我国石墨资源开发利用现状分析

我国石墨资源开发利用现状分析

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焦丽香1，高树学1，郭加朋2，陈正国3，颜玲亚1，陈军元3，

欧阳友和1，于海军3，刘艳飞1，周　雯1

(1.中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南　250100；2.山东省国土资源资料档案馆，山东 济南　

250014；3.中国建筑材料工业地质勘查中心，北京　100035)

【摘　要】石墨一直是现代工业与军工发展不可或缺的重要矿产资源。2018年天然石墨产量较2017年增长超过15%，价格延续2017年上涨走势。面对国民经济和高新产业发展对晶质石墨资源的巨大需求，有必要对我国近年来石墨资源现状及消费利用情况进行梳理分析。本文通过实地调研主要石墨矿山，收集我国石墨资源储量、产量、消费量、初级产品及深加工产品贸易量等方面的数据资料，对我国石墨资源勘查程度、开发利用、消费结构、产业需求量等情况进行现状分析，展望未来石墨行业开发利用前景和发展趋势。

【关键词】石墨资源；勘查程度；生产现状；贸易消费；开发利用

【中图分类号】P619.252；F746　　　【文献标识码】A　　　　【文章编号】1007-9386(2019)S1-0001-06

Analysis on the Current Situation of Graphite Resources Development and

Utilization in China

JIAO Li-xiang1, GAO Shu-xue1, GUO Jia-peng2, CHEN Zheng-guo3, YAN Ling-ya1, CHEN Jun-yuan3, OUYANG You-he1,

YU Hai-jun3, LIU Yan-fei1, ZHOU Wen1

(1. Shandong Branch of China National Geological Exploration Center of Building Materials Industry, Jinan 250100, China;2. Shandong Provincial Archives of Land and Resources, Jinan 250014, China; 3. China National Geological Exploration Center of

Building Materials Industry, Beijing 100035, China)

Abstract: Graphite has always been an indispensable strategic resource for modern industry and military development. Naturalgraphite production in 2018 was up more than 15 percent from 2017, and prices continued their 2017 upward trend. In the face of thegreat demand of national economy and high-tech industry development for crystalline graphite resources, it is necessary to analyze thecurrent situation of graphite resources and consumption in China in recent years. In this paper, through field investigation of graphitemines, collecting data on the reserves, production, consumption, trade volume of primary products and deep-processed products ofgraphite resources in China, the status quo of exploration degree, development and utilization, consumption structure and industrialdemand of graphite resources in China are analyzed, and the prospect and development trend of development and utilization ofgraphite industry are prospected.

Key words: graphite resources; exploration degree;production status; trade consumption; development and utilization

1　引言

石墨是支撑未来战略性新兴产业发展的重要矿产资源，我国非常重视石墨资源的保护、开发和利用。国家“十三五”发展规划将石墨材料列为新材料发展战略重点，《全国矿产资源规划(2016-2020年)》[1]将晶质石墨列入战略性矿产名录，《找矿突破战略行动总体方案(2016)》中明确加大战略新兴产业所需矿产勘查，将石墨纳入勘查重点矿种。《国家创新驱动发展战略纲要》[2]，提出要开发氢能、燃料电池等新一代能源技术，发挥纳米、石墨烯等技术对新材料产业发展的引领作用。国家统计局《战略性新兴产业分类(2018)》将石墨及碳素制品纳入新一代信息技术中

1

[3]

的电子核心产业、前沿新材料、新能源产业、节能、密封、保温材料、新能源材料制造等多个领域，进一步凸显了石墨的重要性。世界主要工业发达国家相继出台了有关石墨发展的产业政策，将石墨作为关键矿产或战略性矿产。2018年我国天然石墨出口量、产量居世界第一，进口量居世界第二，在全球有着不可替代的地位。

2　我国石墨资源概况

石墨分为晶质石墨和隐晶质石墨两类。截至2018年[4]，查明石墨资源储量5.37亿t，其中晶质石

【基金项目】中国地质调查局“中西部地区晶质石墨等特种非金属矿产调查”项目(编号：DD2016058)。

2019年增刊1 　中国非金属矿工业导刊 总第138期墨(矿物量)4.37亿t，占81.33%；隐晶质石墨(矿石量)1亿t，占18.67%。自2005年以来，我国石墨资源储量总体呈上升趋势(图1)，尤其是近几年资源量快速增长。

6资源储量/亿t54321

2006200820092010201120122013201420152016201720180

9.46%；广东383.85万t，占3.82%2.2 近两年石墨资源量新增情况

2010年以来我国晶质石墨勘查取得了重大进展，晶质石墨查明资源储量持续增长。2018年全国晶质石墨新增查明资源储量为5 497.3万t，与2010年相比，增长了136.6%。2017～2018年黑龙江为新增查明资源储量最多的省份，两年内新增资源储量8 145.6万t，其次有河南1 529.2万t、内蒙古1 168.8万t、吉林376.9万t。本次晶质石墨矿产调查项目取得重大找矿突破，提交预测的晶质石墨矿物资源量10 408万t，找矿靶区26处。2.3 石墨勘查程度及开发利用

截至2018年底，我国石墨查明矿产地211处，其中大中型88处，小型123处；勘查程度为勘探28处、详查66处、普查73处、预查18处，勘查程度不详26处。据自然资源部公开数据统计，石墨采矿权共160处，其中生产规模为大型41处、中型19处、小型74处和小矿26处。全国有150个石墨探矿权，其中预查21处、普查58处、详查50处、勘探21处，53%的探矿权仍处于普查及以下的初级勘查阶段[5]。

截至2018年底，我国晶质石墨已利用的矿产地80处，开发利用较高的省份为黑龙江、内蒙古、山东、河北、河南、四川、吉林、湖南等(表1、图3)。石墨开采矿山主要集中在黑龙江萝北和鸡西、山东平度、内蒙古兴和、湖北宜昌、河北赤城、河南灵宝、四川攀枝花和湖南郴州。开采的大型石墨矿有黑龙江

晶质石墨隐晶质石墨

图1　2006～2018年我国查明石墨资源储量变化情况

晶质石墨资源储量由1995年的1.73亿t增加到2018年的4.37亿t，总体呈增长态势。尤其自2011年以来，资源储量增幅较大。自2008年以来，晶质石墨储量呈下降趋势，由2008年的3 053.24万t，下降至2018年的1 004.58万t(图2)。

50000资源储量/万t40000300002000010000

0

1995 1998 2009 2012 2015 2018

资源储量

储量

鸡西柳毛、萝北云山，内蒙古兴和黄土窑、山东平度刘戈庄、湖北宜昌三岔垭、河北赤城艾家沟和河南淅川县小陡岭晶质石墨矿，以及湖南郴州鲁塘和吉林磐石隐晶质石墨矿。

表1　截至2018年我国主要省份石墨矿山开采利用情况矿山数量/个 资源储量开采停采未利用/万t黑龙江鸡西、鹤岗232823 263.42山东平度—莱西9481 773.81内蒙古兴和5-2415 311.45河北赤城22445 .71河南南阳32132 583.98四川攀枝花2212 095.43湖南郴州(隐晶质)610-949.78磐石(隐晶质和吉林422 267.70晶质石墨)省份产地产量/万t451550.5─　41031图2　我国晶质石墨资源储量变化趋势图

2.1 石墨资源储量及分布

我国晶质石墨矿分布广泛，矿床规模以大、中型为主，而资源储量又相对集中于少数省份，主要分布在黑龙江、内蒙古、四川、山西、山东、河南等地。截至2018年，我国查明晶质石墨矿产地173个，资源储量(矿物量)4.37亿t，比2017年净增6 990.15万t，增长19.0%。黑龙江晶质石墨资源储量2.33亿t，占全国的53.18％；内蒙古9 565.96万t，占21.87%。

我国隐晶质石墨矿主要分布在内蒙古、吉林、湖南等11个省份。截至2018年，我国查明隐晶质石墨矿产地38个，查明矿石量10 041.51万t，其中基础储量3 428.19万t，资源储量6 613.32万t。内蒙古隐晶质石墨资源储量(矿石量)5 745.49万t，占57.22%；吉林2 267.70万t，占22.58%；湖南949.78万t，占

2

3　我国石墨产业发展情况3.1 石墨产品

天然石墨原矿经破碎、磨矿、浮选、提纯等过程

焦丽香等：我国石墨资源开发利用现状分析

35302520151050

<80.0%)四大类。石墨粒度是指石墨细度的分类，鳞片石墨主要分32目、50目、80目、100目、-100目。石墨精矿经进一步深加工可获得石墨制品(图4)，如石墨烯、球化石墨、可膨胀石墨[7]、柔性石墨[8]、氟

黑龙江内蒙古山东河北河南吉林陕西四川湖北青海甘肃云南广东海南新疆山西辽宁安徽福建江西矿产地/个化石墨、核石墨、浸硅石墨等高端产品。高纯石墨是石墨深加工产品的基础，它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；高碳石墨主要用于填充料、润滑剂基料、涂料、电刷原料、耐火材料、电碳制品、电池原料、铅笔原料；中碳石墨主要用于坩埚、耐火材料、染料、铅笔原料、电池原料、铸造材料等。低碳石墨主要用于铸造涂料。

查明矿产地省份已利用矿产地省份

图3　全国晶质石墨开发利用情况

加工后才能被利用。据国家标准GB/T3518-2008《鳞片石墨》[6]，鳞片石墨根据固定碳含量分为：高纯石墨(C≥99.9%)、高碳石墨(94.0%≤C<99.9%)、中碳石墨(80%≤C<94.0%)和低碳石墨(50.0%≤C

图4　石墨产品精细加工流程图及应用领域

隐晶质石墨(也称微晶石墨)：指由微小的天然石墨晶体构成的致密状集合体，亦称土状石墨或无定形石墨。据国家标准GB/T 3519－2008《微晶石墨》[9]，微晶石墨按有无铁的要求分为两类：有铁要求(WT)微晶石墨和无铁要求(W)的微晶石墨。产品主要应用方向为：①有铁要求的微晶石墨(C≥99.9%)主要用于电池、特种碳材料的原料；②有铁要求的微晶石墨(C≥75.0%)主要用于铅笔、电池、焊条、石墨乳剂、石墨轴承的配料、电池碳棒的原料；③无铁要求的微晶石墨产品主要用于铸造材料、耐火材料、染料、电极糊等原料。隐晶质石墨深加工产品有胶体石墨、石墨高导涂料等。3.2 石墨产量及产业

据我国石墨资源调查报告[10]，2002年以来我国石墨产量呈先增长后下降趋于稳定的态势(图5)。

3

2002～2006年石墨产量呈快速增长趋势，晶质石墨与隐晶质石墨产量双增长；2006～2012年呈下降趋势，由2006年的192万t下将至2012年的80万t，年均下降速率为10.37%，2006年隐晶质石墨产量大幅下降；2012年以来石墨产量基本保持稳定，2018年产量为125万t，其中晶质石墨约占64%，隐晶质石墨约占36%。

2018年全国石墨企业总数为282家。据《全国矿产资源规划(2016～2020年)》，我国石墨资源基地6处：晶质石墨主要产地有黑龙江鸡西、萝北、山东平度、内蒙古兴和等[11]，隐晶质石墨主要产地有湖南郴州、吉林磐石等。黑龙江已形成鸡西、鹤岗两大石墨产业生产加工基地，全省石墨采选及加工企业96户，其中规模以上企业41户，全省石墨矿年开采能力达到1 100万t；石墨精粉年生产能力达到110万t，占全国

2019年增刊1 　中国非金属矿工业导刊 总第138期

250200产量/万t150100500

2000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018势，年均消费增速8%。其中耐火材料、钢铁是晶质石墨最大的消费领域。耐火材料的主要碳源为晶质石墨，但一些镁碳砖厂还附带加入一些电极粉、隐晶质石墨等。电极粉粉碎后，少量加入时可以得到致密度较高的耐火材料制品。隐晶质石墨晶粒小，晶形不明显，杂质高，只能用来制造低档镁碳砖[16]。

晶质石墨隐晶质石墨

图5　2000～2018年我国石墨产量

2/3以上。鹤岗萝北石墨产业园区2018年生产出球化石墨11万t。2019年1月至6月，鸡西市石墨精矿粉和制品产量19.97万t，同比增长11.4%。山东省石墨开发企业13个，与2014年相比减少了2个，其中大型矿山2处(开采)，中型矿山4处(均停产状态)，小型矿山7处(3处生产)，石墨矿年产精矿量约15万t。内蒙古兴和县是全国三大石墨生产基地之一，2009年引进内蒙古日新集团，将矿区原有9家石墨开采企业整合为1家，建设了瑞盛石墨应用产业园，对石墨资源进行综合开发利用。河北赤城石墨产业基地共有矿山4个，开采2处，停采2处，未利用4处，年产量0.5万t。四川攀枝花中坝和河南南阳石墨产区已初具规模。

湖南郴州是我国隐晶质石墨主要产区，年产石墨精粉10万t，产量居全国第一。吉林磐石是我国隐晶质石墨重要产区，石墨矿山共有8处，其中开采5处，产量仅次于郴州市，其石墨品位较高，可直接生产利用。

新疆黄羊山地区新发现超大型岩浆同化混染型晶质石墨矿，预测资源量超过8 000万t，有望形成新的石墨资源基地和产业基地[12]。4　我国石墨市场情况4.1 石墨消费结构

2018年我国天然石墨主要应用于石墨坩埚、石墨砖等耐火材料、炼钢工业41%，电导材料(电池、燃料电池、膨胀石墨、电机电刷)23%，铸造及润滑材料12%，摩擦材料、石墨制品10%，铅笔6%、密封材料1%等。

4.2 石墨消费量情况

据《世界矿产资源年评》[13]、《中国矿产资源年报》[14]，我国是第一大石墨消费国，2000～2018年累计消费石墨1 835万t，晶质石墨产品累计消费量约780万t(图6)。2018年晶质石墨储量较2001年下降了60%以上，储量持续减少。石墨消费总体呈曲折性增长趋势[15]，但晶质石墨消费量却呈持续平稳增长态

4

消费量/万t图6　2000～2018年我国石墨消费变化趋势

未来，石墨消费领域由传统耐火材料、炼钢、铅笔等领域转向润滑材料、制动衬片摩擦产品、石墨制品等新能源新材料领域。传统消费领域所占比重将逐渐降低，新能源、新材料领域石墨消费将稳步增长，特别是新能源汽车将带动石墨消费大幅增长。2018年作为电池阳极材料的鳞片石墨需求强劲，依旧为天然石墨销量的主要增长点。制造电池阳极的原材料中，石墨含量约占90%。据《世界矿产资源年评》，世界石墨新兴材料产业占比25%左右。4.3 石墨贸易情况

据海关统计数据[17]，我国是第一大石墨出口国，2000～2018年我国石墨出口呈小幅波动(图7)。2018年出口量为33.97万t，其中石墨初级产品占83.59%，深加工产品(球化石墨)占16.41%，主要出口到日本(15.67万t)、韩国(4.10万t)、印度(3万t)、美国(2.5万t)等[18]。我国是第二大石墨进口国，2018年我国石墨总进口量10.82万t，主要从朝鲜(4.50万t)、莫桑比克(2.90万t)、马达加斯加(2.81万t)进口，占我国总进口量的93.92%。2019年1～3月石墨出口量为8.46万t，进口量为4.91万t。从产品构成上看，精矿等价值较低的初级产品主要来自朝鲜，而价值较高的深加工品主要来自日本、德国和美国等发达国家。4.3.1 鳞片石墨贸易

石墨初级产品方面，以鳞片石墨为例，2010年出口量为18.87万t，2011～2016年总体呈下降趋势，2016年跌至10.73万t，2018年增长为13.47万t(图8)。2010年进口量为1 804t，2013年上升为3 272t，后急剧下降，2016年为1 027.7t，2017～2019年进口

焦丽香等：我国石墨资源开发利用现状分析

量又突飞猛进，2018年进口量为6.03万t，2019年1～5月国内鳞片石墨进口量为8.46万t。

807060进出口量/万t50403020100

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2000进出口价格/(美元/t)进口量出口量

2019年1～3月1000

0

2010 2012 2014 2016 2018

进口均价

出口均价

图7　我国石墨进出口量柱状对比图

图9 我国鳞片石墨进出口价格对比

货源主要来自非洲的莫桑比克、马达加斯加和坦桑尼亚，进口占比达99%，主要原因是国内天然石墨市场供应格局变化明显，国内开采量下滑，进口量激增，在环保压力下，下游需求并未出现大幅提升，市场瞬间饱和，国内企业被迫调价。未来，我国环保政策影响及开采成本提升，石墨开采量会有所下降，鳞片石墨供应预期会减少；然而非洲石墨矿的开采力度将进一步增大，且石墨品位高、鳞片石墨片度大、质量好，价格相对较低，非洲政策较好，对非洲原产的片状石墨出货征收零关税，意味着国内企业将面临更多进口货源的冲击。

20进出口量/万t151050

2010 2013 2016 2019年1～5月

进口量

出口量

2010～2018年总体呈增加趋势，2018年为5.58万t。2009年进口量为20.5t，自2010年逐年上升，2012年为1 095t，2013～2016年总体下降，2016年为665t，2017年又呈上升趋势，2018年进口量达1 805t，其中从日本和韩国进口1 789.68万t，占99.15%。

2009年球化石墨出口均价为2 655.51美元/t，此后逐年上涨，2012年达到5 920.65美元/t，之后开始逐年下降，2018年出口均价为3 069.62美元/t。2009年球化石墨进口均价为19 695美元/t，此后呈下降趋势，2018年为7 727.50美元/t。同类产品进出口价格相差悬殊，进口价格是出口价格的两倍以上(图10)。说明我国球化石墨深加工技术有待进一步提升。

25.022.520.017.515.012.510.07.55.02.50

2009 2012 2015 2018

进口均价

出口均价

图8 鳞片石墨进出口量变化趋势图

进出口价格/(美元/t)2010年我国鳞片石墨进口均价为362.32美元/t，出口均价为742.57美元/t；2011～2015年进口价格高于出口价格；此后出口价格总体上升，进口价格总体下降，2016～2018年出口均价一度反超进口均价；2018年进口单价为498.10美元/t，出口单价为973.74美元/t(图9)。4.3.2 石墨深加产品贸易

石墨深加工产品主要有球化石墨(锂离子电池材料)、膨胀石墨(吸附材料)、柔性石墨(密封材料)、胶体石墨(石墨乳)、浸硅石墨、核石墨等。

以球化石墨为例，2009年出口量为6 842t，

5

图10 球化石墨进出口年平均价格变化趋势图

其他石墨深加工产品进出口的情况：自2009年以来，石墨制密封材料进出口量逐年上升, 2018年进口量为0.15万t，出口量为0.45万t。胶体石墨年均出口量在0.03万t左右。石墨制密封材料、球化石墨、胶体石墨年均进口价格过高，石墨深加工产品贸易存在“高进低出”现象，2009～2018年石墨深加工产品进出口情况详见表2。4.3.3 隐晶质石墨贸易

2007年隐晶质石墨出口量为44.78万t，此后总体下降，2016年下降为8.07万t，近两年又呈增长态

2019年增刊1 　中国非金属矿工业导刊 总第138期

表2 2009～2018年石墨深加工产品进出口的情况一览

　　　　　　　石墨制密封材料年份 年均单价/(美元/t)进口量/万t出口量/万t进口单价出口单价20090.070.0572 468.2922 794.7520100.090.1588 798.8716 069.3820110.150.27109 308.8311 990.3220120.240.3267 005.1711 227.1220130.180.28119 173.5812 373.0120140.120.41189 098.3511 582.0320150.130.45176 827.9311 602.1020160.130.47152 804.0210 971.1420170.110.39164 777.5411 644.5220180.150.45130 876.4312 237.77　　数据来源：海关统计数据。　 　胶体石墨 年均单价/(美元/t)进口量/万t出口量/万t进口单价出口单价0.060.046 451.333 424.410.100.065 359.852 675.610.110.075 416.181 850.660.100.034 598.092 323.950.090.024 288.951 331.080.050.068 485.041 124.780.060.029 467.481 465.410.080.028 110.111 754.040.110.035 626.511 226.990.120.034 492.561 502.79势，2018年出口量为12.58万t。2006年我国隐晶质石墨进口量为0.03万t，2009开始，由于我国从朝鲜大量进口隐晶质石墨，进口量快速增长，到2017年进口量为12.73万t，反超当年的出口量11.8万t。2018年我国从朝鲜进口石墨快速下降，隐晶质石墨进口量为4.51万t，出口量为12.58万t(图11)。

5040进出口量/万t3020100

2006200720082009201020112012201320142015201620172018

进口量

出口量

加大。鳞片石墨是低成本制取纳米石墨和石墨烯的主要原料，天然石墨用于电池负极材料领域将会大幅增长。随着石墨烯制取技术和应用技术不断进步，石墨烯的制备和应用将可能成为一个快速成长的大市场[20]，对鳞片石墨需求呈增长趋势。

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图11　隐晶质石墨进出口量变化趋势图

据《工业矿物》

[19]

报道，2017年以来随着我国

鳞片石墨现货市场大幅提升，我国以外其他地区石墨价格也逐渐呈现上涨趋势。碳含量为94%～97%的鳞片石墨价格欧洲到岸价从之前的925～1 070美元/t增加到1 000～1 300美元/t。隐晶质石墨贸易价格水平与之前相比仍然保持稳定。当前-200目碳含量80%～85%的隐晶质石墨产品，欧洲到岸价为400～430美元/t。

5　石墨开发利用前景

未来我国传统产业对石墨的需求量基本处于当前水平。由石墨原材料向深加工及其制品方向发展趋势明显，石墨密封材料、环保性吸附材料、刹车片、制动材料、润滑剂、石墨电极等行业对石墨的需求会继续加大。天然石墨高导热材料，柔性石墨产品的系列化研究和膨胀石墨环保材料的产业化是石墨发展的主要趋势。未来产品需求专业化程度不断加强，将成为发展主流；预计化学储能行业对石墨需求增长幅度会

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【收稿日期】2019-11-28