【正文】 and IC=(H01M4 or H01M8/02 or H01B1 or H01G9 or C04B35 or C04B28 or C30B15/10 or C09D11)c) nano* and (graphite or plumbago)第三章 石墨礦產(chǎn)資源分布概述31 世界范圍內(nèi)石墨礦產(chǎn)的分布與開發(fā)情況311 世界范圍內(nèi)石墨礦產(chǎn)資源的分布世界石墨礦產(chǎn)資源總量世界石墨礦產(chǎn)分布廣泛，但具有一定規(guī)?？晒┕I(yè)利用的礦床并不多，已發(fā)現(xiàn)的大中型石墨礦床主要分布于中國、墨西哥、韓國、原蘇聯(lián)、馬達加斯加、巴西、加拿大、奧地利、挪威、德國、斯里蘭卡、捷克、印度、肯尼亞、巴基斯坦、南非、南斯拉夫、羅馬尼亞、瑞典、美國等國。目前，歐洲專利局已經(jīng)擴展了世界范圍專利數(shù)據(jù)庫范圍，大大超過PCT申請檢索最低文獻量的要求，收入最早的德國文獻始于1877年。專利分析可以了解諸如：開發(fā)某一水平的專利需要的時間和投入、某一技術從研究開發(fā)到商業(yè)化所需的時間和投入、從事某一研究開發(fā)的有效組織等內(nèi)容。本項目主要采用的專利分析方法為定性分析。而實際上，國際上已經(jīng)把碳基電子學作為今后發(fā)展的一個重要趨勢。隨著材料技術的發(fā)展，采用高新技術處理石墨，不但可以擴張石墨固有的性質(zhì)，還可賦予石墨新的優(yōu)異性能，石墨的應用領域還在不斷拓寬。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。石墨乳也是許多金屬加工（拔絲、拉管）時的良好的潤滑劑。6）抗熱震性：石墨在常溫下使用時能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時，石墨的體積變化不大，不會產(chǎn)生裂紋。50℃，沸點為4250℃，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)也很小。隱晶石墨的工藝性能不如鱗片狀石墨，工業(yè)應用范圍也較小，礦石品位一般都較高，但礦石可選性差。結晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價值和用途。這些雜質(zhì)常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現(xiàn)。鱗片石墨礦石按其所賦存巖石的巖性不同，分片麻巖型、片巖型、透輝巖型、變粒巖型、混合巖型、大理巖型及花崗巖型等七種，前六種礦石類型產(chǎn)于區(qū)域變質(zhì)成因礦床中，后一種礦石類型則產(chǎn)于巖漿熱液成因礦床中。同時由于自由電子的存在，石墨能導熱和導電，這正是金屬晶體特征，因此也歸類于金屬晶體。3）潤滑性：石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤滑性能越好。作耐磨潤滑材料：石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。單晶硅的晶體生長坩堝、區(qū)域精煉容器、支架、夾具、感應加熱器等都是用高純石墨加工而成的。石墨的其他用途：防垢防銹，在水中加入一定量的石墨粉（每噸水大約用4~5克）能防止鍋爐表面結垢，此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹；煉鋼工業(yè)時可作為增碳劑，在世界范圍內(nèi)煉鋼增碳劑用石墨仍是土狀石墨的主要用途之一。其中，石墨烯作為一種用途廣泛的新材料，開始超越碳納米管成為了備受矚目的國際前沿和熱點。事實上，對企業(yè)組織而言，專利是企業(yè)的競爭者之間惟一不得不向公眾透露，而在其他地方都不會透露的某些關鍵信息的地方。專利申請者為了得到專利權授予，須在申請文本和圖紙里充分說明技術細節(jié)，這些細節(jié)使用該領域的專家能復制該發(fā)明物。第二章 石墨加工技術專利檢索21 專利數(shù)據(jù)來源依據(jù)研究目的，本研究采用歐洲專利局世界范圍專利數(shù)據(jù)庫（Worldwide Database）、美國專利商標局和中國國家知識產(chǎn)權局專利數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)采集源，分別采集世界范圍內(nèi)、在美國授權和在中國申請的石墨加工技術的相關專利樣本。石墨加工技術專利研究所采集的專利樣本截止于2011年12月20日。巴西已經(jīng)詳勘的天然鱗片石墨就超過了3000萬噸，無論是品位還是片狀都十分理想，在歐洲銷售的價格也非常高。312 世界范圍內(nèi)石墨礦產(chǎn)開采狀況世界石墨礦產(chǎn)產(chǎn)量概況2010年世界天然石墨產(chǎn)量為110萬噸（表312）。黑龍江以雞西柳毛石墨資源公司、黑龍江奧宇石墨集團兩個公司為代表，年產(chǎn)量基本都在4萬噸以上，雞西天盛非金屬礦業(yè)公司2008年5月份投產(chǎn)的石墨生產(chǎn)線主要以中碳為主，產(chǎn)量大概在2萬噸左右。巴西國家石墨有限公司（National de Grafite）為該國主要石墨生產(chǎn)商，也是世界天然晶質(zhì)石墨的最大生產(chǎn)商之一，在米納斯吉拉斯（Minas Gerais）擁有3個晶質(zhì)石墨礦，產(chǎn)量約占巴西全部產(chǎn)量的2/3；每個礦山有石墨加工廠，伊塔派里卡（ltaperica）石墨礦原礦碳含量為16%，石墨產(chǎn)品用于電池、電刷和潤滑劑；薩爾托達迪維薩（Salto de Divsa）石墨加工廠生產(chǎn)大鱗片石墨，產(chǎn)品用于耐火材料、坩堝、冶金鑄模和高碳鋼添加劑，；派德拉亞朱爾（Pedra Azul）是巴西最大的石墨礦床。富通石墨公司（Fortune Graphite Inc.）開發(fā)隱晶質(zhì)石墨和鱗片石墨，礦山位于不列顛哥倫比亞省東南部的庫登奈山一帶（Kootenay）。烏克蘭石墨礦床分布在基洛夫格勒州（Kirovograd Oblast），石墨開發(fā)商是扎瓦利夫斯基石墨公司（Zavalivsky Grafitovy Kombinat），~1萬噸。泰恩石墨公司是德國GK公司的子公司，公司從1965年開始生產(chǎn)石墨產(chǎn)品，近年來集中開發(fā)高純石墨，尤其是電池用石墨產(chǎn)品。根據(jù)國土資源部統(tǒng)計資料，截至2009年底，中國晶質(zhì)石墨礦物保有儲量為3041萬噸，基礎儲量為5432萬噸，資源量為13054萬噸，約占石墨總儲量的72%；隱晶質(zhì)石墨保有儲量1190萬噸，基礎儲量2280萬噸，資源量3590萬噸，平均品位55%～80%，約占石墨總儲量的28%。內(nèi)蒙古興和縣有6個石墨礦區(qū)，保有儲量114萬噸。吉林磐石市已發(fā)現(xiàn)隱晶質(zhì)石墨礦區(qū)有4處，基礎儲量130萬噸，資源量220萬噸，平均品位55%～67%。1995年中國石墨產(chǎn)量達到歷史最高。表324中國重點石墨礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)序號企業(yè)產(chǎn)品1黑龍江奧宇石墨集團天然鱗片石墨、密封材料、石墨紙及石墨深加工、球形石墨、微粉石墨、尾礦砂空心磚等為主2山東青島石墨股份有限公司鱗片石墨、微粉石墨、顯像石墨乳、石墨制品和石墨遠紅外保健理療產(chǎn)品3內(nèi)蒙興和縣信義石墨有限責任公司中、高碳鱗片石墨另外，多家外國公司進入中國。323 中國石墨礦共、伴生礦產(chǎn)狀況中國石墨礦床中，與石墨共、伴生的其他礦產(chǎn)較少，綜合回收價值不高。另外，黑龍江不斷進行資源查找，“十一五”新增查明晶質(zhì)石墨礦石資源儲量1150千噸。黑龍江省的石墨企業(yè)除了原來的國有大中型企業(yè)外，其他多是上世紀80年代末和上世紀90年代初“石墨熱”期間建設的， 一些企業(yè)只顧眼前利益的短期行為，不但造成開采無序、資源浪費，而且形成了黑龍江省石墨產(chǎn)品結構的不合理局面。這些現(xiàn)狀導致黑龍江乃至我國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要存在以下兩方面問題，產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈結構簡單，產(chǎn)品技術含量低。磨礦晶質(zhì)、非晶質(zhì)石墨礦石粗碎多采用顎式破碎機，中、細碎多采用圓錐破碎機或錘式破碎機，磨礦采用球磨機、研磨機或振動磨?，F(xiàn)代工業(yè)對石墨產(chǎn)品要求向兩方面發(fā)展：一是要求晶體大鱗片達到高純，二是要求石墨產(chǎn)品顆粒達到超微細（）。石墨深加工技術石墨深加工技術主要包括高純石墨、超細（超?。┦囯x子電池負極石墨、石墨層間化合物及其衍生材料、石墨烯、天然石墨復合材料等技術。43 國內(nèi)外石墨加工技術和發(fā)展現(xiàn)狀晶質(zhì)石墨根據(jù)固定碳含量分為高純石墨、高碳石墨、中碳石墨及低碳石墨四大類。國內(nèi)的石墨產(chǎn)品主要劃分為四大類：石墨粉系列，其中包括中碳石墨、高碳石墨、可膨脹石墨、石墨微粉等；柔性石墨制品系列，其中包括石墨紙、石墨線、石墨填料環(huán)、高強復合板、石墨盤根等；硬質(zhì)石墨制品系列，其中包括碳石墨材料、機械密封件等；石墨耐火材料系列，其中包括石墨坩堝、鎂碳磚等。因此，節(jié)約、精深利用石墨這樣的不可再生資源，關系國家長遠戰(zhàn)略利益。目前，德國、法國、美國、瑞士、日本等國家石墨深加工技術已相當成熟，并且出現(xiàn)大量石墨深加工和經(jīng)營企業(yè)，這些發(fā)達國家對自己國內(nèi)石墨資源進行封閉，不予開采，主要采用從石墨礦產(chǎn)輸出國低價購進石墨初加工產(chǎn)品經(jīng)過深加工后高價返賣，賺取巨額利潤。浸硅石墨，目前僅德、美、俄生產(chǎn)。近幾年，黑龍江的兩大石墨主產(chǎn)區(qū)雞西市和蘿北市，以其資源優(yōu)勢吸引了大量有實力的企業(yè)投資，同時黑龍江石墨產(chǎn)業(yè)整體上各方力量在不斷地并購、重組與整合，整個產(chǎn)業(yè)鏈上，各企業(yè)間利益關系復雜。2007年11月蘿北南海石墨有限公司中國資源發(fā)展集團有限公司及黑龍江強礫石墨有限公司共同組建（南海石油控股）石墨精粉，在建球形石墨、特種石墨合金增碳劑生產(chǎn)線2010年山東新華錦集團整合了蘿北當?shù)貎杉沂髽I(yè)。總投資5億元的雞西市金宇石墨有限公司與寧波信遠工業(yè)器材有限公司合作開發(fā)石墨生態(tài)空調(diào)項目建設期為2011年至2015年，分三期工程建設，項目達產(chǎn)達效后，年可實現(xiàn)銷售收入15億元。采選企業(yè)多，精深加工企業(yè)少；初級產(chǎn)品多，優(yōu)質(zhì)高附加值產(chǎn)品少。同時，還對廠區(qū)內(nèi)外環(huán)境進行了集中治理，使石墨企業(yè)整體環(huán)境發(fā)生了根本變化。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，許多高技術行業(yè)的涌現(xiàn)，石墨的應用日益。第五章 石墨礦石加工技術分析51 世界石墨加工主要技術分析511 石墨加工技術發(fā)展趨勢圖511石墨加工技術全球?qū)＠暾堏厔輬D注:使用優(yōu)先權年分析，最近兩年由于延遲公開而會導致的專利數(shù)量下降，屬于正常現(xiàn)象。2010年全省生產(chǎn)石墨微粉35萬噸以上，為地區(qū)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，但靠的是“量”的優(yōu)勢，而不是“質(zhì)”的優(yōu)勢。現(xiàn)在，北京汽車集團有限公司擬投資25億元，建設年產(chǎn)10萬噸改性石墨負極材料項目正在積極運作中。2011年4月黑龍江普萊德新材料科技有限公司北京汽車集團下屬北京普萊德新能源電池科技有限公司與大石橋市金龍耐火材料科技有限公司聯(lián)合投資最終形成年產(chǎn)10萬噸鋰離子電池負極材料及其他石墨深加工制品的生產(chǎn)規(guī)模。但是，整體上產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是快速的，目前建成或在建石墨深加工生產(chǎn)線在幾年內(nèi)將紛紛投入生產(chǎn)，表441。與碳化硅制品相比，最大的特點是成品率高，價格較低廉。日本生產(chǎn)核能級的超低硫（S500ppm）及高純（S50ppm）產(chǎn)品的技術領先。礦山開采無序，采剝失調(diào)，采富棄貧，致使礦山資源浪費嚴重，礦山壽命大為縮短。但是，由于技術開發(fā)投入不夠，目前仍以原料生產(chǎn)及加工鱗片石墨為主。低碳石墨（%~%）主要用于鑄造涂料。采用高溫揮發(fā)法，將石墨加熱到2800℃以上，天然石墨中灰分大都能汽化逸出（石英沸點2750℃）。目前，國內(nèi)外提純石墨的方法主要有浮選法、堿酸法、氫氟酸法、綠化焙燒法、高溫法等。由于石墨鱗片的大小是其最重要的質(zhì)量指標之一，因此在選別方法上采用多段磨礦、多次選別的工藝以便盡早選出大鱗片石墨。第四章 石墨礦石加工總體發(fā)展概述41 石墨加工技術整體概述石墨總體的加工流程為：石墨礦石→石墨初加工→石墨深加工→終端細分市場。表331黑龍江主要石墨開發(fā)企業(yè)序號公司產(chǎn)品說明1黑龍江奧宇石墨集團天然鱗片石墨、密封材料、石墨紙及石墨深加工、球形石墨、微粉石墨、尾礦砂空心磚等為主天然石墨采礦、生產(chǎn)、包裝、貿(mào)易、深加工。雞西市石墨資源礦床24個，%；蘿北的石墨資源主要分布于云山石墨礦區(qū)，是亞洲最大的石墨礦區(qū)在9平方公里的范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn)25條礦床，%。湖北宜昌三岔埡和內(nèi)蒙古興和等石墨礦礦石中三氧化硫（SO3）%~%；山東萊西南墅和內(nèi)蒙古土默特什報氣等石墨礦礦石中，%~%，二氧化鈦（TiO2）% ~ %；江西金溪峽山和黑龍江雞西市柳毛等石墨礦礦石中，%～%、五氧化二釩（V2O5）%~%。德國西格里集團（SGL）是全球領先的碳素石墨材料與相關產(chǎn)品制造商，在中國已有5個實體公司，其中與中國山西泉海石墨有限責任公司合作，建成特種石墨生產(chǎn)廠，為核反應堆提供石墨。表322中國主要石墨礦列表（1996年）序號礦區(qū)名稱礦石類型規(guī)模利用程度1新疆奇臺縣蘇吉泉晶質(zhì)石墨中型可利用2內(nèi)蒙古固陽縣五當臺晶質(zhì)石墨中型可利用3內(nèi)蒙古土默特右旗什報氣晶質(zhì)石墨中型已利用4內(nèi)蒙古土默特右旗燈籠素晶質(zhì)石墨中型已利用5內(nèi)蒙古武川縣廟溝晶質(zhì)石墨中型已利用6內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)縣南井晶質(zhì)石墨中型已利用7內(nèi)蒙古興和縣黃土窩1號礦晶質(zhì)石墨中型已利用8內(nèi)蒙古興和縣黃土窩18號礦B段晶質(zhì)石墨中型已利用9內(nèi)蒙古興和縣黃土窩18號礦C段晶質(zhì)石墨中型已利用10內(nèi)蒙古興和縣黃土窩榮華背晶質(zhì)石墨中型已利用11內(nèi)蒙古興和縣黃土窩其他礦體晶質(zhì)石墨中型已利用12河北赤城縣艾家溝晶質(zhì)石墨中型已利用13吉林省磐石縣煙筒山隱晶質(zhì)石墨中型已利用14吉林省通化縣三半江晶質(zhì)石墨中型可利用15遼寧省岫巖豐富礦區(qū)晶質(zhì)石墨中型可利用16遼寧省桓仁縣大恩堡晶質(zhì)石墨中型可利用17黑龍江呼瑪縣門都里晶質(zhì)石墨中型可利用18黑龍江蘿北縣云山晶質(zhì)石墨大型已利用19黑龍江雙鴨山市羊鼻山晶質(zhì)石墨大型可利用20黑龍江雞西市柳毛晶質(zhì)石墨大型已利用21黑龍江雞西市石場晶質(zhì)石墨大型已利用22黑龍江雞西市永臺安山晶質(zhì)石墨中型已利用23黑龍江穆棱縣光義晶質(zhì)石墨大型已利用24黑龍江勃利縣佛嶺晶質(zhì)石墨大型可利用25黑龍江穆棱縣寨山晶質(zhì)石墨大型可利用26黑龍江雞西市共榮土頂山晶質(zhì)石墨中型可利用27黑龍江密山縣馬來山晶質(zhì)石墨大型可利用28黑龍江雞西市嶺南晶質(zhì)石墨中型可利用29黑龍江雞西市三道溝晶質(zhì)石墨中型可利用30黑龍江雞西市三道溝東段晶質(zhì)石墨中型可利用31黑龍江雞西市土頂子和平晶質(zhì)石墨中型可利用32