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石墨是碳的一种同素异形体，为六方晶系层状结构，具有良好的导电性、导热性、润滑性、耐高温性、抗热震性及化学稳定性，素有“黑金”之称。
图1 块状石墨
根据工业用途，石墨可分为鳞片状晶质石墨（片度大于1μm）和隐晶质（土状）石墨（片度小于1μm）。晶质石墨根据鳞片大小又可细分为大鳞片石墨（片度大于147μm）和小鳞片石墨（片度小于147μm）。
全球石墨资源储量主要集中于土耳其、中国、巴西三国，这三个国家的石墨储量合计约占全球储量的七成以上。
图2 全球主要石墨矿分布图
中国是石墨资源大国，总保有量长期位居世界前列。晶质石墨主要分布于黑龙江、内蒙古、山西、四川、山东五省，保有储量占全国80%以上，其中黑龙江和内蒙古的晶质石墨储量最多。黑龙江省的晶质石墨资源储量为3.36亿吨，约占全国储量的55.73%，主要分布在鸡西、鹤岗、七台河、双鸭山、牡丹江等地。
图3 中国矿产资源分布示意图（石墨）
中国是全球最大的石墨生产国和出口国。2020年，中国天然石墨产量为65万吨，占全球总产量的62%。但多数企业处于价值链中下游，产业优势并不稳固。
尽管中国石墨产量居全球之首，但高端石墨产品如超高纯石墨、氟化石墨、核级石墨等长期依赖进口。中国石墨企业在开采和加工技术方面仍需提升，以打破技术壁垒，实现自主可控。
图4 高纯石墨
图5 氟化石墨
图6 核级无硫可膨胀石墨
图7 核级石墨金属缠绕垫片
近年来，中国在石墨产业技术创新方面取得显著进展。例如，中国五矿股份有限公司成功开发出纯度达到99.99995%以上的超高纯石墨产品，标志着我国超高纯石墨产品达到国际领先水平。
石墨行业产业链上游主要为石墨矿石的勘探和开采环节；中游为石墨生产供应环节，主要产品有天然石墨和人造石墨；下游应用领域广泛，包括钢铁行业、锂电池制造、化工工业、航空航天和国防、半导体制造、润滑剂、医疗设备等领域。特别是随着新能源车的兴起，锂电池负极材料成为石墨最重要的应用方向，全球65%以上的锂电池负极材料采用天然石墨为原料。
尽管中国是石墨资源大国，但多数石墨开采和加工企业处于价值链中下游，产业优势并不稳固。企业普遍面临环保严控、人工成本翻倍增长等压力。
中国石墨产品以初级产品为主，高端产品主要依赖进口。例如，目前我国的石墨产品纯度只能勉强达到99.95%，更高纯度的产品需要进口。
国际竞争加剧，西方国家纷纷出台战略政策以平衡中国的影响，争夺石墨资源。
随着新能源车的兴起和全球对石墨资源需求的增加，中国石墨产业有望迎来新的发展机遇。
政府出台相关政策支持石墨产业发展，如《黑龙江省石墨产业振兴专项行动方案(2022-2026年)》等，为石墨产业的规模化、创新化、数字化和集群化发展提供了有力保障。
技术创新是石墨产业发展的重要驱动力。近年来，中国石墨产业在提纯技术、选矿技术等方面取得了显著进展，如中国五矿成功开发出纯度达到99.99995%以上的超高纯石墨产品等。
石墨是多个国家的战略性矿产资源，其在新能源、航天航空、核能、军工等战略性新兴产业中具有重要应用。例如，石墨是锂离子电池等电池的重要负极材料，随着新能源车的兴起，石墨的需求量不断增加。
中国虽然是石墨资源大国，但多数企业处于价值链中下游，产业优势并不稳固。因此，提升石墨产业的科技创新能力、提高产品附加值、延长产业链，将资源优势转化为经济优势，是中国石墨产业发展的重要方向。
为了维护国家安全和利益，中国对特定石墨物项实施了出口管制。商务部、海关总署联合发布的关于石墨物项出口管制公告中，将部分高敏感石墨物项纳入两用物项出口管制清单，并取消了部分低敏感石墨物项的临时管制。这一政策体现了统筹发展和安全的管制理念，有利于保障全球供应链产业链安全稳定。
石墨：石墨是碳的一种同素异形体，由多层碳原子以六边形蜂窝状排列组成，层与层之间通过较弱的范德华力相互堆叠。这种层状结构使得石墨具有许多独特的性质，如良好的导电性、热导性和润滑性。
图8 晶质石墨
石墨烯：石墨烯则是一种由单层碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。它可以看作是石墨的单层版本，具有极高的强度和韧性，被誉为“新材料之王”。
图9 石墨烯
导电性：石墨烯的导电性能远优于石墨。石墨烯中的电子迁移率极高，这使得它在电子器件领域具有巨大的应用潜力。
导热性：石墨烯同样具有优异的导热性能，其导热系数远高于石墨和其他常见金属材料。这使得石墨烯在散热材料领域也具有重要应用。
机械性能：石墨烯的机械性能也非常出色，其强度和韧性都远高于石墨。石墨烯是已知强度最高的材料之一。
厚度：石墨的厚度是石墨烯的叠加结果，由多层石墨烯构成。具体来说，1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。而石墨烯则仅有一层碳原子厚度，几乎可以忽略不计。
石墨：由于其独特的物理和化学性质，石墨在多个领域都有广泛应用。例如，在耐火材料行业、光伏行业、高温冶金行业、原子能工业和国防工业中，石墨都发挥着重要作用。此外，石墨还常用于制作坩埚、电极、干电池、铅笔芯等。
石墨烯：石墨烯由于其优异的性能，在光电产品领域、能源技术领域、功能复合材料、微电子器件、生物医药和传感器等领域都有广泛应用。特别是随着科技的不断发展，石墨烯的应用领域还在不断扩展，被认为是一种未来革命性的材料。
技术创新：中国石墨产业需要加大技术创新力度，提升开采和加工技术水平，开发高效节能环保的提纯技术和高端石墨产品制备技术。
产业链延伸：加强石墨产业链的上下游协同发展，推动石墨产业向规模化、创新化、数字化和集群化发展。
国际合作：在全球石墨产业竞争日益激烈的背景下，中国石墨企业需要加强国际合作与交流，共同推动全球石墨产业的健康发展。
石墨作为中国战略性矿产之一，在新能源、新材料、航空航天和国防等领域具有广泛应用前景。未来随着政策引导、技术创新和国际合作的加强，中国石墨产业有望实现高质量发展并成为全球石墨产业的领导者。
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