制造业
石墨

碳素
制品
制造
石墨及碳素制品制造


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简介

石墨是碳的一种同素异形体,为灰黑色,不透明固体,密度为2.25克每立方厘米,熔点为3652℃,沸点4827℃。化学性质稳定,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应。687℃时在氧气中燃烧生成二氧化碳。可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂,高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂,还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。

种类

石墨可分为天然石墨和人造石墨两大类,天然石墨来自石墨矿藏,天然石墨还可分成鳞片石墨、土状石墨及块状石墨。天然开采得到的石墨含杂质较多,因而需要选矿,降低其杂质含量后才能使用,天然石墨的主要用途是生产耐火材料、电刷、柔性石墨制品、润滑剂、锂离子电池负极材料等,生产部分炭素制品有时也加入一定数量的天然石墨。 在炭素工业中生产量最大的是各种人造石墨制品,人造石墨制品一般用易石墨化的石油焦、沥青焦为原料,经过配料、混捏、成型、焙烧、石墨化(高温热处理)和机械加工等一系列工序而制成,生产周期长达数十天。 人造石墨的种类也很多,如单晶石墨、多晶石墨、热解石墨、高定向热解石墨、聚酰亚胺合成的石墨、石墨纤维等,多数人造石墨制品属于多晶石墨一类。人造石墨中的主要产品是电弧炼钢炉及矿热电炉使用的石墨电极,石墨电极是一种耐高温、耐腐蚀的导电材料。人造石墨在其他许多工业部门也有广泛的用途,如机械工业中电机用电刷、精密铸造模具、电火花加工的模具及耐磨部件,化学工业中的电解槽使用的导电体或耐腐蚀器材,高纯度及高强度人造石墨是核工业部门的反应堆结构材料和用作导弹火箭的部件等。 石墨还可制取散热材料、密封材料、隔热材料、和防辐射材料等,石墨功能材料广泛应用于冶金、化工、机械设备、新能源汽车、核电、电子信息、航空航天和国防等行业。欧盟委员会发布的《对欧盟生死攸关的原料》报告中,将石墨列入14 种紧缺矿产原料。

评判标准

寿命

易用性

产品设计

现状与问题

优化方向

成分

石墨是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。在晶体中同层碳原子间以sp2杂化形成共价键,每个碳原子与另外三个碳原子相联,六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环,伸展形成片层结构。在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们互相重叠,形成离域的π键电子在晶格中能自由移动,可以被激发,所以石墨有金属光泽,能导电、传热。由于层与层间距离大,结合力(范德华力)小,各层可以滑动,所以石墨的密度比金刚石小,质软并有滑腻感。 石墨每一网层间的距离为3.40Å,是以范德华力结合起来的,即层与层之间属于分子晶体,同一网层中碳原子的间距为1.42Å,由于同一平面层上的碳原子间结合很强,极难破坏,所以石墨的熔点也很高,化学性质也稳定。鉴于它的特殊的成键方式,不能单一的认为是单晶体或者是多晶体,现在普遍认为石墨是一种混合晶体。石墨属六方晶系,具完整的层状解理。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。

原材料

主料

辅料

可选原料

生产流程

生产线分工

资产与负债

资产

固定资产

非固定资产

负债

库存

建设与布局

根据中华人民共和国工业与信息化部2012年11月发布的一份《石墨行业准人条件》http://www.miit.gov.cn/n1146285/n1146352/n3054355/n3057569/n3057572/c3566898/content.html,对石墨开采业的建设条件和生产布局做如下规定: 新建和改扩建石墨项目必须符合国家产业政策和当地产业发展规划、土地利用总体规划等规定,统筹资源、能源、环境、安全和市场等因素合理布局。 “十二五”期间,立足国内需求,严格控制增量,重在优化存量,大力调整结构,推进兼并重组,提高产业集中度。新建和改扩建选矿项目(尾矿综合利用项目除外),要坚持等量或减量置换原则,与淘汰落后产能挂钩。鼓励在资源富集地区和产业优势地区建设石墨产业集聚区,加快发展石墨加工产品。 严禁在风景名胜区、生态保护区、自然和文化遗产保护区、饮用水源保护区、城市建成区和城市非工业规划区等区域内,城市规划区边界外1公里以内,以及国家和地方规定的环保、安全防护距离以内新建和扩建石墨项目。 上述区域内已投产的石墨项目,未达到本准入条件相关要求的,应通过整改在2014年底前达到。

生产规模、工艺与装备

新建和改扩建石墨项目,鼓励使用多碎少磨、磨浮短流程等节能环保的工艺技术,鼓励使用大型破碎磨矿设备、大型立式磨机、充气搅拌浮选机、自动板框压滤机、带脱硫功能压延机等先进设备,提高自动化水平。 新建和改扩建鳞片石墨选矿项目,设计规模不低于2万吨/年,单线规模不低于5000吨/年。 选矿回收率按原矿平均品位分别符合以下指标: 原矿平均品位(%) 选矿回收率(%) 5.0 不低于80.0 8.0 不低于85.0 10.0 不低于90.0 新建和改扩建微晶石墨选矿项目,设计规模不低于15万吨/年,单线规模不低于3万吨/年,选矿回收率不低于85%。 新建和改扩建高纯石墨项目,采用节能环保的先进工艺路线,规模不低于5000吨/年,成品率不低于85%。 新建和改扩建可膨胀石墨项目,采用电解氧化工艺或强酸浸渍工艺路线,规模不低于5000吨/年,成品率不低于95%。 新建和改扩建柔性石墨项目,采用连续膨胀、压延成型工艺和装备,设备幅宽不低于1000毫米,规模不低于1000吨/年,成品率不低于90%。

产品质量

石墨产品质量经第三方检测机构检验符合相关标准。 鳞片石墨、高纯石墨达到GB/T 3518 《鳞片石墨》要求,微晶石墨达到GB/T 3519 《微晶石墨》要求,可膨胀石墨达到GB/T 10698 《可膨胀石墨》要求,柔性石墨达到JB/T 7758.2 《柔性石墨板 技术条件》要求。配备产品性能检验人员、检验实验室和必要的检测设备,建立完善的质量管理体系。

规模与功能

风格与形式

成本

税费

金融成本

原材料成本

房租成本

能耗成本

人工成本

设备折旧

收益管理

客流曲线

时间分布

空间分布

目标群体

容量控制

风险控制

市场

国内市场

根据工信部发布的两份《拟公告的符合石墨行业准入条件生产线名单》,我们发现石墨矿藏主要集中内蒙古和黑龙江。

产量

消费量

国际市场

产量

消费量

上市公司

标准

这里存放条目相关的国家标准

文档

《炭素材料》编委会 编.中国冶金百科全书·炭素材料.北京:冶金工业出版社.2004.第340页.

编辑成员
2 人

小浩纸纸, 木又

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