年产吨高纯石墨生产工艺流程

年产5500吨高纯石墨窑炉节能技术改造项目可行性研究报告

第三章产品市场预测及改造规模

石墨国内市场预测

3.1.1石墨级石墨制品的性质、用途及其制品

石墨是典型的层状结构物质，碳原子成层排列，每个碳原子与相邻碳原子之间等距相连，每一层中的碳原子按六方形环状排列，上下相邻层的碳六方环通过平行网面方向相互位移后再叠置形成层状结构，位移的方向和距离不同就导致不同的结构。上下两层的碳原子之间距离比同一层内的碳之间的距离大（层内C-C 间=，层间C-C间距=）。石墨由于其结构而具有以下性质：

1、耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失也很小。其热膨胀系数很小，石墨强度随温度升高而加强，在2000℃时，石墨强度比提高一倍。

2、导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子之间只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。

3、润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能也就越好。

4、化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、碱有机溶剂的腐蚀。

5、可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。

6、抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。

石墨因其独特的性能而广泛运用于冶金、机械、石油、化工、电子、建材、地质、轻工等领域，主要有以下用途：

1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭保护剂、冶金炉的内衬。

2、作导电材料：在电气工业上用来制造电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。

3、作耐磨润滑材料：石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200-2000 ℃温度和很高的滑动速度下不使用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备广泛采用石墨材料制成的活塞环、密封圈和轴承，它们运转时不需要加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好润滑剂。

4、石墨具有良好的化学稳定性：经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点，大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、

泵设备等，广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业领域，能够节省大量的金属材料。

5、作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料：由于石墨的热膨胀系数小，且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器的铸模，使用石墨后所得铸件尺寸精确，表面光洁，成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚，区域精炼容器，支架夹具，感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板、底座、高温电阻炉炉管和棒、板、格棚等元件。

6、用于原子能工业和国防工业：石墨是良好的中子减速剂，可用于原子反应堆中，铀—石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点、稳定性、耐腐蚀性，石墨完全可以满足上述要求。原子反应堆用的石墨，纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个PPM，特别是其中硼含量应少于。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴、导弹的鼻锥、宇宙航行设备的零件、隔热材料和防射线材料。

随着科学技术的不断发展，人类也开发了许多石墨的新用途。如柔性石墨密封材料，解决了原子能阀门泄漏问题，石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂，是制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石、钻石不可缺少的原料。它是一种很好

的节能环保材料，美国已用它做为汽车电池。随着现代科学技术和工业的不断发展，石墨的应用领域还在不断拓宽，已成为高科技领域中新型复合材料的重要原料，在国民经济发展中具有重要的作用。

3.1.2国内石墨及石墨制品市场及其发展趋势

中国是世界上最主要的石墨生产国，生产量占世界水平的75%，其储量和产量均居世界首位。石墨所特有的金属和非金属双重工艺技术特性决定了石墨产品的重要性和不可替代性，石墨可广泛应用于电子、军事、航天、国防、核工业等领域，是我国继稀土之外的又一优势矿产。我国正处在工业化、城市化、现代化加速发展的进程中，钢铁以及有色金属、电子、机械、化工、核能、航空航天等国民经济各部门的持续、快速发展和产业结构的优化升级对石墨制品的数量、品种和质量提出了更高的要求。

过去十年我国石墨工业得到了较全面的发展。但是，与科学发展观和新型工业化道路的要求相比，我国石墨工业还存在增长方式粗放、企业创新能力偏弱、产品结构不合理、产能扩张速度过快、企业竞争力不强等一系列突出问题。要解决我国石墨工业发展中存在的诸多问题，使石墨工业更好地满足我国国民经济发展的需要，就必须全面贯彻落实科学发展观、提高技术创新能力、转变增长方式，把过去注重数量的粗放发展模式转为节约能源、提高资源利用率、减少污染、增加品种、提高质量、注重效益的集约型发展模式，走持续、稳定、协调的发展之路。目前石墨发

展具有以下趋势：

1、加大企业技术开发投入力度，提高技术创新能力，提高企业科技进步水平。当前我国石墨工业发展中，一方面低端产品如普通功率石墨电极、电极糊、铝用阴阳极炭块等产能过剩、市场供大于求；另一方面高技术含量、高附加值的产品如大规格超高功率石墨电极、核石墨、航空航天用石墨和各领域用特种石墨及碳石墨复合材料等在数量上又有相当大的缺口，需要依靠部分进口才能解决。这一问题虽然表现为石墨产品结构不合理，但其深层原因在于技术开发投入不足，产业自主创新和技术集成创新能力弱，产品结构的优化升级缺乏强有力的技术支撑。因此，加大研发投入，提高技术创新能力，在品种、质量、成本、服务上全面提高竞争力，已成为解决我国石墨工业结构性矛盾的主要出路。首先，加大研发投入，提高技术创新能力，是作为微观经济主体的石墨企业的内在要求。在市场经济条件下，企业是技术投入和技术创新的主体。把技术创新纳入到企业的发展规划中去，结合企业自身技术装备和产品定位情况，确定技术创新的主攻方向、重点内容；建立符合企业自身发展实际的创新机制和与高校、科研单位相联合的创新体系。其次要发挥政府的积极作用。对于重大的技术攻关项目，企业往往没有动力也没有能力独自承担，因此需要政府的支持，支持的方式除政府直接拨款外，还可采取政府为之提供财政税收与信贷方面优惠政策的方式，行业协会可以在这方面协助企业争取政府的支持。