仅2万t,斜井提升用1.2m的提升机,巷道运输用人工推车,矿车为0.55m3的翻斗车。

中国晶质石墨矿矿床多产于区域变质中-深变质岩系中。矿体呈层状、似层状或透镜状,矿石硬度中等,紧固性系数f=5~8或f=8~10。露天开采工艺与一般露天矿相同,柳毛石墨矿、南墅石墨矿的岳石矿区都是用公路开拓的大型露天矿,工作面布置有平行走向和垂直走向两种,穿孔用KQ-150型潜孔凿岩机,采

装工作用1m3、2m3电动挖掘机,工作面运输用汽车,汽车型号选型同开拓运输的汽车。

隐晶质石墨矿多产于接触变质煤系变质页岩中,矿体呈层状、似层状、带状及透镜状,矿石呈土状,松软、易碎、滑腻。地下开采的采矿方法,鲁塘石墨矿和磐石石墨矿由于矿石及围岩的稳固性差,因此均采用崩落采矿法。鲁塘石墨矿结合矿石和围岩的特性,经过多年的实践,创造性地采用无底柱倾斜分段崩落法,在采准及回采工艺方面利用了矿石的滑腻性、摩擦角小的特点,将所有巷道都做成倾斜的,见图4.13.6,放矿溜井的倾角为42°,每隔7m掘进的分段联络道倾角为18°~20°,分段斜巷倾角为18°~20°,回采进路倾角为10°~11°。分段联络道、分段斜巷及回采进路的底板铺设搪瓷溜槽,矿石顺着溜槽自溜滑行至放矿溜井中,整个回采工艺不再设其他装运设备,这种方法与一般的无底柱分段崩落法相比,设备简单,装运费省,容易掌握。矿块生产能力为36t/d,工作面工效为3.35 t/(工·班)。

图4.13.6鲁塘石墨矿无底柱倾斜分段崩落法

1.阶段运输巷道;

2.运输横巷;

3.放矿溜井;

4.分段联络道;

5.分段斜巷;

6.回采进路;

7.阶段通风巷道

三、选矿与加工

(一) 选矿加工方法

1.晶质石墨的选矿加工方法

晶质石墨天然可浮性较好,在中国基本上都是采用浮选方法进行选矿。由于石墨鳞片的大小是其最重要的质量指标之一,因此在选别方法上采用多段磨矿、多次选别的工艺以便尽早选出大鳞片石墨。浮选常用捕收剂为煤油、柴油等,起泡剂为二号油、四号油等,调整剂为石灰、碳酸钠,抑制剂为水玻璃。

2.隐晶质石墨选矿加工方法

隐晶质石墨晶体极小,故也叫微晶石墨,石墨颗粒常常嵌布在粘土中,分离很困难。由于原矿品位高(一般含碳60%~80%),因此许多石墨矿山将采出的矿石直接进行粉碎加工,出售石墨粉产品。湖南鲁塘石墨矿曾于50年代建立浮选厂浮选微晶石墨,但因成本太高而停产。目前一些单位仍在进行微晶石墨浮选新工艺(如油团聚浮选等)的研究。

3.石墨产品的提纯加工

现代工业对石墨产品要求向两方面发展:一是要求晶体大鳞片达到高纯,二是要求石墨产品颗粒达到超微细(如小于1μm或0.5μm)。中国已在南墅、北墅、柳毛、兴和等石墨选厂建立了石墨提纯和微细粉加工生产线,提纯方法主要是化学提纯。石墨化学提纯最成熟的工艺是利用苛性碱与石墨在700℃下熔融后,经洗涤到中性,再加盐酸处理、洗涤,使石墨含碳量达到98%~99%。也有厂家采用氢氟酸处理生产高纯石墨。

(二) 工艺流程

1.晶质石墨选矿流程

由于石墨矿石的硬度一般为中硬或中硬偏软,品位一般在2%~10%之间,破碎流程比较简单,常采用三段开路、两段开路或一段破碎流程。以加工风化矿为主的中小矿山,则不经破碎而直接送入球磨。浮选工艺流程一般为多段磨矿、多段选别、中矿顺序(或集中)返回的闭路流程。多段流程有三种形式,即精矿再磨、中矿再磨和尾矿再磨。晶质石墨多采用精矿再磨流程,正常情况下选矿作业回收率可达80%左右。有些矿山也曾尝试中矿再磨流程,但效果不明显。个别小厂也有采用开路或半开路浮选流程,因丢弃尾矿点过多。选矿回收率很低,一般只有40%~50%。

2.隐晶质石墨选矿加工流程

虽然隐晶质石墨矿石品位较高,但难以分选。在中国,通常都是将开采出来的石墨矿石经过简单的手选后,直接粉碎成产品出售。一般流程为:原矿→粗碎→中碎→烘干→磨矿→分级→包装。

(三) 常用技术设备

晶质、非晶质石墨矿石粗碎多采用颚式破碎机,中、细碎多采用圆锥破碎机或锤式破碎机,磨矿采用球磨机、研磨机或振动磨。浮选常采用A型或JJF型、CHF型、XJK型浮选机。产品脱水常采用各种离心脱水机或折带式过滤机。

产品分级多采用高方筛,少数采用平面摇动筛、旋回筛,其中高方筛本是粮食工业定型设备,在矿物加工中是石墨产品分级所特有的筛分设备。

石墨超细粉碎采用雷蒙磨、高速冲击式粉碎机和气流粉碎机。

(四) 选矿实践

1.山东南墅石墨矿

该矿生产鳞片石墨。原矿露天开采,用汽车送入选矿厂。选矿工艺流程见图4.13.7。

主要设备有:颚式破碎机(600mm×900mm)用于粗碎,锤式破碎机(φ800mm×800mm 2台)用于中细碎,格子型球磨机(φ1500mm×3000mm 3台)用于原矿粗磨并与耙式分级机(6000mm×1200mm)组成闭路,溢流型球磨机(φ1200mm×3000mm 2台,φ900mm×300mm 1台)和卧式离心碾磨机(φ1500mm×3000mm 1台)用于粗精矿再磨,CHF-14浮选机(4台)用于粗选,XJK-2.8浮选机(34台)用于精选和扫选,刮刀卸料离心脱水机(WG-1200-2型8台)用于精矿脱水,刮板烘干机和沸腾干燥机用于干燥,高方筛(FSP-4型2台)用于产品筛分分级。

图4.13.7南墅石墨矿选矿工艺流程

选矿厂原矿处理量约34~35万t/a,原矿粒度为450mm,入磨粒度为15mm,入选粒度小于0.15mm占60%~65%。原矿品位4.39%~4.45%,精矿品位88%~89%,回收率约80%,尾矿品位0.6%~0.8%。

该矿还采用化学法(酸碱处理法)提纯石墨,工艺流程如图4.13.8。主要设备有熔融炉

(φ500mm×600mm)、洗涤槽(9800mm×1350mm×3900mm)、脱水机(WG-800型)和烘干机

(φ800mm×700mm)等。经化学提纯后,石墨品位达到98%~99%,回收率达88%。

图4.13.8南墅石墨提纯工艺流程图

经过选矿和化学提纯的高碳或高纯石墨,再经过雷蒙磨、高速磨和气流磨进行微细粉碎,生产出含碳99%,粒度小于10μm的石墨润滑剂。再经进一步加工,生产出彩色显像管石墨乳。所用湿式粉碎分级设备包括双筒振动磨(CB-300)、粗粒分级机(P-3000C、微粉分级机(PH-1500)、离心捕集机(AS-16V)等;干式粉碎分级设备包括双室超微粉碎机(M202NC)、分级机(MS-3)、袋式捕集机(SP-49-8)等。彩色显像管石墨乳产品包括黑底石墨乳、销钉石墨乳、管颈石墨乳、外涂石墨乳等5个品种。

2.内蒙古兴和县兴和石墨矿

该矿生产鳞片石墨。建有两座选矿厂,选矿工艺流程,见图4.13.9。一选厂粗磨用φ1200mm×2400mm 球磨机,一次再磨用φ750mm×1800mm球磨机,二、三、四再磨用φ600mm×1800mm球磨机,粗选和扫选2m3 JJF浮选机,一、二、三次精选用XJK-0.52浮选机,四、五、六、七次浮选用XJK-0.23浮选机。磨矿分级用FLG-1000型螺旋分级机,脱水用WG-800型离心脱水。

两座选厂年处理原矿约30万t,石墨产量约7000t。原矿粒度为350mm,入磨粒度为10mm,入选粒度小于0.15mm占38%。原矿品位为3.82%~4.07%,精矿品位约88%,尾矿品位1.34%~1.68%,选矿回收率约68%。浮选精矿经化学提纯品位可达94%~99.5%。

图4.13.9兴和石墨矿选矿工艺流程

3.黑龙江鸡西市柳毛石墨矿

该矿生产鳞片石墨。建有三座石墨浮选厂,总生产能力3万t精矿/a。原矿经600mm×900mm颚式破碎机破碎后,采用φ1650单缸液压中型和φ1650单缸液压短头型圆锥式破碎机进行中、细碎。粗磨采用

φ2100mm×3000mm格子型球磨机并与FLG1200分级机形成闭路。经浮选后的石墨粗精矿再经5次再磨、6次精选,中矿集中返回粗磨回路,精矿经折带式真空过滤机过滤、φ2.2m×23m间热式圆筒烘干机烘干、高方筛分级后得到最终产品。再磨分别采用φ1000mm×3500mm、φ900mm×2200mm、φ900mm×3000mm 球磨机,浮选采用JJF型和XJK型浮选机。原矿最大粒度550mm,入磨粒度20mm,入选粒度100目占70%,原矿品位14%~16%,精矿品位93%~95%,尾矿品位3%~4%,选矿回收率约75%。

4.湖南郴州市鲁塘石墨矿

该矿生产隐晶质石墨。隐晶质石墨矿石主要矿物为石墨,含少量粘土等其他矿物。原矿品位65%~68%,粒度为6~250mm,呈细粒嵌布。加工流程较简单,主要由手选、粗碎、筛分、中碎、烘干、磨矿、分级

等工序组成。粗碎用带齿辊的对辊破碎机(φ600mm×700mm),中碎采用锤式破碎机(φ800mm×600mm),烘干采用回转式干燥机(φ1500mm×12000mm),粉磨采用雷蒙磨(R3216)。该矿选厂原矿处理能力约6万t/d,入磨粒度小于40mm。手选精矿品位70%~88%,手选尾矿品位小于60%,选矿比1.1,选矿回收率为90%。

(五) 主要深加工产(制)品品种、用途

石墨的深加工产(制)品品种及用途如下:

(1)高纯石墨用于核反应堆屏蔽及反射材料、固体燃料、火箭喷嘴、宇航设备零件等。

(2)石墨乳(胶体石墨) 分为显像管石墨乳、锻造石墨乳、拉丝石墨乳、节能减磨添加剂等,分别用于彩色显像管各部位的导电涂料、金属锻造和热挤压模具的润滑剂、金属冷铸涂型剂、玻璃制瓶脱模剂、金属拉丝润滑剂、润滑油减磨剂等。

(3)可膨胀石墨用于生产柔性石墨(膨胀石墨)、钢锭浇铸发热剂等。

(4)柔性石墨制品用于生产密封填料和密封垫片等,如柔性石墨纸、石墨板、石墨填料环、石墨盘根高强复合板材等。

(5)炭素石墨制品主要用于耐热耐火材料、绝热材料、导电和电阻材料、润滑和减磨材料、耐腐蚀材料、核反应堆用减速材料和反射材料、精练高纯材料用的加热器、坩埚、器皿及模具等。如石墨电极、石墨模具、电弧碳棒、光谱分析电极棒、石墨阳极板、电炭刷、石墨管、石墨轴承等。

(6)石墨坩埚用于各种金属的熔炼。

石墨矿资源供需形势

一、生产现状

(一) 主要生产产品

当前,中国已生产开发出石墨矿产品(包括选矿、化学提纯产品)和石墨制品两大类,若干系列产品。

1.选矿

化学提纯产品:根据其生产方法和固定碳含量的不同,天然鳞片石墨分为高纯石墨、高碳石墨、中碳石墨、低碳石墨四种。

2.石墨制品

中国生产的石墨制品品种较多,根据其生产工艺和用途不同,主要有胶体石墨、可膨胀石墨及其制品、碳素石墨制品和石墨坩埚等深加工产品。

(二) 生产能力

中国主要国有石墨矿山企业目前有40余个,其他经济类型石墨矿山企业有100余个,一般规模较小。年产石墨万吨以上的矿山企业有:山东南墅石墨矿、北墅石墨矿、青岛黑鲤石墨工业公司、平度田庄石墨矿、平度刘各庄第二石墨矿、平度黑龙石墨矿、平度官庄石墨公司;黑龙江柳毛石墨矿、鸡西石墨矿、穆棱光义石墨矿;吉林磐石石墨矿;内蒙古兴和石墨矿;湖南鲁塘石墨矿等。1996年中国石墨总生产能力约200万t。

此外,目前中国有石墨加工制品企业100余家,其加工制品的总生产能力约数十万吨。

据中国国家建材局统计年报,1996年中国石墨产量为1950515t,其中晶质石墨588165t(含出售粗精矿企业产量)。

中国晶质石墨主要集中在山东、黑龙江、内蒙古、湖北等省区内。以1996年计,四个省区的晶质石墨产量占中国晶质石墨总产量的98.80%;隐晶质石墨主要集中在湖南、吉林、陕西三省。以1996年计,三个省区的隐晶质石墨产量占中国隐晶质石墨总产量的68.53%。

根据Mineral Commodity Summaries 1996资料,1996年中国石墨产量居世界第1位,其次为韩国、印度;其他主要生产国还有墨西哥、巴西等。加拿大石墨生产近几年来增长较快,有可能成为世界石墨的主要生产国。一些潜在的石墨生产国有:坦桑尼亚、澳大利亚、纳米比亚、莫桑比克、瑞典、埃及等。

随着应用领域的拓宽和需求量的增长,中国石墨产量从1980年的16万t猛增到1990年的68万t,年平均递增15.57%。然而进入90年代后,石墨产量曾一度下降,1992年降至50.8万t,以后逐年回升;1994年开始曾呈现大发展的趋势;1996年中国石墨产量达195万t,比1993年增长2倍多,是90年代以来的最高产量。中国石墨产量占世界总产量的一半以上。此外,中国在石墨原料及石墨制品的生产与加工方面也有了长足的发展,现在不仅生产初级原料产品,而且能生产彩色显像管石墨乳、GRT节能添加剂等系列产品。当前,中国生产的部分石墨制品已打入国际市场,新的应用领域正在不断扩大。

二、生产布局

中国主要石墨生产矿山见表4.13.10、图4.13.10。从图上可以看出,中国石墨生产布局为晶质石墨矿山主要集中在山东、黑龙江、内蒙古和湖北四省区;隐晶质石墨矿山主要集中在湖南、吉林和陕西三省。目前,这些省区已成为中国主要的石墨生产和出口基地。1996年中国部分石墨生产企业生产情况见表

4.13.11。

表4.13.10中国主要石墨矿山企业

表4.13.11 1996年中国部分石墨生产企业生产情况

三、供需形势

近10年来,世界石墨产量经历了由缓慢下降至逐年增长的过程,总体上呈增长趋势。中国、印度、墨西哥等国家产量均有所增加。

中国1996年石墨产量为195万t,其中晶质石墨为58.8万t,若扣除部分乡镇企业生产粗精矿出售给大中型石墨企业的石墨产品和加工生产库存量,其实际可供量估计为100万t,其中晶质石墨30多万t;隐晶质石墨60多万t。

世界石墨产量的绝大部分消费都集中在日本、美国、德国和英国等工业发达国家,这些国家每年的石墨消费量约占世界总消费量的30%左右。在过去的几年中,世界石墨的消费量一直保持相对稳定。其主要消费领域为:耐火材料占总消费量的26%,铸造15%,润滑剂14%,制动衬片13%,铅笔7%,其他(碳刷、电池、膨胀石墨等)25%。从目前形势看,近期内石墨尚难有大的、新的应用领域,因此,国际市场对石墨的需求不会有太大的增长。

中国石墨消费目前仍处于低水平状态,其主要消费领域为:钢铁和铸造业、耐火材料、电导材料、铅

笔芯、化工及汽车制造方面的石墨密封材料。1996年中国石墨消费量估计为70万t,其中晶质石墨消费量为25万t左右。中国石墨消费结构大体上是:耐火材料10%,炼钢工业30%,铅笔芯制造15%,电导材料10%,密封材料10%。此外,显像管石墨乳、拉丝石墨乳、模锻石墨乳、节能添加剂及其他25%。

中国石墨产品质优价廉,品种齐全,在国际市场上具有较强的竞争能力并享有很高的声誉,已成为中国出口量最大的非金属矿产品之一。1978年中国石墨出口量仅13800t,而1996年上升到158300t,年均增长率为14.52%。目前,中国晶质石墨出口的增长速度为世界第一,出口量占晶质石墨国际市场的一半左右,成为世界第一石墨出口大国,共计出口40余个国家和地区。

当前世界石墨供给日益扩大,除前已述及的主要生产国外,加拿大、挪威、马达加斯加、莫桑比克、津巴布韦等国生产的石墨也越来越多地进入国际市场。

从总的国际石墨市场分析看,隐晶质石墨供大于求,今后也难有大增长的趋势,市场价格亦将日趋稳定;晶质石墨将会供不应求,大鳞片晶质石墨缺口仍较大。据有关部门估计,2000年世界晶质石墨需求量将超过80万t。

据专家分析,今后中国石墨的进出口将面临更多的矛盾与机遇。世界钢铁工业可能出现徘徊状态,国际市场对晶质石墨的需求量可能增长,但增长幅度不会太大,同时,中国还面临几个主要晶质石墨生产国的挑战,形势不容乐观。但静观全球,中国仍有优势,因为主要生产国只有少数几个,而中国的晶质石墨长期以来以质量好而享誉世界,具有较强的竞争力,估计在较长的时期内,中国晶质石墨在国际市场上的主导地位将不会改变。未来几年,中国可望继续保持晶质石墨在日本、韩国、美国和西欧市场上的份额,并且还可以增加石墨制品及隐晶质石墨出口。预计到本世纪末,中国石墨的出口量可望突破20万t,其中晶质石墨可达到10万t左右。

日本是中国最大的石墨市场,1996年日本的石墨进口量就占中国总出口量的32.6%,韩国占总出口量的14.3%,是仅次于日本的第二大石墨进口国;美国约占总出口量的10.5%。由此可见,中国是日本、韩国、美国最大石墨贸易伙伴,在国际石墨贸易中占有举足轻重的地位。中国隐晶质石墨出口量不大,主要是销往西欧(约占40%)和日本(约占30%)。1990~1996年中国隐晶质石墨累计出口量约424890t,累计创汇额约1.25亿美元;1990~1996年中国晶质石墨累计出口量约589000t,累计创汇额约4.1亿美元。

鉴于中国尚无石墨供销的详细统计,仅就上述部分统计资料分析,我国石墨总体上供大于求,大量产品因质量低劣或销路不畅而积压库存。

四、前景展望

由于石墨具有许多优异性能,加之其使用范围极广,因此,可以预见,石墨将得到更多领域的重视和应用。随着科学技术的进步,特别是高科技的开发,使石墨材料在高速、耐磨、防腐、节能、超小型等高科技应用领域中又迈入了一个崭新的领域,如石墨节能添加剂、石墨镶嵌润滑、石墨高导涂料、石墨印刷电路、导电橡胶等。当今世界上已开发出电子管、通信管、液晶管、摄像管和计时管等专用石墨乳,胶体石墨已成为当代高导、高润滑技术的基础材料,并渗透到各工业应用领域。由于国外对密封材料的无石棉要求,柔性石墨密封材料除了用作一般动、静密封材料外,还广泛用在自动化、宇航、热辐射防护、原子能工业以及火箭发动机的喷嘴上等。石墨正在众多领域里逐步取代某些金属材料和有机材料,其发展前景十分广阔。

中国是世界石墨资源储量和生产量大国之一,并具有相当规模的工业基础。近年来,通过引进技术和独立研制石墨在原料生产、深加工及其制品方面得到了很大的发展,密封材料、可膨胀石墨等已打入国际市场。“八五”期间,中国在微粉石墨和超微细石墨的生产工艺及技术装备定型化、国产化方面也取得了长足的进步。根据“九五”规划,中国还将加大对石墨工业的投入,并以国有化企业为龙头,逐步实行兼并、股份制等形式,形成具有国际先进水平的综合性石墨出口基地,进一步巩固和扩大国际市场。

总之,中国已探明的晶质石墨保有储量能够满足2020年国民经济发展的需要;隐晶质石墨可以基本满足2020年经济建设需要。

表4.13.5中国石墨矿分布一览表

1.华北地区

保有石墨矿产地22处。其中:晶质石墨矿20处(大型矿1处、中型矿14处、小型矿5处),共计保有晶质石墨矿物储量B+C+D级904万t,主要分布于内蒙古自治区及山西与河北省的北部;隐晶质石墨矿2处(小型),共计保有隐晶质石墨矿石储量11万t,分布于北京市郊。

内蒙古自治区是中国晶质石墨矿主要的蕴藏区和当前鳞片石墨主要产区之一。从自治区西面的阿拉善左旗,往东经包头、呼和浩特至集宁、兴和一带长700~800km地段内,已发现矿产地数十处,估计晶质石墨矿资源量在2000万t以上,已勘查的矿产地有13处(中型矿11处、小型矿2处),共计保有晶质石墨矿物储量548万t。其中∶集宁县以东的兴和县黄土夭石墨矿由1号矿、18号矿B段、18号矿C段和其他矿体4处中型矿和11号小型矿,加上附近的荣华背中型矿,实际构成一个大型矿区,各矿均已利用,矿山开发具有六七十年的历史,以产出优质大鳞片石墨而著称,是中国著名的鳞片石墨生产矿山之一;在兴和县以西,还有丰镇县南井、武川县庙沟、土默特左旗什报气和灯笼素4处中型矿也已利用,形成以兴和为重点的中国鳞片石墨生产基地之一。此外,固阳县五当召、阿拉善右旗挡巴井2个中型矿和包头市克尔马沟小型矿也可供选择利用。

内蒙古兴和石墨矿以南,在山西北部分布有晶质石墨矿4处(大型矿1处、中型矿2处、小型矿1处),共计保有晶质石墨矿物储量318万t。其中:大同市弘赐堡大型矿和六亩地、鸡窝涧中型矿可供选择利用,天镇县白羊口小型矿可供边采边探。内蒙古兴和石墨矿以东,河北省赤城县艾家沟中型晶质石墨矿于1988年开采利用,其附近新发现的水泉中型晶质石墨矿也可供选择利用,怀安县蔓青沟和阳原县谷端庄2处小型晶质石墨矿也已零星开采。河北省东部青龙县魏仗子和南部邢台市,还各分布小型晶质石墨矿1处,现已停采。河北省共计保有晶质石墨矿物储量38万t。

隐晶质石墨矿在华北地区少见,分布于北京市海淀区南安河和房山县车厂的2个小型矿,矿石品位低,现已停采。

2.东北地区

保有石墨矿产地28处。其中:晶质石墨矿25处(大型矿8处、中型矿10处、小型矿7处),共计保有晶质石墨矿物储量B+C+D级11272万t,主要分布于黑龙江省,在辽宁和吉林省也有少量产出;隐晶质石墨矿3处(中型矿1处、小型矿2处),保有隐晶质石墨矿石储量B+C+D级529万t。主要分布于吉林省,在黑龙江省有少量产出。

黑龙江省是中国晶质石墨矿最主要的蕴藏区和当前鳞片石墨主要产区之一。分布有晶质石墨矿产地21处(大型矿8处、中型矿7处、小型矿6处),共计保有晶质石墨矿物储量11106万t。除在其北部呼玛县门都里有一可供利用的中型矿外,其余集中分布于东部的鸡西至萝北一带,包括林口、穆棱、密山、勃利和双鸭山等地,估计这一带的资源量可达二三亿吨。鸡西市柳毛石墨矿储量规模特大,已开采利用六七十年,是中国生产鳞片石墨著名矿山之一;规模特大全国第一的萝北云山石墨矿和穆棱县光义与鸡西市石场3处大型矿及鸡西市永台安山中型矿也已利用;还有勃利县佛岭(规模特大)、穆棱县寨山、双鸭山市羊鼻山及密山市马来山5处大型矿,以及鸡西市土顶山东山、鸡东县长山、勃利县双河、林口县碾子沟和八道沟、曲沟6处小型矿均可供选择利用,丰富的矿产资源形成了以柳毛为重点的中国鳞片石墨生产基地之一。

此外,东北地区的晶质石墨矿还在辽宁省的岫岩丰富矿区和桓仁县大恩堡各分布有1处中型矿,共计保有晶质石墨矿物储量C+D级57万t;在吉林省通化县三半江和集安市双兴,有中型和小型矿各1处,保

中国矿产资源开发现状综述

中国矿产资源开发现状综述 姓名:班级:学号: 摘要:矿业是人类从事生产劳动古老的领域之一。矿业的发展与扩大矿产资源的开发利用,对人类社会文明的发展与进步产生了巨大的、无可替代的促进作用。目前在世界范围内,有95%以上的能源、80%以上的工业原料、70%以上的农业生产资料、30%以上的工农业用水均来自矿产资源,可以毫不夸张地说,矿产资源是人类的生命基石。人类使用矿产资源历史悠久,中国至少在50万年以前就开始利用矿产资源,矿产资源是一种重要的自然资源,是社会和经济发展的重要物质基础。矿产资源是社会经济持续发展的必要条件和物质基础,国民经济持续、快速的发展离不开矿产资源的快速稳定的供给。我国虽然是个矿产资源大国,但是我国人口基数大,而且当前我国正处在经济快速发展过程中,对矿产资源的依赖仍然很大。我们一定要做好国家矿产资源的宏观预测调控,健全制度,完善法规,转变观念,坚决关闭小矿业,加快技术进步,树立精品意识,实施全球资源战略,开发、利用、保护好我国现有的矿产资源,提高矿产资源的综合利用效率,实现“矿业强国”,并最终保证国家的可持续发展。 关键词:矿业开发,矿业分布与存储,矿业现状,矿业可持续发展 1.中国矿产资源储存分布情况 中国是世界上为数不多的、矿产资源种类较齐全的、矿产自给程度较高的国家之一。资源总量大,一部分矿种(矿组)的储量名列世界前茅或首位。中国现在已经发现171中矿产资源、其中已经查明储存量的有158种,其中能源矿产10种,金属矿产54种,水气矿产3种。面前已经拥有矿产地18000处,大中型的矿产有7000余处,是世界第三大矿产资源国。而人均占有量只有世界平均水平的58%,居第53位,个别矿种甚至居世界百位之后。 1.1 富矿少,贫矿多。 我国矿产资源,贫富矿兼有,而以贫矿居多,品位低,不能直接供冶炼和化工利用,而矿石在采选过程中,浪费也很严重。开采时采富弃贫,使矿石品位下降,富矿越来越少,选别时技术落后,富集率低,并形成大量尾矿,无法合理利用。 1.2 地区分布不平衡。 我国的煤炭贮量中,山西省占1/4,内蒙古自治区占1/5,而南方很少。石油也存在这种北多南少的状况,大庆、辽河、华北、胜利等几大油田都集中在北方,有色金属则是南多北少,如钨、锰、镍、铅、锌矿等。这种资源分布与生产力布局的不相匹配,长期形成了北煤南调、西煤东运的局面,大大提高了矿产开发的成本。[1] 1.3 共生、伴生矿床多,单一矿床少。 中国80%左右的有色矿床中都有共伴生元素,其中尤以铝、铜、铅、锌矿产多。而且不少矿石嵌布粒度细,结构构造复杂。中国有色矿产资源中,虽然共伴生元素多,若能搞好综合回收,可以提高矿山的综合经济效益,同时由于矿石组份复杂,势必造成选冶难度大、建设投资和生产经营成本高的现状。

华为石墨产业全球及中国石墨矿资源分布概况最详细

【石墨产业】全球及中国石墨矿资源分布概况(最新、最全、最详细) 一、全球石墨矿资源概况 1、全球石墨资源储量 全球石墨资源分布既广泛又相对集中,据USGS资料显示,2013年全球石墨总储量约1.3亿吨矿物量。巴西、中国、印度和墨西哥的石墨储量合计占全球总储量的92.77%。中国石墨基础储量约占世界的33%,仅次于巴西(约占世界的38%)。巴西新发现的Almenara石墨矿为罕见的超大型石墨矿,使其石墨总储量由之前的36万吨增加到近5800万吨,位居世界首位。印度石墨矿储量为1100万吨,墨西哥石墨储量为310万吨。 2015年世界主要石墨国家基础储量对比图 2、国外石墨矿床类型 (1)石墨呈浸染鳞片状分布在火山岩、硅质沉积岩中,此类矿床石墨鳞片大,矿石质量高,有著名的马达加斯加大鳞片晶质石墨矿; (2)含石墨矿石呈脉状充填在断裂裂隙和洞穴中,此类矿床石墨品位高,典型的矿床是斯里兰卡的脉状石墨矿; (3)由中酸、酸性花岗岩侵入大理岩中形成热液交代接触变质矿床,此类矿床矿石质量较好,在俄罗斯和朝鲜等国家有分布; (4)煤或富碳沉积物中的变质石墨矿床矿石中的石墨多为隐晶质,墨西哥、印度及澳大利亚的大部分石墨矿床均属此类型。 3、各国石墨资源概况 巴西 巴西石墨矿分布在MinasGerais、Ceara和Bahia地区,PedraAzul地区拥有巴西最好的鳞片石墨矿,石墨矿石储量已探明2.5亿吨,品位20-25%。新发现的奥门纳拉石墨矿石资源量近5700万吨,碳含量4-10%。

印度印度石墨矿床多为煤或富碳沉积物的变质石墨矿床,主要分布在奥瑞萨邦和拉贾斯坦邦,奥瑞萨邦的石墨矿床赋存于寒武纪地层中,有三个石墨矿带,即:博兰吉尔-桑巴尔普尔矿带、普尔巴尼-长拉汉迪矿带和登卡纳尔矿带,其中最大的矿床延伸达6.4-11.3公里,矿体厚120米。 墨西哥 墨西哥已发现的石墨矿床绝大多数为隐晶质石墨矿床。其石墨矿床主要分布在格雷罗州、索诺拉州和伊达尔戈州。世界上超大型的高质量的隐晶质石墨矿床就位于索诺拉州。该矿床矿体赋存在含煤的深灰红色石英岩之间,矿体厚7.3米,矿体的平均品位非常高,矿石一般品位为80%,最高品位可达95%。 马达加斯加马达加斯加有着全球优质的大鳞片石墨矿床,主要分布在马达加斯加岛东部沿海地区。该类石墨由高碳地层经区域变质作用而形成,呈浸染状赋存于火山岩、硅质沉积岩中。矿体产于云母片岩和云母片麻岩中。矿石品位一般为3-11%,少数矿脉的品位可高达30-40%。马达加斯加的石墨不仅片度大,粗者可达4毫米,甚至超过1厘米,而且其石墨片薄,厚度均匀,质地纯净柔软,工艺性能良好。 斯里兰卡斯里兰卡的西部和西南部分布多个优质的晶质石墨矿床,矿体多呈脉状分布于太古界片麻岩中,有的呈透镜状和囊状充填在变质石灰岩和结晶页岩的洞穴中,洞穴型充填的石墨矿体长达20多米,宽3-6米。矿石品位较高,一般为75%,最高可达98%。斯里兰卡的脉状石墨成因复杂,多数学者认为是由古老高碳地层经接触变质而成,后再经运移充填在裂隙或洞穴中。 朝鲜朝鲜盛产细晶石墨和隐晶石墨,矿床主要分布于慈江道和咸镜道。咸镜道内的东方石墨矿是朝鲜最大的细晶质石墨矿床。石墨呈细鳞片装或致

石墨行业现状

石墨行业现状 石墨是碳元素的结晶矿物之一,具有耐高、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电、可塑性、涂敷性性能等特有的物理化学性能,广泛应用于冶金、机械、电子、化工、轻工、军工、国防、航天及耐火材料等行业,是当今高新技术发展必不可少的非金属材料。石墨分为人造石墨和天然石墨,其中天然石墨根据结晶形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途,将天然石墨分为三类:致密结晶状石墨、晶质(鳞片)石墨和隐晶质(土状)石墨。 一、石墨的特性及用途 1、石墨特殊性质 1)耐高温性:石墨熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。 2)导电、导热性:石墨导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。 3)润滑性:石墨润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。 4)化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。 5)可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。

6)抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。 7)高传导透明性:碳原子构成的单层片状结构二维晶体--石墨烯,导电导热透明,无与伦比。 2、石墨的主要用途 1)、耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,冶金工业上主要用来制造石墨坩埚,炼钢上常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。 2)、导电材料:在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。 3)、耐磨润滑材料:润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用,而石墨耐磨材料可在200-2000 ℃温度及很高滑动速度下,代替润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和轴承,它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。 4)、良好的化学稳定性:经特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好,渗透率低等特点,大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。 5)、铸造、翻砂、压模及高温冶金材料:因石墨的热膨胀系数小,且能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器的铸模,使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确,表面光洁成品率高,不经加工或稍作加工就可使用,因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚,区域精炼容器,支架夹具,感应加热器等都是用高纯石墨加工而

攀枝花矿产资源概况

攀枝花市矿产资源概况 (2011年度) 一、概述 攀枝花市位于川滇南北向构造带及其与滇藏“歹”字型构造中段复合部中部,攀西古裂谷中南段,地质历史悠久,经受了多次强烈的地质构造活动,构造复杂,褶皱、断裂发育,伴有多期的岩浆活动,形成了以黑色金属和非金属矿产为主的资源产地和雄伟壮观、复杂多变的地貌景观,是著名的攀西成矿带的重要组成部分。 全市通过基础地质工作,截止目前共发现矿产种类76种;有一定储量的39种;矿产地490余处(含矿点、矿化点),其中大型、特大型矿床45个,中型矿床31个;已得到开发利用的矿产40种。至2011年底,我市主要矿种的保有储量情况为:煤32839.5 万吨,钒钛磁铁矿655658万吨,伴生钒矿994.91万吨,伴生钛矿41522.27万吨,熔剂石灰岩26873万吨,冶金用白云岩7313万吨,耐火粘土1209.8万吨,晶

质石墨1549万吨,硅藻土1355.6万吨,苴却砚原石2077.5万吨,饰面用花岗岩8140万立方米。在占全国国土面积千分之一的区域内,蕴藏着丰富的铁、钒、钛以及非常丰富的与发展钢铁钒钛工业相配套的冶金辅助矿产煤、熔剂灰岩、熔剂白云岩、耐火粘土和其它金属、非金属矿产资源。区内矿产资源具有储量大、品种全、分布集中,埋藏浅,开采条件优越,选矿性能好,综合利用价值高,组合配套优势突出的特点,是我国少有的矿产资源“聚宝盆”。 二、主要的矿产资源概况 (一)、金属矿产 攀枝花市金属矿产储量极为丰富,以储量巨大的钒钛磁铁矿及其共伴生矿产(钒、钛、钴、铬、镍、钪、镓等)为代表,还有相当储量的黑色金属矿产、有色金属矿产、稀有稀土及分散元素矿产、贵金属矿产等共23种,潜在经济价值巨大,在全国全省占有相当优势和重要的地位。 1、钒钛磁铁矿

丹凤县石墨资源情况简介

丹凤县石墨资源情况简介 丹凤县石墨主要分布在沿蟒岭山系的庾岭镇大、小黄柏岔,蔡川镇太子庙,留仙坪乡王沟一带,矿石总储量约2000万吨(其中1000万吨已经地质详查探明),矿物质量约500吨,居全陕之冠(据《丹凤县志》记载),平均品位20%以上。 庾岭镇大、小黄柏岔一带以石质矿石为主,分布以倾角45度的层状分布,形成若干个大小不等的矿点,总矿石量约980万吨,矿物量约150多万吨,矿物品质以-200目细磷片石墨为主,辅以+100目左右的大磷片,这一带矿石质地硬、选矿过程磷片不易损坏。目前,该处拥有一宗矿权,即顺发石墨矿业有限公司,其开采规模较小,多以高品位为主,平均入选品位为19%左右。 留仙坪乡王沟村以集中连片的砂状矿为主,总矿石量约607万吨,矿物量约130万吨,矿物品质以+100目大磷片居多,因矿石松软,易于加工,能生产以+100目为主的大磷片石墨。目前,该处经整合后拥有一宗矿权,即丹凤县留仙坪王沟石墨矿,现正在兴建秦兴1000吨石墨选冶项目,项目已投资3000余万元,矿区生产车间和矿山道路正在兴建,部分设备已购进到位。 蔡川镇太子庙一带以集中连片的砂状矿为主,总矿石量约270万吨,矿物量约60万吨,矿物品质+100目大磷片占到80%以上。目前,该处未设置矿权,尚未开发。 目前,我县正在谋划石墨深度开发,依托秦兴公司,建设年

产1.5万吨石墨深加工项目,主要开发膨化石墨及系列产品,将与正在商州建设的比亚迪电池项目形成配套产业,现已与河南省西峡县恒通石墨材料公司达成初步合作协议,预计2010年底可建成投产,建成后年可实现产值10亿元,利税1.3亿元。下一步,我们将对全县已设置的两宗矿权进行了整合,集中设置一个矿权,扶持石墨产业做大做强,把石墨加工建成我县的新兴产业。

巴彦淖尔市矿产资源概述

巴市矿产资源 巴市地质特征是地层发育完整,岩浆活动频繁,地质构造复杂,矿产资源丰富。据统计到1985年底,全市共有各种矿床和矿点(包括共伴生)431处。其中大型矿床37处,中型矿床45处,小型矿床100处,矿点249处。 全市已发现矿种62种,其中探明储量的有48种,估算地质储量的有3种。根据国民经济对矿产工业的利用情况,将矿产分为9类:燃科矿产有煤、油页岩;黑色金属矿产有铁、锰、铬、钒、钛;有色金属矿产有铜、铅、锌、镍、钻、金、银;稀有、稀土金属及分散、放射性元素矿产有铌、钽、铍、锂、铷、褐帘石(轻稀土)、镉、镓、甸、铀、钍;特种非金属矿产有水晶、冰洲石、白云母、金云母;冶金辅助原料矿产有菱镁矿、蓝晶石、萤石、硅石、熔剂白云岩,化工原料非金属矿产有硫、磷、含钾岩石、盐(盐池)、芒硝、明矾石、蛇纹岩;工艺美术石材矿产有芙蓉石、佘太翠、玛瑙、玉髓;建筑材料及其它非金属矿产有石墨、蛭石、石膏、滑石、石绵、水泥灰岩、沸石、膨润土、珍珠岩、陶瓷长石、陶瓷石英、瓷石、透闪石、粘土、石榴子石、大理石、花岗石。 全市矿床成因类型有沉积型、变质型、岩浆型、热液型、矽卡岩型、伟晶岩型、风化型等7种。 市境有原煤矿产地20处,其中大型矿床1处,中型1处,小型7处,其余均为矿点。 煤炭资源情况:巴彦淖尔市及周边地区有丰富的煤炭资源。位于我市的白彦花煤田,是未开发的整装煤矿,详查储量90亿吨,是低变质程度优质褐煤。南隔黄河与相邻的鄂尔多斯

市以水权置换的方式取得了30亿吨的煤矿开采权。距我市200多公里的蒙古国南戈壁省塔本陶勒盖煤矿(TT矿)煤炭储量64亿吨,其中主焦煤18亿吨,为优质炼焦用煤,世界紧缺煤种,神华集团正在联系合作。周边乌海市煤炭资源也十分丰富。 煤 主要煤田有5处: 乌拉特中旗白彦花煤田位于乌兰察布盟达茂旗白彦花苏木和巴市乌拉特中旗桑根达来苏木境内。煤田东西长80公里,西、中部宽20公里,东部宽2~14公里,在中旗境内面积330平方公里。煤层最大厚度28.1米,最薄0.95米,一般厚5—10米。灰分26.07%,挥发分43.27%,发热量3 994大卡/公斤,含硫2.36%。可做为火力发电和生活燃料用煤,储量894 350万吨。 乌拉特中旗巴彦呼都格煤田位于海流图镇西北48公里的川井苏木的巴彦呼都格嘎查和沙布格嘎查。煤田东西长11公里,南北宽2~3公里,面积约25平方公里,煤种为褐煤,全矿区有10层煤,以3号、2号煤层为主体,3号煤层平均厚度为5,32米,2号煤层平均厚度为4.26米,属厚煤层。灰分15.16~24.12%,发热量为3199~5 073大卡/公斤,含硫0.95~12.64%,含磷0.058~0.0087%,储量15 749.32万吨。 乌拉特前旗营盘湾煤田位于明安乡营盘湾。东西断续长25公里,南北宽约3公里,面积35千方公里。共分5个勘探区:即营盘湾矿区、裕盛公一西官井矿区、五分子一七分子矿区、二分子一十一分子矿区、陈三沟一大罗沟矿区。煤种属低变质阶段之不粘结、长舀煤及褐煤。灰分一般大于25%,含硫在o.5%以内,

石墨矿资源概述

石墨矿资源概述 石墨是碳元素的结晶矿物之一,具有润滑性、化学稳定性、耐高温、导电、特殊的导热性和可塑性、涂敷性等优良性能,其应用领域十分广泛。石墨在冶金工业中主要用作耐火材料;在铸造业中用作铸模和防锈涂料;在电气工业中用于生产碳素电极、电极碳棒、电池,制成的石墨乳可用作电视机显像管涂料,制成的碳素制品可用于发电机、电动机、通讯器材等诸多方面;在机械工业中用作飞机、轮船、火车等高速运转机械的润滑剂;在化学工业中用于制造各种抗腐蚀器皿和设备;在核工业中用作原子反应堆中的中子减速剂和防护材料等;在航天工业中可做火箭发动机尾喷管喉衬,火箭、导弹的隔热、耐热材料以及人造卫星上的无线电连接信号和导电结构材料。此外,石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂,制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石的原料。随着现代科学技术和工业的发展,石墨的应用领域还在不断拓宽,已成为高科技领域中新型复合材料的重要原料,在国民经济中具有重要的作用。 一、矿石矿物原料特点 石墨的化学成分为碳(C)。天然产出的石墨很少是纯净的,常含有10%~20%的杂质,包括SiO2、Al2O3、MgO、CaO、P2O5、CuO、V2O5、H2O、S、FeO以及H、N、CO2、CH4、NH3等。石墨矿物呈铁黑、钢灰色,条痕光亮黑色;金属光泽,隐晶集合体光泽暗淡,不透明;解理{0001}完全,硬度具异向性,垂直解理面为3~5,平行解理面为1~2;质软,密度为2.09~2.23g/cm3,有滑腻感,易污染手指。矿物薄片在透射光下一般不透明,极薄片能透光,呈淡绿灰色,一轴晶,折射率1.93~2.07,在反射光下呈浅棕灰色,反射多色性明显,Ro灰色带棕,Re深蓝灰色,反射率Ro23(红),Re5.5(红),反射色、双反射均显著,非均质性强,偏光色为稻草黄色。石墨属复六方双锥晶类,沿{0001}呈六方板状晶体,常见单形有平行双面、六方双锥、六方柱,但完好晶形少见,一般呈鳞片状或板状,集合体呈致密块状、土状或球状。 石墨晶体具典型的层状结构,碳原子排列成六方网状层,面网结点上的碳原子相对于上下邻层网格的中心。重复层状为2的是石墨2H多型,属六方晶系,即通常所指的石墨;若重复层状为3的则为石墨3 R多型,属三方晶系,但在天然石墨结构中不能单独分离出来。在石墨晶体结构中,层内碳原子的配位数为3,具共价金属键,间距0.142nm,层与层间以分子键相连,间距为0.340nm,此种特殊的晶体结构和化学键性使石墨具有一些特殊的工艺性能。 由于碳原子在石墨结晶格子的原子层中排列紧密,热振动困难,因而石墨能耐高温并具特殊的热性能。石墨的熔点为3850℃,沸点为4250℃,吸热量6.9036×107J/kg,经高温电弧灼烧重量损失极小,在2500℃时其强度比常温时提高1倍,热膨胀系数小(1.2×10-6),温度骤变时其体积变化不大。由于石墨晶体中存在容易流动的电子,因此其导电、导热性能不亚于金属。但随温度升高,导热系数反而减少,在极高温度下趋于不导热状态。石墨的化学稳定性好,不受酸、碱及有机溶剂的侵蚀。石墨的润滑性能类似于二硫化钼和四氟化烯,摩擦系数在润滑介质中小于0.1,尤以鳞片状石墨的润滑性更好。此外,石墨还具涂敷性和可塑性,将其涂敷在固体物体表面,可形成薄膜牢固粘附而起保护固体作用,并可制成任何复杂形状的制品。 由于石墨的工艺性能及用途主要决定于其结晶程度,据此,中国工业上将石墨矿石主要分为晶质(鳞片状)石墨矿石和隐晶质(土状)石墨矿石两种工业类型。晶质(鳞片状)石墨矿石中,石墨晶体直径大于1μm,呈鳞片状;矿石品位较低,但可选性好;与石墨伴生的矿物常有云母、长石、石英、透闪石、透辉石、石榴子石和少量黄铁矿、方解石等,有的还伴生有金红石及钒等有用组分;矿石呈鳞片状、花岗鳞片或粒状变晶结构,片状、片麻状或块状构造。隐晶质(土状)石墨矿石中,石墨晶体直径小于1μm,呈微晶的集合体,在电子显微镜下才能见到晶形;矿石品位高,但可选性差;与石墨伴生的矿物常有石英、方解石等;矿石呈微细鳞片-隐晶质结构,块状或土状构造。中国石墨矿石绝大多数为晶质(鳞片状)矿石,约占总保有石墨矿石储量的98%,分布于区域变质型及岩浆热液型石墨矿床中;隐晶质(土状)石墨矿石则主要分布于接触变质型矿床中。实际上石墨矿石中的石墨片径是参差不齐的,所谓晶质石墨矿石中,也可能含隐晶质

平度市石墨资源情况介绍

平度市石墨资源情况介绍 一、平度市石墨资源情况及资源地位 平度及莱西石墨矿田是我国石墨资源三大主要产地之一。据不完全统计,近年来,平度石墨年产量折合纯碳约15万吨左右,约占全国石墨总产量的1/3。从资源储量看,我市累计探明储量(矿物量)1381.5万吨,截止2006年末保有储量(矿物量)701万吨,预计远景资源储量4600万吨。石墨开采保证程度较高。平度市的石墨资源主要分布在张舍、田庄、马戈庄、门村、云山、李园等镇(处),石墨加工分为:石墨开采初选、中碳烘干、酸化高碳三种工艺。其中石墨开采初选过程中,产生大量的尾矿,主要污染物质为浮选油,相比较而然,污染较轻,主要是生态破坏问题;中碳烘干过程中主要以烟尘污染为主;酸化高碳生产多数采用氢氟酸法或酸碱法,生产中使用大量的氢氟酸、硫酸或盐酸等化学物质,对周围环境和地下水质造成污染。 在石墨品质方面,平度石墨具有其它产地不可比拟的优势。我市石墨矿石品位一般在2.5%—3.5%,个别矿山达到5%—8%,以结晶质鳞片石墨矿物为主,结晶程度高,鳞片粒度大,质量好,在采取精、深加工技术生产高品质、高赋加值产品方面,平度市石墨资源质量优势明显。 石墨作为非金属矿物,兼有金属矿物的性状,尤其在耐高温、耐酸、耐碱、润滑、导电、柔韧性等方面具有独特的理化性质,广泛应用于钢铁冶炼、航空、航天等多个领域。特别是在近年来蓬勃兴起的电子工业、汽车工业领域占有其他矿产品不可替代的地位。历来被材料行业看作是不可或缺的战略物资。

二、平度市石墨资源开发利用历史简述 平度市石墨资源开发利用经历了从粗放、零星、低水平到相对科学、集约、深加工、高产值的曲折过程。自上世纪70年代末平度市石墨采、选业产生至今,矿山采选工艺技术,生产规模,产品档次,经营方式发生了质的飞跃。由早期的遍地开花、人工采掘、单体石墨小槽式水料生产,转化为现在比较规范的全机械化采掘、运输,中、高碳石墨流水生产作业,产品向深加工,精加工档次转变。出现了黑龙石墨公司、高尔富石墨公司为代表的集团化龙头生产企业和中外合资企业。 截止2006年末保有储量(矿物量)701万吨,预计远景资源储量4600万吨。完成对10家石墨矿山的整合工作后,平度市境内共有石墨矿山15家,按单一矿山生产规模1万吨(规定要求最低规模0.6万吨/年)计,全市石墨总产量15万吨/年,现有探明储量可满足全市矿山45年的生产需要。随着勘查工作的深入和资源管理工作的逐步加强、规范,我市石墨资源可以保证矿山企业上百年的生产需求。 到2007年初,各类石墨采选企业40家,其中独立选矿加工企业13家,采选一体企业27家,据不完全统计2007年生产各类石墨产品约15万吨,实现销售收入约2.5亿元。生产销售中高碳及深加工企业28家;有5家企业年销售收入超过1000万元,23家企业销售收入超过500万元。固定资产超过1000万元的矿山4家,500万元以上的矿山11家。 石墨矿山在我市经济中占有重要的地位,特别是石墨资源较集中的乡镇,已经成为镇域经济不可或缺的经济支柱。目前,全市石墨行业已经形成开采、加工、销售、服务、矿山机械等门类齐全的石墨产业链,直接从业人数超过2.5万人,石墨产业年产值2.5亿元以上,在我市工

河北省矿产资源概况

河北省简称“冀”,因地处黄河以北而得名,位于华北平原东北部,环绕京、津两市,东临渤海,西倚太行,北部坐落燕山,地势西北高,东南低。 高原、山地、丘陵、盆地、平原等地貌类型齐全,总体上西北部为坝上高原,北部和西部为燕山和太行山,东南部为华北平原。 地理坐标: 东经113°27′~119°50′,北纬36°05′~42°40′,全省面积187693平方公里,辖11个设区市,省会石家庄。 2009年全省人口7034万人,实现国内生产总值 17997.21亿元。 河北省为太平洋成矿域的一部分,跨内蒙~大兴安岭褶皱带和华北地台两个一级大地构造单元,以华北地台为主体;地层发育较为齐全,地台区除缺失新元古界南华系、震旦系、古生界奥陶系上奥陶统~石炭系下石炭统和新生界古近系古新统外,从太古界至新生界第四系全新统均有出露;地质构造复杂,在漫长的地质历史发展过程中,历经阜平、五台、吕梁、蓟县、加里东、海西、印支、燕山和喜山期等多期构造运动,运动时间长、期次多,岩浆活动频繁,三大岩类发育齐全,成矿作用显著,为本省各类矿产的形成提供了有利的地质条件,形成了相对丰富的矿产资源。 截至2009年底,河北省已发现156种矿产,占全国237种的 65.82%;有查明资源储量的矿产125种,占全国227种的 55.07%,其中列入本年度《河北省矿产资源储量表》的84种;矿产地1157处(含伴、共生产地186处),占全国41244处的 2.81%。 主要分布在唐山、承德、张家口、保定、石家庄、邯郸、邢台、秦皇岛、廊坊九个设区市。 其中能源矿产269处,金属矿产549处,非金属矿产339处。

河北省能源矿产(煤、油页岩)主要分布于唐山、承德、张家口、邯郸、邢台五市,产地数占 84.02%;金属矿产主要分布于承德、唐山、张家口、邯郸、邢台,保定,产地数占 88.34%;非金属矿产在全省各市均有分布。 河北省查明矿产资源储量居全国前5位的39种,6~10位有17种。

石墨资源分布

一、全球石墨矿资源概况 1、全球石墨资源储量 全球石墨资源分布既广泛又相对集中,据USGS资料显示,2013年全球石墨总储量约1.3亿吨矿物量。巴西、中国、印度和墨西哥的石墨储量合计占全球总储量的92.77%。中国石墨基础储量约占世界的33%,仅次于巴西(约占世界的38%)。巴西新发现的Almenara石墨矿为罕见的超大型石墨矿,使其石墨总储量由之前的36万吨增加到近5800万吨,位居世界首位。印度石墨矿储量为1100万吨,墨西哥石墨储量为310万吨。 世界主要石墨国家基础储量对比图 2、国外石墨矿床类型 (1)石墨呈浸染鳞片状分布在火山岩、硅质沉积岩中,此类矿床石墨鳞片大,矿石质量高,有著名的马达加斯加大鳞片晶质石墨矿; (2)含石墨矿石呈脉状充填在断裂裂隙和洞穴中,此类矿床石墨品位高,典型的矿床是斯里兰卡的脉状石墨矿; (3)由中酸、酸性花岗岩侵入大理岩中形成热液交代接触变质矿床,此类矿床矿石质量较好,在俄罗斯和朝鲜等国家有分布; (4)煤或富碳沉积物中的变质石墨矿床矿石中的石墨多为隐晶质,墨西哥、印度及澳大利亚的大部分石墨矿床均属此类型。 3、各国石墨资源概况 巴西石墨矿分布在MinasGerais、Ceara和Bahia地区,PedraAzul地区拥有巴西最好的鳞片石墨矿,石墨矿石储量已探明2.5亿吨,品位20-25%。新发现的奥

门纳拉石墨矿石资源量近5700万吨,碳含量4-10%。 印度石墨矿床多为煤或富碳沉积物的变质石墨矿床,主要分布在奥瑞萨邦和拉贾斯坦邦,奥瑞萨邦的石墨矿床赋存于寒武纪地层中,有三个石墨矿带,即:博兰吉尔-桑巴尔普尔矿带、普尔巴尼-长拉汉迪矿带和登卡纳尔矿带,其中最大的矿床延伸达6.4-11.3公里,矿体厚120米。 墨西哥已发现的石墨矿床绝大多数为隐晶质石墨矿床。其石墨矿床主要分布在格雷罗州、索诺拉州和伊达尔戈州。世界上超大型的高质量的隐晶质石墨矿床就位于索诺拉州。该矿床矿体赋存在含煤的深灰红色石英岩之间,矿体厚7.3米,矿体的平均品位非常高,矿石一般品位为80%,最高品位可达95%。 马达加斯加有着全球优质的大鳞片石墨矿床,主要分布在马达加斯加岛东部沿海地区。该类石墨由高碳地层经区域变质作用而形成,呈浸染状赋存于火山岩、硅质沉积岩中。矿体产于云母片岩和云母片麻岩中。矿石品位一般为3-11%,少数矿脉的品位可高达30-40%。马达加斯加的石墨不仅片度大,粗者可达4毫米,甚至超过1厘米,而且其石墨片薄,厚度均匀,质地纯净柔软,工艺性能良好。 斯里兰卡的西部和西南部分布多个优质的晶质石墨矿床,矿体多呈脉状分布于太古界片麻岩中,有的呈透镜状和囊状充填在变质石灰岩和结晶页岩的洞穴中,洞穴型充填的石墨矿体长达20多米,宽3-6米。矿石品位较高,一般为75%,最高可达98%。斯里兰卡的脉状石墨成因复杂,多数学者认为是由古老高碳地层经接触变质而成,后再经运移充填在裂隙或洞穴中。 朝鲜盛产细晶石墨和隐晶石墨,矿床主要分布于慈江道和咸镜道。咸镜道内的东方石墨矿是朝鲜最大的细晶质石墨矿床。石墨呈细鳞片装或致密块状分布于云母片岩和绿泥石片岩中。矿石品位不高,平均品位为10.3%,矿石易选,精矿品位可达85%以上。 乌克兰石墨矿床主要分布在克什提姆-穆尔津片麻岩中,已开采的最大石墨矿是查瓦里耶鳞片石墨矿,矿石品位6-7%。波多果尔石墨矿床位于伊尔库茨克以西,东萨彦山脉中部,已发现矿体20个,石墨片径0.25-1毫米。 此外,捷克斯洛伐克既产隐晶石墨,也产晶质石墨;挪威的石墨储量不大,但鳞片较粗;意大利、美国、巴西、加拿大、南斯拉夫、肯尼亚、坦桑尼亚等国家均有晶质石墨产出;瑞士、朝鲜、美国等国家均有隐晶石墨产出,但是这些国

国内石墨行业概述祥解

国内石墨行业概述 石墨是有机成因的碳质物变质而成,最常见于大理岩、片岩或片麻岩中。煤层可经热变质作用部分形成石墨,而少量石墨则是火成岩的原生矿物。石墨由于其特殊结构,具有耐高温性、抗热震性、导电性、润滑性、化学稳定性以及可塑性等众多特性,一直是军工与现代工业及高、新、尖技术发展中不可或缺的重要战略资源。 一、石墨特性及分类 石墨是一种战略资源,素有“黑金子”的美称,具有耐高温性、导电导热性、润滑性、可塑性、抗热震性、耐腐蚀性等特质。石墨在工业上用途很广,广泛用于冶金工业的耐火材料与涂料、机械工业的润滑剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业催化剂等。石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途。 天然石墨根据结晶形态分为三类: 1.致密结晶状石墨 致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于0.1毫米,比表面积范围集中在0.1-1m2/g,晶体排列杂乱无章,呈致密块状构造。这种石墨的特点是品位很高,一般含碳量为60~65%,有时达80~98%,但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。 2.天然鳞片石墨(晶质石墨) 石墨晶体呈鳞片状,这是在高强度的压力下变质而成的,有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特点是品位不高,一般在2~3%,或10~25%之间。是自然界中可浮性最好的矿石之一,经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越,因此它的工业价值最大。鳞片石墨经过深加工,又可生产出石墨乳、石墨密封材料与复合材料、石墨减磨添加剂等高新技术产品。 (可浮性:可浮性是物体在流体表面(如船在水面)或在流体中(如气球在空气中)浮于一定平衡位置的能力。主要指被水湿润的程度,不易被水湿润,则可浮性强。) 3.天然土状石墨(隐晶质石墨) 这种石墨的晶体直径一般小于1微米,比表面积范围集中在1-5m2/g,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状,缺乏光泽,润滑性比鳞片石墨稍差。品位较高。一般的60~85%。少数高达90%以上。一般应用于铸造行业比较多。主要蕴藏在湖南郴州鲁塘。随这石墨提纯技术的提高。土状石墨应用越来越广泛。 人造石墨按照成形方式又分为等静压石墨、模压石墨和挤压石墨。 1.等静压石墨:是制造单晶炉、金属连铸石墨结晶器、电火花加工用石墨电

我国矿产资源供需状况

我国矿产资源供需状况 当今世界上的国家很少有仅靠自身的矿产资源来发展本国经济的,但是拥有丰富的矿产资源无疑是本国社会经济发展的优势。由于多种因素的影响,我国主要矿产品进口量逐年上升。1987年我国矿产品及初级加工制品出口创汇62亿美元,而进口则达98亿美元;1988年出口85.75亿美元,进口116.8亿美元,逆差达31.1亿美元。可以说我国已逐渐成为矿产资源进口大国。 随着我国经济高速发展,对矿产资源需求增长很快,主要矿产资源短缺的态势日益明显。1989年我国铁矿石原矿的产量为 1.714 5亿吨,进口铁矿砂1 259万吨。2000年现有铁矿的生产能力将减少10%~20%,因而2000年我国铁矿石产量基本稳定在目前水平。资源缺口增加,每年需进口铁矿砂2 000万吨~3 000万吨。预计2020年铁矿石产量可达2.8 亿吨~3.0亿吨,每年需进口4 500万吨~5 000万吨铁矿砂。 现有铜、铅、锌生产能力2000年减少30%~40%,三分之二有色金属统配矿山主要金属生产也到了中晚期。如果地质勘探无重大突破,21世纪初,我国金属矿产资源将出现全面紧缺的局面。

2.金属的存在和冶炼 地球上的金属资源十分丰富,除蕴藏在地壳中的外,还有数量很大的海滨沙矿和海底金属矿藏(如锰结核和重金属矿床等),它们为人类的生活和生产提供了丰厚的物质基础。陆地上可用来制取金属的矿石大约有以下八大类: (1)天然金属矿,如金、银、铂、汞等贵金属,常以单质形式存在; (2)氧化物矿,如铝矾土Al2O3·nH2O、赤铁矿Fe2O3和锡石SnO2等; (3)碳酸盐矿,如石灰石CaCO3、孔雀石Cu2(OH)2CO3等; (4)硅酸盐矿,如绿柱石Be3Al2Si6O18、高岭石(Al2Si2O7·2H2O)等; (5)硫酸盐矿,如重晶石BaSO4、石膏CaSO4·2H2O等; (6)磷酸盐矿,如磷酸钙Ca3(PO4)2和磷酸稀土矿等;

2014年石墨烯行业分析报告

2014年石墨烯行业分 析报告 2014年4月

目录 一、石墨烯:近乎完美的材料 (4) 1、初识石墨烯 (4) 2、无与伦比的优点 (5) 3、石墨烯将在未来各个领域大放异彩 (6) 4、各国积极布局石墨烯研究 (8) 二、石墨烯的产业化应用前景 (10) 1、电子材料领域 (11) (1)透明导电材料:实现柔性电极、可穿戴设备、高效太阳能电池等技术的关键 (11) (2)电极材料 (15) ①锂电池负极材料:助力提升其整体续航力 (15) ②超级电容器负极材料:良好的功率特性和超快充放电速度 (17) (3)芯片材料:硅的替代者 (20) 2、散热材料领域 (24) 3、环保监测领域 (26) 4、生物医学领域 (28) 三、CVD法是最具产业化条件的石墨烯制备路径 (31) 1、机械剥离法 (32) 2、化学气相沉积法(CVD法) (32) 3、外延生长法 (33) 4、氧化还原法 (33) 四、石墨烯国内外企业产业化进展 (34) 1、国外产业化进展 (34) (1)IBM (34) (2)三星 (34) (3)东芝 (35) (4)诺基亚 (36)

2、国内产业化进展 (37) (1)国内首片15英寸单层石墨烯在渝问世 (37) (2)中国首个纯石墨烯粉末产品发布 (38) (3)全球首条石墨烯生产线项目在宁波投产 (38) 五、石墨烯相关企业简况 (39) 1、金路集团 (39) 2、力合股份 (40) 3、烯碳新材 (40) 4、中国宝安 (41) 5、华丽家族 (41) 6、乐通股份 (42) 7、中钢吉炭 (42) 8、中泰化学 (42) 六、主要风险 (42) 1、石墨烯材料产业化进程不达预期风险 (42) 2、相关上市公司研究成果不达预期风险 (42)

矿产资源分类

我国目前共有172种矿产资源,这么多种矿产资源是怎样进行分类的?本文简要总结一下。《矿产资源法实施细则》(国务院令第152号)附件《矿产资源分类细则》(以下简称《细则》)中共有168种矿产资源。2000年国土资源部发布第8号公告,将辉长岩、辉石岩、正长岩列为新发现矿种。2011年国土资源部发布第30号公告,将页岩气列为新发现矿种。至此,我国的矿产资源种数达172个。 《细则》将矿产资源分为能源矿产、金属矿产、非金属矿产和水气矿产4大类。 1、能源矿产 《细则》中能源矿产有煤、煤成气、石煤、油页岩、石油、天然气、油砂、天然沥青、铀、钍、地热11种,加上前些年发现的页岩气,共有12种。铀、钍也叫放射性矿产。由于金属锂常用于锂离子电池,作为一种新能源材料来使用,有的矿产资源规划将其视为一种能源矿产。 2、金属矿产 《细则》中金属矿产共有59种,用分号把其分为7类,没有写出小类的名称。按照常例,实际上是6小类,具体如下表:

其中,铂、钯、钌、锇、铱、铑6种金属元素合称“铂族元素”,稀有金属、稀土金属、稀散金属合称“三稀”金属。当然,分类标准有多种。广义上的有色金属是指黑色金属以外的所有金属,包括上表中的有色金属、贵金属和“三稀”金属。有的分类把钒、钛看作有色金属,有的把钪作为稀土金属。值得注意的是,上述59种金属中,并没有稀土元素钷(Pm,原子序数61)。 3、非金属矿产 《细则》中非金属矿产共有92种,加上2000年新增的辉长岩、辉石岩、正长岩,共有95种。非金属矿产主要有两种分类方法。一是按用途来分,二是按成分来分。按用途分如下表: 注:这里的矿种有的是亚矿种,就是172个矿种下的再细分 考虑到非金属矿产的用途越来越多,按用途分类存在着不足之处。例如,某些白云岩可用于冶金、化肥、建筑等多个领域。有一种按成分分类的方法,如下表:

中国金属矿产资源概况

中国金属矿产资源概况 中国金属矿产资源品种齐全,储量丰富,分布广泛。已探明储量的矿产有54种。即;铁矿、锰矿、铬矿、钛矿、钒矿、铜矿、铅矿、锌矿、铝土矿、镁矿、镍矿、钴矿、钨矿、锡矿、铋矿、钼矿、汞矿、锑矿、铂族金属(铂矿、钯矿、铱矿、铑矿、锇矿、钌矿)、金矿、银矿、铌矿、钽矿、铍矿、锂矿、锆矿、锶矿、铷矿、铯矿、稀土元素(钇矿、钆矿、铽矿、镝矿、铈矿、镧矿、镨矿、钕矿、钐矿、铕矿)、锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、铪矿、铼矿、镉矿、钪矿、硒矿、碲矿。各种矿产的地质工作程度不一,其资源丰度也不尽相同。有的资源比较丰富,如钨、钼、锡、锑、汞、钒、铁、稀土、铅、锌、铜、铁等;有的则明显不足,如铬矿。 铁矿 中国是铁矿资源总量丰富、矿石含铁品位较低的一个国家。目前已探明储量的矿区有1834处,总保有储量矿石463亿吨,居世界第5位。除上海市、香港特别行政区外,铁矿在全国各地均有分布,以东北、华北地区资源为最丰富,西南、中南地区次之。就省(区)而言,探明储量辽宁位居榜首,河北、四川、山西、安徽、云南、内蒙古次之。中国铁矿以贫矿为主,富铁矿较少,富矿石保有储量在总储量中占2.53%,仅见于海南石碌和湖北大冶等地。从铁矿成因类型来看,根据程裕淇和赵一鸣等的意见,主要有与铁质基性、超基性岩浆侵入活动有关的岩浆型铁矿床,如四川攀枝花铁矿床,与中酸性(包括偏基性与偏碱性)岩浆侵入活动有关的接触交代-热液铁矿床,如湖北大冶、福建马坑、内蒙古黄岗等;与中性钠质或偏钠质火山-侵入活动有关的铁矿,如江苏、安徽两省的宁芜铁矿、云南大红山铁矿等;沉积型赤铁矿和菱铁矿床如鄂西、赣西、湘东地区的赤铁矿;变质沉积铁矿,如鞍山铁矿、冀东铁矿等;风化淋滤残积型铁矿,如广东大宝山、贵州观音山等。铁矿成因类型以分布于东北、华北地区的变质-沉积磁铁矿为最重要。该类型铁矿含铁量虽低(35%左右),但储量大,约占全国总储量的一半,且可选性能良好,经选矿后可以获得含铁65%以上的精矿。从成矿时代看,自元古宙至新生代均有铁矿形成,但以元古宙力量重要。 锰矿 中国锰矿资源较多,分布广泛,在全国21个省(区)均有产出;有探明储量的矿区213处,总保有储量矿石5.66亿吨,居世界第3位。中国富锰矿较少,在保有储量中仅占6.4%。从地区分布看,以广西、湖南为最丰富,占全国总储量的55%;贵州、云南、辽宁、四川等地次之。从矿床成因类型来看,以沉积型锰矿为主,如广西下雷锰矿、贵州遵义锰矿、湖南湘潭锰矿、辽宁瓦房子锰矿、江西乐平锰矿等;其次为火山-沉积矿床,如新疆莫托沙拉铁锰矿床;受变质矿床,如四川虎牙锰矿等;热液改造锰矿床,如湖南玛璃山锰矿;表生锰矿床,如广西钦州锰矿。从成矿时代来看,自元古宙至第四纪均有锰矿形成,以震旦纪和泥盆组为最重要。 铬矿 中国铬矿资源比较贫乏,按可满足需求的程度看,属短缺资源。总保有储量矿石1078万吨,

我国石墨资源及储量

我国石墨资源及储量 我国石墨矿山资源丰富。石墨成形地质条件好、分布广泛,储量大、质量好,是我国有优势的矿产之一。据统计,1991年全国已探明晶质石墨矿物储量15692万吨,其中A+B+C级储量3729万吨,D级储量11963万吨;隐晶质石墨矿石储量4780万吨,其中A+B+C级储量2096万吨,D级储量2684万吨。 我国石墨矿石工业品位,晶质石墨不低于3%,隐晶质石墨不低于65%。晶质石墨矿石中,石墨矿物结晶良好,约有三分之一的矿床石墨中大鳞片含量比较高,少数矿床石墨细鳞片含量较高,并混有隐晶质石墨成分。晶质石墨矿石大多数属易选矿石,尤其是风化矿石更容易选。 我国晶质石墨矿床矿石大致分: 1、较低矿石品位(3-5%)的,占2%左右; 2、中等矿石品位(6-12%)的,占75%左右; 3、较高矿石品位(13-22%及<22%)的,占20%左右。 我国隐晶质矿床矿石品位一般较高,石墨含量65-80%的占80%左右,有的高达90%以上。 我国石墨资源分布广,目前已发现全国25个省、市、自治区有石墨矿点。晶质石墨矿主要分布在黑龙江、山东、内蒙、山西、河北五省,石墨保有储量占全国的90%。隐晶质石墨矿主要分布在湖南、吉林两省,石墨保有储量占全国的80%。 从我国已探明的石墨储量看,晶质石墨占68%左右,隐晶质石墨占32%左右。石墨产量约占世界总产量的45%左右。目前,我国石墨储量、产量及出口量均居世界之首,对国际石墨市场有较大影响 我国石墨产地矿石储量统计(参考) 晶质矿石产地 xx萝北县

xxxx xx、xx、xx xx xx、xx xx xx、xx、xx xx xx、xx 合计 总计储量(亿吨)6.3 3.6 1.5 4.0 0.5 0.5 1.0 0.3 0.2 18.00隐晶质矿石产地湖南省

石墨烯产业发展概况

石墨烯产业概况 一、概况 石墨烯是一种由碳原子以sp2 杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,厚度在一个纳米以下,最早是由诺贝尔奖获得者——英国曼彻斯特大学物理学家AndreGeim 和Konstantin Novoselov 用微机械剥离法从石墨中分离得到的。石墨烯具有非常良好的抗拉强度及透光、导电和导热性能,被誉为新世纪的“材料之王”。 近年来,石墨烯概念在全球受到追捧,各国政府、科研院所、企业和金融机构等都对此给予了较大关注。根据BCC Research 最新研究报告预测,2018 年全球石墨烯市场规模将达到1.95 亿美元,到2023 年将超过13 亿美元。中国石墨烯产业发展也较快,2015 年全国石墨烯市场规模约610 万美元,同比增长超过336%,初步统计2016 年已突破2000 万美元。然而在快速发展的同时,中国的石墨烯产业也饱受争议,业界有人质疑其将“沦为下一个光伏产业”,给产业的后续发展构成障碍。 二、中国石墨烯产业发展现状 由于技术进步和成本下降速度不够快的原因,目前中国的石墨烯行业还没有出现大规模产业化,政府的产业扶持政策体系也在完善过程中。但依据目前的市场需求预测,中国的石墨烯产业化将会在较短时间内取得突破。中国石墨烯产业技术创新战略联盟发布的2016 年数据显示,到2020 年,全球石墨烯市场规模将超过1000 亿元,新能源行业的锂电池和超级电容市场规模将突破534 亿元,其中中国占比50%~80%。 2.1 产业链发展现状 按照产品属性进行划分,石墨烯产业可分为上游、中游和下游三个部分。上游为石墨烯的原材料产业,包括石墨开采和烃类物质加工

等;中游是石墨烯的生产加工产业,包括石墨烯薄膜、石墨烯粉体等产品的加工等;下游是石墨烯的应用,主要包括半导体、柔性电子、生物医药、环保等领域。总体来看,石墨烯产业的上中下游发展程度不同。 2.1.1 石墨产业 上游的石墨等产业发展较为成熟。首先,资源储量较大。据中国地质调查局的报告,中国是世界第二大石墨资源国,石墨基础储量约占世界总储量的33%,已查明资源储量2.6×108t,预测资源潜力18.7×108t,主要分布在黑龙江、内蒙古和山东等省区。从产量来看,中国是世界第一大石墨生产国,2015 年全国石墨产量达到86×104t,占世界总产量的67.7%。目前国内有石墨矿山194 座,其中大型矿山40 座,中型19 座,小型135 座,主要分布在内蒙古、黑龙江、河北、山东、湖南及四川等地。 中国同时也是世界上最大的石墨出口国和消费国,2015 年出口量为25.1×104t,占世界贸易量的79.0%;消费量约为61.4×104t,占世界消费总量的53.4%。 2.1.2 石墨烯生产加工业 石墨烯生产加工是产业链的中游,目前中国从事石墨烯研发、生产和应用的相关企业数量超过400 家,约占全球石墨烯从业企业总量的3/4。典型的从业企业有江南石墨烯研究院、常州二维碳素科技有限公司、上海南江集团( 技术由中科院宁波材料所提供)、中科重庆绿色智能技术研究院等。在企业的地理分布上,北部以山东青岛为主,东部以江苏的常州、无锡为主,南部以广东省的深圳、东莞为主,在中西部地区和东北各省份有零星的石墨烯从业企业,但未形成产业集群。从企业类型上看,目前将石墨烯作为主营业务的企业有近70 家,其中包括石墨烯粉体相关企业50 多家,石墨烯薄膜相关企业近10 家。在石墨烯的生产技术方法上,采用微机械剥离法、化学气

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