我國(guó)天然石墨資源儲(chǔ)量豐富，長(zhǎng)期位居全球首位，產(chǎn)量也長(zhǎng)期穩(wěn)居世界第一，此外，我國(guó)還是全球最大的天然石墨消費(fèi)國(guó)。然而，多年來(lái)我國(guó)低價(jià)大量出口石墨初級(jí)產(chǎn)品、同時(shí)又大量高價(jià)進(jìn)口高附加值石墨產(chǎn)品的進(jìn)出口“倒掛”現(xiàn)象，卻讓石墨產(chǎn)業(yè)一直備受詬病。
若要改變徹底改變這種現(xiàn)狀，我國(guó)石墨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須要瞄準(zhǔn)前沿領(lǐng)域，彎道超速，方能后來(lái)居上。
三大“軟肋”掣肘行業(yè)發(fā)展
“2013年，巴西已經(jīng)超越中國(guó)成為世界第一大石墨資源國(guó)，我國(guó)正在喪失第一大石墨資源國(guó)的地位。”一直致力于石墨應(yīng)用研發(fā)的武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院教授張凌燕對(duì)此表達(dá)了自己的擔(dān)憂。
美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2014年2月公布的數(shù)據(jù)顯示，世界石墨資源儲(chǔ)量為13000萬(wàn)噸，其中中國(guó)的石墨資源儲(chǔ)量是5500萬(wàn)噸，位列巴西（5800萬(wàn)噸）之后，成為世界第二大石墨資源國(guó)。而在此之前的多年，中國(guó)一直是世界石墨資源儲(chǔ)量最大的國(guó)家。
除了資源儲(chǔ)量，石墨產(chǎn)量和消費(fèi)量也是衡量市場(chǎng)供求關(guān)系的兩個(gè)重要指標(biāo)。
據(jù)張凌燕教授介紹，2008年~2013年，世界天然石墨產(chǎn)量除2010年有明顯下降外，基本保持穩(wěn)定。我國(guó)石墨產(chǎn)量長(zhǎng)期穩(wěn)居世界第一，各年產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的70%，遠(yuǎn)多于其他國(guó)家。我國(guó)每年的石墨消費(fèi)量約為130萬(wàn)噸，占全球天然石墨消費(fèi)量的50%，也是全球最大的天然石墨消費(fèi)國(guó)。
對(duì)此，張凌燕教授進(jìn)一步分析，雖然我國(guó)石墨資源儲(chǔ)量仍然很大，但由于產(chǎn)量已占到了全球70%，消費(fèi)量也是位列全球各國(guó)之首。隨著我國(guó)石墨資源的消耗，以及其他國(guó)家找礦工作的深入開(kāi)展，越來(lái)越多的石墨礦床被發(fā)現(xiàn)，未來(lái)我國(guó)石墨資源占全球的比例或?qū)⒗^續(xù)縮小，屆時(shí)可能失去在世界上的話語(yǔ)權(quán)。
上述是宏觀的資源儲(chǔ)量、產(chǎn)量與消費(fèi)量三者間的關(guān)系，具體到某一類石墨資源或是產(chǎn)品又有差異。
據(jù)了解，天然石墨根據(jù)結(jié)晶形態(tài)不同分為晶質(zhì)石墨和隱晶質(zhì)石墨。隱晶質(zhì)石墨晶體直徑小于1微米，因?yàn)槠肺坏汀⒖蛇x性差，價(jià)格較為低廉，主要用于生產(chǎn)低端石墨產(chǎn)品，市場(chǎng)價(jià)值不如晶質(zhì)石墨。晶質(zhì)石墨的晶體直徑大于1微米，按其結(jié)晶形態(tài)，又分為致密塊狀石墨和鱗片石墨，致密塊狀石墨礦床很少，鱗片石墨是國(guó)內(nèi)外工業(yè)利用的主要石墨類型，其中鱗片尺寸越大，且大鱗片所占比例高，這樣的鱗片石墨礦價(jià)值越高。
相比其他類型石墨，大鱗片石墨資源最為緊缺。雖然我國(guó)石墨資源豐富，但已探明的大鱗片石墨資源并不多，因此一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，亦成為市場(chǎng)短板。
與巨大的市場(chǎng)需求缺口極不匹配的是，目前全球已探明的大鱗片石墨礦物量并不多，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2013年報(bào)告顯示，全球大鱗片石墨礦物量不足500萬(wàn)噸，其中馬達(dá)加斯加這樣的大鱗片石墨主產(chǎn)區(qū)也只有94萬(wàn)噸。因此，大鱗片石墨已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)甚至全球市場(chǎng)上爭(zhēng)奪的熱點(diǎn)，有的國(guó)家甚至將其列為重要的國(guó)家戰(zhàn)略物資，只進(jìn)不出。
在石墨產(chǎn)品進(jìn)出口方面，多年來(lái)，我國(guó)低價(jià)大量出口石墨初級(jí)產(chǎn)品的同時(shí)，大量高價(jià)進(jìn)口高附加值石墨產(chǎn)品，這也成為石墨行業(yè)的突出問(wèn)題。
我國(guó)生產(chǎn)的石墨制品絕大部分是初級(jí)產(chǎn)品，因?yàn)楫a(chǎn)能過(guò)剩，無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，壓制了價(jià)格，出口產(chǎn)品每噸價(jià)格不及3000元，而進(jìn)口的高附加值石墨產(chǎn)品每噸價(jià)格高達(dá)50多萬(wàn)元，價(jià)格相差100多倍，這成為石墨產(chǎn)業(yè)慘遭口誅筆伐的“經(jīng)典事例”。我國(guó)石墨產(chǎn)品懸殊的進(jìn)出口價(jià)格，意味著石墨資源的低價(jià)流失，蒙受巨大損失。究其原因，既有國(guó)外對(duì)我國(guó)實(shí)行石墨加工技術(shù)封鎖，也有我國(guó)尚沒(méi)有攻破關(guān)鍵技術(shù)的癥結(jié)。
在我國(guó)大量出口石墨初級(jí)產(chǎn)品的同時(shí)，美、日、韓等發(fā)達(dá)國(guó)家卻早把石墨列為國(guó)家戰(zhàn)略資源，嚴(yán)控開(kāi)采，以采代購(gòu)。
超大型石墨礦一鳴驚人
產(chǎn)業(yè)升級(jí)是化解危機(jī)的根本途徑，但前提條件還是資源的保障，充足、質(zhì)優(yōu)的資源是產(chǎn)業(yè)升級(jí)的強(qiáng)大后盾。
去年，我國(guó)在內(nèi)蒙古阿拉善發(fā)現(xiàn)一處超大型大鱗片石墨礦——查汗木胡魯石墨礦，目前已探明石墨資源總量1.3億噸，約占全球可采儲(chǔ)量的7.3%，平均品位5.45%，并已取得內(nèi)蒙古國(guó)土資源廳礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審備案，這意味著其儲(chǔ)量得到官方認(rèn)可，也就是算數(shù)的資源儲(chǔ)量。
該礦大鱗片石墨礦物量多達(dá)703萬(wàn)噸，相當(dāng)于7個(gè)馬達(dá)加斯加大鱗片石墨主產(chǎn)區(qū)的資源量。石墨鱗片的大小以“目”為衡量單位，目數(shù)越小，鱗片尺寸越大，俗稱為大鱗片，反之則稱為“小鱗片”或“細(xì)鱗片”。經(jīng)巖礦鑒定，查汗木胡魯?shù)V全礦區(qū)石墨片度大于正100目以上的占到99.8%，進(jìn)一步的選礦試驗(yàn)顯示，浮選精礦正100目的產(chǎn)率達(dá)到61%，而國(guó)內(nèi)其他多數(shù)石墨礦的這一比例普遍僅為30%至40%，雖然個(gè)別石墨礦能達(dá)到50%的比例，但儲(chǔ)量小，和查汗木胡魯石墨礦的儲(chǔ)量相比，完全不在一個(gè)等量級(jí)，這樣高品位超大規(guī)模的資源儲(chǔ)量在國(guó)內(nèi)乃至世界尚屬罕見(jiàn)。
參與礦區(qū)項(xiàng)目論證的專家們認(rèn)為，該礦不僅儲(chǔ)量大，而且大鱗片石墨所占比例高，不僅彌補(bǔ)了我國(guó)大鱗片石墨資源的不足，也是全球少數(shù)可以進(jìn)行石墨全產(chǎn)業(yè)鏈與深加工的石墨資源。
令人欣慰的是，由于查汗木胡魯石墨礦的發(fā)現(xiàn)，我國(guó)不僅重新奪回全球石墨資源儲(chǔ)量第一的地位，而且改寫(xiě)了我國(guó)石墨資源分布格局，甚至直接影響到全球石墨資源格局，對(duì)石墨產(chǎn)業(yè)的供需再平衡將發(fā)揮重要作用。
石墨烯：產(chǎn)業(yè)升級(jí)的“加速器”
天然石墨除應(yīng)用于鋼材、冶金、耐火等傳統(tǒng)行業(yè)外，近幾年作為一種戰(zhàn)略性資源也廣泛應(yīng)用于軍工、航天、電子、核電等多個(gè)領(lǐng)域。
記者了解到，雖然現(xiàn)在已經(jīng)能制備人造石墨，但因?yàn)槿嗽焓慕Y(jié)晶成熟度遠(yuǎn)達(dá)不到天然石墨的水平，目前只能替代小鱗片石墨，尚不能替代大鱗片石墨，因此大鱗片石墨在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用有著舉足輕重的地位。
天然石墨另一個(gè)最具前景的應(yīng)用領(lǐng)域是石墨烯。石墨烯目前是世界上最薄的材料，只有一個(gè)原子的厚度，卻比最好的鋼材堅(jiān)韌百倍，而且導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性也遠(yuǎn)超其他材料，幾乎完全透明，又有很好的彈性，其無(wú)可比擬的材料性能堪稱完美，因此被稱為“新材料之王”。未來(lái)，石墨烯一旦實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用技術(shù)突破，應(yīng)用前景廣闊，無(wú)可限量，能撬動(dòng)千億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
我國(guó)要從根本上化解石墨產(chǎn)業(yè)危機(jī)，必須要緊抓石墨烯這個(gè)重大發(fā)展機(jī)遇，彎道超車，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
據(jù)國(guó)家非金屬礦深加工工程技術(shù)研究中心王學(xué)群教授介紹，制備石墨烯的原料有大磷片石墨和細(xì)磷片石墨兩種，雖然兩者都能制備石墨烯，但工藝路徑不同，大磷片石墨的制備流程只有三段，而細(xì)磷片的制備流程有五段，前者流程簡(jiǎn)化，工藝更優(yōu)。相對(duì)細(xì)磷片石墨，大磷片石墨更容易制成石墨烯，制作成本也更低，優(yōu)勢(shì)明顯。大鱗片石墨不僅是生產(chǎn)高端精密器件的基礎(chǔ)性原料，也是制備石墨烯的上佳原料。
據(jù)悉，此次發(fā)現(xiàn)的查汗木胡魯石墨礦全部可實(shí)現(xiàn)露天開(kāi)采，礦石易選，只要?jiǎng)冸x很薄的一層即能選取，礦石剝離量比同類礦山少20%，開(kāi)采技術(shù)條件要求較為簡(jiǎn)單，開(kāi)采成本低，且交通便利，加之大鱗片占比高，完全能成為我國(guó)制備石墨烯的“大糧倉(cāng)”。
產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)國(guó)家政策支持。
2015年11月30日，工信部、發(fā)改委、科技部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見(jiàn)》，提出到2020年，形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和低成本化，指明要將石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。該意見(jiàn)指出，要抓住機(jī)遇培育壯大石墨烯產(chǎn)業(yè)，把石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。同時(shí)提出了“四個(gè)推進(jìn)”，即推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新；推進(jìn)首批次產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范；推進(jìn)產(chǎn)業(yè)綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展；推進(jìn)拓展應(yīng)用領(lǐng)域。
今年伊始，工信部批準(zhǔn)組建石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟，批復(fù)指出，加快石墨材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和構(gòu)建完善石墨上下游產(chǎn)業(yè)鏈，縮短下游產(chǎn)業(yè)所需的石墨新材料研制開(kāi)發(fā)、投入使用、進(jìn)入市場(chǎng)的周期。
隨著國(guó)家一系列石墨烯產(chǎn)業(yè)政策的落地，石墨烯產(chǎn)業(yè)將由高科技研發(fā)逐步轉(zhuǎn)入應(yīng)用推廣，石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)入提速階段。