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五矿化工进出口商会发布报告：石墨正在蜕变为黑色黄金 |
导读：2012年世界产量为130万吨，其中中国约为80万吨。全球天然石墨年消费量为约130万吨。结晶质鳞片石墨及鳞片粉尘石墨主要供应来源为中国、加拿大和马达加斯加等。石墨的主要用途为：钢铁业、耐火材料、铅笔、核反应堆，用于轿车生产各种配件材料以及高尔夫球杆等。特别是一旦电动车起飞，用于锂离子电池材料石墨市场前景将更加令人振奋。
一、供需紧缺刺激价格上涨
总部位于加拿大的国联证券公司分析家基里尔. 穆格曼前不久发表报告指出，价格的迅猛上涨正在逐渐引起矿产业对石墨的兴趣。据认为，石墨正在猛冲向黑色的黄金。但是长期以来，石墨仅被认为是广泛用于各种工业的一种原材料。而且由于其数量非常少，因此不被人们所重视。只是近几年来石墨价格的快速上涨，毫无疑问引起了业界强烈兴趣。但是目前可获得的石墨信息数据极少。
根据未来国际石墨供需关系变化估计，除了中国和印度以外,到2020年,为了满足需求增长，最少也将有4座石墨矿，最多23座矿需要建成投入生产。石墨的价格也同其它多数工业金属一样，基于一个共同的标价由买卖双方直接洽谈成交。价格主要参数取决于石墨层片规格大小和纯度。各种不同的参数决定着石墨价格的范围。
工业界天然石墨纯度标准为含碳94-97%。在恒定纯度情况下，层片规格增加可逐渐提高产品的溢价。同时当纯度下降，而层片规格相同的情况下将引起价格明显下跌。纯度提高或者产品形态变化比如球形或膨胀石墨价格为非普通报供，但是已知的价格高达每吨逾20000美元。从上个世纪90年代初期到2005年，受中国低成本生产的影响，市场价格明显偏低，仅为每吨不足1000美元。之后由于来自绿色科技工艺部门需求的强劲，出口控制，更严格的环保法规，许多矿濒临枯竭，能源价格上升以及运输成本提高等因素都刺激石墨价格攀升。
二、石墨的利用及需求
石墨的主要用途是钢铁和耐火工业，约占全球总产量的逾40%。其次是润滑剂、膨胀石墨应用及碳素产品等。但是增长最快的领域则是能源应用。在许多新浮现出的应用方面，估计未来将排除工程技术部门，主要原因是高成本或者由于出现更优质的合成材料。天然石墨和合成石墨之间交错应用主要还是由价格和纯度决定的。
合成石墨的传导性能比天然石墨差，而且明显昂贵。它可以设计出所需精确规格完成各种类型中的一个。主要品种包括：原始99.9%纯度合成石墨是在电炉中煅烧石油焦和煤焦沥青制作。主要用途为电极和碳刷；再生粉状或者废旧合成石墨生产来自于加热煅烧石油沥青，主要用于耐火材料等；以及纤维生产来自于有机材料比如人造丝，煤焦沥青及其它合成有机聚合物树脂，主要用于绝缘和作为聚合合成材料增强剂。
另一方面，天然石墨可以通过增强热量和化学性能的提高，从而在同样的规格条件下提升等级。上个世纪90年代中国采用低成本化工提纯方法，但是在西方国家看来这种方法并不经济。之后处理和纯化得到改进，而且呈现出设计高纯大片石墨要求欠纯化。天然石墨还有另一优势，可以加工成其它形状比如圆球形及膨胀石墨。这些形状变化的石墨性能，使其更能适应特殊和具体的需要。
随着上述石墨加工处理及应用的改进，预计未来合成石墨和天然石墨之间相互利用将进一步增强。球形层片状石墨（SFG）的生产来自于矿产片状石墨转化成圆球状。由于天然石墨晶体较强异向性，也就意味着其特性的变化从一方面转向另一方面。加工处理需要根据应用晶体基平面的特性有利于有关晶体边缘，或反之亦然。特别重要的是能源储备的应用，比如锂离子电池、石墨用于阳极材料。
SFG的生产方法已经完全形成，采用矿业操作可以提高产品价值。但是操作不当有可能破坏30-70%的层片规模，成为低价值的小规格碎片。由此可见，损失率估计是肯定的。膨胀石墨或者剥离石墨生产是通过化工处理迫使石墨层片分离，相应使数量扩大，像手风琴式的样子。在膨胀石墨情况下，它经常压轧成扁平形状，或者其它机制加工，为使用作准备。
石墨在燃料电池、锂离子和其它各种电池，以及光电太阳能电池业需求增长最为强劲。该业目前仍在发展中，相应其原材料及复合物同样高度多元化。国联证券研究显示，石墨大量用于锂离子电池阳极，各种基于阴极和阳极化合物、能源，基于这些因素，一件轻型车电池将需消费多于锂金属20倍的石墨，或者少说也需要5-10倍。
目前许多厂家正在研究并开发试验石墨硅酸盐聚合物，各种球型石墨混合料，清洁及其它材料等。预计今后几年随着标准的采用通过，燃料电池的发展以及电动、混合和插电式汽车需求的增长，在电池、能源储备工业等石墨的参数波动明显。
在早期的核电工业，石墨作为反应堆主要组成部分之一，在核控制棒用作为减速器。在这个特殊应用方面需要高纯石墨，所以首选支配材料为合成石墨。第4代核反应堆例如球形床反应堆预计能够利用合成及天然石墨。反应堆燃料是氧化铀质子，被由天然和合成石墨机制的球形石墨嵌入的合成石墨涂层。精确的比率难以估计，因为仅示范反应堆仍在中国开发。业界估计，在25%-75%之间石墨为天然石墨，其余则为合成石墨。估计中国初期示范球床模块式高温气冷堆核电站（HTR-PM）投产后，天然石墨总数量将多达200吨，而且每次燃料球状石墨更新时还将追加40-70吨。
追加需求增长的为石墨单原子层（石墨烯），在一蜂窝网格石墨鳞片状堆聚在一起时安排一原子厚的碳层。在近10年之前的实验室里首次生产。当时在大学里和私人实验室该材料的研究成为了热门题目。
石墨具有的一系列独特性能，显示出其潜在的广泛用途。比如晶体管、高灵敏传感器、触摸屏的透明导电薄膜显示器、更具效益的太阳能电池以及能源储存部件中的电极等。而且IBM已制造出简易的基于石墨烯的集成电路系统。与此同时，三星公司也已试验出石墨烯灵便显示器，推测也是基于石墨。其中影响所有这些应用并成为主要障碍之一的就是大规模石墨烯生产缺乏经济的可行性。
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