石墨矿产分布及应用20160426

石墨矿产分布及应用

一、 石墨简介

石墨是一种结晶形碳。在工业上，根据石墨结晶形态不同，可分为晶质石墨和隐晶质石墨。石墨因特殊结构，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，石墨应用范围广泛，国际曾有专家预言"20世纪是硅的世纪，21世纪将是碳的世纪" 。 二、 全球石墨资源状况

（一） 石墨分布

据美国国家地质局（2013年）发布的全球矿产统计数据： 截至2012年底，全球天然石墨累计探明储量为7700万吨，主要集中在中国、印度、墨西哥、马达加斯加四国，占全球储量的90.97%。从分布情况来看，石墨资源主要分布在亚洲地区。其中，中国的石墨资源最为丰富，其储量为5500万吨，占全球石墨探明储量的71.43%。

2012年全球探明石墨储量统计表

2008-2012年全球主要国家石墨产量

河南、内蒙古，共占全国石墨矿保有储量的89%。其中，黑龙江省晶质石墨矿保有储量占全国保有储量的64%，排全国第一。黑龙江东部地区为中国晶质石墨最大的蕴藏区，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。我国隐

晶质石墨矿保有储量527万吨，资源储量约3500万吨。隐晶质石墨矿主要分布于湖南省，占全国隐晶质石墨保有储量的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。据相关统计，2012年我国有石墨矿山企业194个，大型40个，中型19个，小型135个。 下图我国石墨矿(大、中矿) 资源大致分布图

2015年，我国在内蒙古阿拉善发现一处超大型大鳞片石墨矿——查汗木胡鲁石墨矿，目前已探明石墨资源总量1.3亿吨，约占全球可采储量的7.3%，平均品位5.45%。该矿大鳞片石墨矿物量多达703万吨，相当于7个马达加斯加大鳞片石墨主产区的资源量。由于查汗木胡鲁石墨矿的发现，我国重新夺回全球石墨资源储量第一的地位。

（二） 石墨产量

长期以来，中国一直是世界最大的石墨生产国。根据USGS 统计资料，2006-2012年中国石墨产量保持在75万-80万左右，占世界总产量的70%左右。但据了解，实际上中国的石墨产量远大于这个数，详细数据参考下表。

2006-2012年中国天然石墨年产量

四、 石墨用途

（一） 石墨特性

1、耐高温：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，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：石墨的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。

3、润滑性：石墨的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、可塑性：石墨的韧性好，可年成很薄的薄片。 5、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。

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。

（二） 石墨主要用途 1、耐火材料

石墨能耐高温和有较好的高温强度，被广泛应用在耐火砖、坩锅、连续铸造粉、铸模芯、铸模洗涤剂和耐高温材料等。

2、炼钢

石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围很广，包括人造石墨，石油焦，冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。

3、作导电材料

石墨在电气工业中广泛用来作电极，电刷，碳棒，碳管，水银整流器的正极，石墨垫圈，电话零件，电视机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金钢，铁合金时，大量使用石墨电极。电气工业中所使用的石墨，对粒度和品位要求很高。

4、作耐磨和润滑材料

石墨在机械工业中常作润滑剂。润滑油往往不能在高速，高温，高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在一200℃到+2000℃温度并在很高的滑动速度下(100m/s)不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞环，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。

5、作耐腐蚀材料

石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀，导热性好，渗透率低等特点，被广泛用于制作热交换器，反应槽，凝缩器，燃烧塔，吸收塔，冷却器，加热器，过滤器，

泵等设备。这些设备用于石油化工，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。

6、用于原子能工业和国防工业

石墨具有良好的中子减速性能，最早作为减速剂用于原子反应堆中，" 铀一石墨" 反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。

7、作防垢防锈材料。

石墨能防止锅炉结垢。有试验表明，在水中加入一定量的石墨粉，能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐和防锈。

8、石墨新用途：1）柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外, 还具有特殊的柔性和弹性。因此, 是一种理想的密封材料, 广泛用于石油化工, 原子能等工业领域, 国际市场需求量逐年增长；2）制作半金属摩擦材料。半金属摩擦材料是将石墨和金属粉, 钢纤维, 陶土粉用合成树脂粘结而成，主要可用于高速设备, 如飞机, 卡车以及越野车的制动装置和离合器片。

（三） 石墨市场

1、世界石墨消费结构大体为：耐火材料占26%，铸造占15%，润滑剂占14%，制动衬片占13%，铅笔占7%，其他碳刷、电池、膨胀石墨等占25%。未来随着钢铁、石油、化工、机械、轻工等

传统产业结构不断优化升级，石墨产业将保持较好的增长势头。

2、目前，我国每年消费石墨约130万吨，以耐火材料和钢铁工业消费为主，共占约42%，电池、膨胀石墨等约占23%，润滑剂、铸造等约占12%，制动衬片、石墨制品等约占10%，铅笔等约占6%，军工、原子能、航空航天等约占7%。我国在石墨功能材料生产与应用领域与发达国家差距明显，特别是氟化石墨、高纯石墨、石墨电池等领域。另外，隐晶质石墨低端化应用严重，约50%的产量以煤的形式用作了燃料。

(四) 石墨前景

天然石墨除应用于钢材、冶金、耐火等传统行业外，近几 年作为一种战略性资源也广泛应用于军工、航天、电子、核电等多个领域。天然石墨另一个最具前景的应用领域是石墨烯。石墨烯目前是世界上最薄的材料，只有一个原子的厚度，却比最好的钢材坚韧百倍，而且导电性、导热性也远超其他材料，几乎完全透明，又有很好的弹性，其无可比拟的材料性能堪称完美，因此被称为“新材料之王”。未来，石墨烯一旦实现产业化应用技术突破，应用前景广阔，无可限量，能撬动千亿元的产业规模。 五、 石墨市场价格

石墨分为晶质石墨和非晶质石墨，不同类型的石墨其价格 不一，且同类型但不同规格（含碳量/目数）其价格也不同。 （一）国际石墨价格

下表是2008年-2011年国际市场天然石墨的价格。

国际石墨市场价格 （单位：到岸价 美元/吨）

（二）国内石墨价格

据有关数据显示，2011年前，国内天然石墨产量最大的初级产品石墨粉价格已经达到6000元/吨左右，2011年则达到6700元/吨，但由于耐火材料的石墨用量逐年下降，且受到中国廉价石墨产品的冲击，石墨的价格近年有所下降。2013年-2014年国内天然石墨市场弱势，产品价格处于低位，市场供应量有所下滑。 下表是2013-2014年国内石墨价格。

2013年-2014年国内石墨市场价格

（三）石墨出口价格

我国天然石墨长期无序的开采，造成初级石墨产品产能过剩。由于国内多数矿企未掌握石墨深加工的核心技术，为缓解经营压力，大量出口初级石墨产品。多年来，中国一直是初级天然石墨的最大出口国，每年出口总量占世界总出口量的50%左右, 主要出口到美国、日本、德国等发达国家。

发达国家则利用其在石墨深加工产品上的技术优势，则对天然石墨实行“以购代采”的战略，并且进行技术封锁。我国石墨的出口价格长期保持在每吨3000-4000元人民币之间，但经国外加工提纯再进口至中国，价格便成了10万到20万元人民币每吨。

根据相关数据统计，2014年1-12月国内天然鳞片石墨进出口价格仍然明显不对等，全年出口均价为850美元/吨，进口均价为1280美元/吨，相差430美元/吨，进出口价格差仍较为明显。

六、 附录（1996年我国石墨矿产资源分布情况）

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。各地区保有石墨矿产资源概况如下：

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，保有晶质石墨矿物储量B+C+D级109万t ，均可供选择利用。 吉林省是中国隐晶质石墨矿较主要的蕴藏区和当前微晶石墨主要产区。磐石县烟筒山中型隐晶质石墨矿已开采利用70余年，是中国生产微晶石墨的著名矿山之一；敦化市东大崴子小型矿，矿石品位低，近期难以利用，两矿共计保有隐晶质石墨矿石储量499万t 。此外，在黑龙江省铁力市神树小白河有一小型隐晶质石墨矿，可供边采边探。

3. 华东地区

保有晶质石墨矿产地16处(大型矿6处、中型矿6处、小型矿4处) ，共计保有B+C+D级晶质石墨矿物储量1600万t 。主要分布于山东省，是中国晶质石墨矿的主要蕴藏区和当前鳞片石墨主要

产区之一。石墨矿集中于胶东地区的平度、莱西、莱阳以及文登、牟平一带，已发现石墨产地数十处，估计资源量可有三四千万吨。已经勘查的石墨矿产地13处(大型矿5处、中型矿5处、小型矿3处) ，共计保有晶质石墨矿物储量1311万t 。莱西县南墅石墨矿包括岳石和刘家庄2个大型矿，已开采利用50余年，是中国著名的鳞片石墨生产矿山之一，邻近的北墅大型石墨矿也已开采30余年，均以产出优质大鳞片石墨而著称；平度市刘戈庄大型矿、平度市明村和牟平县徐村2个中型矿及莱阳市大梁口和山前夼2个小型矿均已利用；还有平度市刘家寨大型矿、平度市张舍和文登市臧格庄2个中型矿及牟平县新添堡等小型矿均可供选择利用，形成以南墅为中心的中国鳞片石墨生产基地之一。 此外，江西省金溪县峡山大型晶质石墨矿(保有矿物储量218万t) ；福建省建阳县岭根墙中型晶质石墨矿(保有矿物储量54万t) 可供选择利用；安徽省怀宁县横山小型晶质石墨矿(保有矿物储量17万t) 可供进一步工作。

4. 中南地区

保有石墨矿产地18处。其中：晶质石墨矿12处(大型矿3处、中型矿4处、小型矿5处) ，共计保有晶质石墨矿物储量B+C+D级977万t ，主要分布于河南省，在湖北、海南、广东省也有产出；隐晶质石墨矿6处(大型矿1处、中型矿3处、小型矿2处) ，共计保有隐晶质石墨矿石储量B+C+D级3726万t ，主要分布于湖南省，在广东省有少量产出。

河南省是中国晶质石墨主要蕴藏区之一。石墨矿集中分布于其西部的灵宝、卢氏、西峡、淅川、镇平一带，估计资源量可达一二千万吨。已勘查的3处大型矿共计保有晶质石墨矿物储量746万t ，其中：西峡县横岭矿已利用，淅川县小陡岭及镇平县小岔沟两矿可供选择利用。还有灵宝石墨矿也已开采多年，其规模可达中型。此外：湖北省保有晶质石墨矿物储量156万t ，主要分布在宜昌县，三岔垭中型矿已利用，谭家河、二郎庙2处中型矿及广水市芦花湾小型矿可供选择利用，兴山县东冲河小型矿近期不宜进一步工作；海南省保有晶质石墨矿物储量58万t ，琼海市烟塘小型矿已利用，曾经开采的琼海县伍园中型矿及乐东县俄文岭小型矿可供选择利用；广东省吴川市梅蓬小型石墨矿保有晶质石墨矿物储量17万t ，曾经开采，现已停采。 湖南省是中国隐晶质石墨矿最主要的蕴藏区和微晶石墨最主要的产区，保有隐晶质石墨矿石储量B+C+D级3375万t 。位于湘南的郴州市鲁塘中型石墨矿已开采利用60余年，是中国生产微晶石墨最著名的矿山。其深部远景资源可观，预测可达二三千万吨，其西北部的桂阳荷叶分布有目前中国唯一的大型隐晶质石墨矿，以及位于湘中的冷水江三尖隐中型矿，均已开始利用，形成以鲁塘为中心的中国微晶石墨生产基地。此外，广东省保有隐晶质石墨矿石储量351万t 。其中：佛冈县铜溪水窿尾小型矿已利用，附近的水头小型矿已闭坑，连平县梅洞中型矿可供选择利用。

5. 西南地区

保有晶质石墨矿产地6处(大型矿3处、中型矿2处、小型矿1处) ，共计保有晶质石墨矿物储量B+C+D级2110万t 。主要分布于四川省，在云南省和西藏自治区也有产出。

四川省是中国晶质石墨主要的蕴藏区之一，保有晶质石墨矿物储量B+C+D级1622万t 。位于川北的南江县坪河中型石墨矿已开采利用七八十年，邻近的向阳坡小型石墨矿也已利用。川西南攀枝花市中坝石墨的规模特大，可供选择利用，其周围具有良好的成矿条件，蕴藏着可观的资源。此外，云南省南部元阳县棕皮寨中型矿已利用，昆明市以西牟定县戍街大型矿可供选择利用，共计保有晶质石墨矿物储量244万t 。西藏自治区东部靠近四川的左贡县大型石墨矿，保有晶质石墨矿物储量244万t ，矿区远景资源量大，但因开采和交通条件差，近期难以利用。

6. 西北地区

保有石墨矿产地13处。其中：晶质石墨矿11处(大型矿2处、中型矿4处、小型矿5处) ，共计保有晶质石墨矿物储量B+C+D级454万t ，主要分布于陕西省，在甘肃省和新疆自治区也有少量产出；隐晶质石墨矿2处(中、小型矿各1处) ，共计保有隐晶质石墨矿石储量C+D级227万t ，分布于陕西省。

陕西省是西北地区石墨矿分布相对较多的蕴藏区。保有晶质石墨矿物储量368万t ，其中：西安市崇阳沟和洋县铁河大安沟2处大型矿，丹凤县庾家河和大西沟碾子坪2处中型矿，可供选择利用；长安县大峪五里庙和扯袍峪、潼关县善车峪和东桐峪4处小

型矿可供进一步工作或边采边探。保有隐晶质石墨矿中，眉县铜峪中型矿已开采利用60多年，户县涝峪银洞沟小型矿曾经开采，可继续利用。此外，甘肃省保有晶质石墨矿物储量62万t ，位于武威市东北的民勤县唐家鄂博山中型矿可供选择利用，安西县红柳河西-水沟子小型矿近期不宜进一步工作；新疆自治区保有晶质石墨矿物储量24万t ，分布于奇台县苏吉泉中型矿中，可供选择利用。