期刊-2010-10

石墨资源的深度开发迫在眉睫

文/黑龙江省科技厅厅长 赵敏 责编/宋晖

2010年10月01日

石墨晶体结构图

石墨晶体结构图


        石墨为碳元素的结晶矿物之一,素有“黑金子”的美誉。它具有许多优异性能,在高速、耐磨、防腐、润滑、节能、导电、储能、电化等领域里应用十分广泛,是国防、航天、机械、化工、电子、环保、轻工等行业中不可缺少的关键材料;同时作为一种不可再生资源,是现代经济发展中不可或缺的重要战略资源,一直为世界各国所高度重视。
        从石墨产业技术发展看,石墨将越来越被广泛应用到新能源汽车、航天航空、核电及军工等高新技术领域,将成为支撑高新技术发展的战略资源。

赵敏厅长(前排左二)在鸡西市柳毛石墨矿区调研

赵敏厅长(前排左二)在鸡西市柳毛石墨矿区调研

赵敏厅长在鸡西市柳毛石墨矿区调研

赵敏厅长(前排左一)在鸡西市柳毛石墨矿区调研


        10月5日,瑞典皇家科学院宣布将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面卓越的研究成果。石墨烯从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的二维晶体,是目前已知世界上强度最高的材料。石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命。
        日前,美国北卡罗来纳州大学的一组研究人员,公布了一种使用水凝胶技术由碳纳米管或石墨制成的太阳能发电装置—人工叶。在光敏分子和电极的作用下,这种人工叶太阳能电池在太阳下也能产生电能。这些新的科学发现和科技成果使我们完全相信在未来科技发展中,石墨将是不可替代的战略资源。因此,国际业内专家曾预言,“20世纪是硅的世纪,21世纪将是碳的世纪。”
        中国石墨储量居世界第一位,以鳞片状晶质类型为主。黑龙江省的鳞片状石墨已探明10.4亿吨,占全国保有矿物储量的64%以上,主要分布在鸡西柳毛、麻山和鹤岗萝北等地。鸡西的柳毛石墨矿床和鹤岗萝北的白云山石墨矿床,以储量丰富、品位高、生产和出口数量大而享誉世界。但当前黑龙江省在石墨产业发展中存在着要亟待解决的一些问题。
        ——原始开采,资源浪费严重。虽然近两年经过了整合,但黑龙江仍有近40家采矿选矿企业,产量在33万吨左右。规模小,生产布局分散,缺少专业化协作分工和规模效应。在开采矿山资源时,为降低开采成本,增加效益,普遍存在采富弃贫、采浅弃深的现象,资源浪费十分严重。同时在国内石墨市场的无序竞争下,利益驱使石墨企业以激烈的价格战营造竞争优势,经常以低于国内外平均价格将石墨原料销售到国内外市场,致使大量不可再生的宝贵资源低价外流。以具有代表性的-199规格石墨产品为例,国内出厂价格为人民币2000元~3000元/吨,而德国、加拿大等国同等产品的价格在1万元~1.5万元/吨。值得对比的现象是,美、俄、英、德等国均将石墨作为战略资源予以储备,限制其开采,转而从中国等国家低价进口。
        ——科技含量不高,产业优势不强。由于受资金缺乏、技术和设备落后、人才短缺及国外核心技术垄断等因素制约,我省石墨企业在发展中很难获取精深加工的核心技术,多停留在初级原料的生产加工上,甚至是原料的销售。产品附加值和产品系列化程度不高,产品单一,且无研发能力,2009年33万吨石墨产品基本都是初级产品,价格在每吨2000元~5000元之间波动。而同期我国的高、精、尖工艺需要的石墨产品大部分从国外进口,如氟化石墨,用于做添加剂生产润滑剂、防水剂等产品。由于国内在低温条件下合成氟化石墨的技术不成熟,全国每年大约进口30万吨,每吨价格30万美元左右。
        ——环境污染突出,生态严重破坏。由于缺乏明确的行业规范,行业壁垒较低,行业技术水平较低,经济效益较低,因此环保问题突出。如废弃的采矿坑,废石、废碴的堆放,废水的排放等,使大片土地沙化、消失。一方面破坏污染了周围的土地和地表水系,另一方面严重地破坏了矿区的生态环境,影响了周围居民的生产和生活。近年由于国家对生态环境的重视,一些大的企业在环保问题上采取了相应的措施,如废水的循环利用等。但由于治污防污成本较大,个别大企业也只采取部分措施,而多数中小型石墨企业就没有在环保上投入的能力,没有污染防治措施。

赵敏厅长在浩市新能源有限公司调研

赵敏厅长在浩市新能源有限公司调研

赵敏厅长(左七)为鸡西浩市新能源材料有限公司高纯石墨项目投产仪式剪彩

赵敏厅长(左七)为鸡西浩市新能源材料有限公司高纯石墨项目投产仪式剪彩


        黑龙江省委、省政府在2009年出台的《黑龙江新材料产业发展规划》中,提出要以鸡西市和鹤岗市萝北县石墨优势资源为依托,在“十二五”期间,把石墨产业做大做强,达到年产值150亿元以上。要达到上述目标,在现有技术水平基础上依靠提高产量来实现是不现实的,因此就必须在国家层面上强化对石墨资源的关注和重视,由粗犷生产“变”高效发展,实施战略转移,不断加大技术引进与研发,加快突破国外的技术封锁,掌握石墨深加工的核心技术,提高自主创新能力,重点发展石墨微粉、高碳高纯石墨、氟化石墨、可膨胀石墨、柔性石墨、石墨乳、电池石墨、天然石墨电极及高档石墨制品等深加工产品,提高产品附加值和科技含量,延伸产业链条,培育战略性新兴产业,形成具有市场竞争力的高端产品和科技产业。