五矿开发超高纯石墨产品背后：全球“黑金”产业重塑，中国面临新挑战

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在9月3日举行的天然石墨高质化利用创新成果暨黑龙江石墨提纯加工中心成立发布会上，中国五矿股份有限公司副总经理、中国五矿集团（黑龙江）石墨产业有限公司（下称“五矿石墨”）董事长王炯辉介绍的重要成果，即“成功开发出纯度达到99.99995%以上的超高纯石墨产品”在全网刷屏。

实际上，王炯辉此次发布了五矿石墨近年来围绕产业链的多项创新成果，包括石墨资源协同开采与固废源头减排、石墨“柱-机联合”分质分选鳞片保护、多盘高收率球形化、球形石墨尾料制备高容量负极材料、高纯石墨制备等新技术和闪速浮选机、高收率球形化成套设备、国内首台套连续式高温纯化炉等新装备成果。王炯辉介绍，其中多项技术达到国际领先水平。

全产业链科技攻关的背后，是中国要从石墨资源大国发展成为石墨资源强国尚有很长距离的现实，同时也是新能源、航天航空、核能、军工等战略性新兴产业发展的需求。

此外值得关注的是，石墨中的晶质石墨被列为中国战略性矿产，而黑龙江是中国晶质石墨资源的第一大省，该省近年来在石墨产业发展上雄心勃勃。上述发布会也正是由黑龙江省鹤岗市人民政府、中国非金属矿工业协会、中国五矿集团（黑龙江）石墨产业有限公司共同主办。

2022年10月印发的《黑龙江省石墨产业振兴专项行动方案（2022-2026年）》中指出，力争到 2026年，产业向规模化、创新化、数字化和集群化发展，营业收入超过500亿元。该省的目标包括，建成鸡西市与鹤岗市两个全国最大的石墨深加工产业基地。

五矿石墨云山石墨矿。

全球石墨产业处于产业链供应链重塑期

石墨是碳的单质，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。

其用途主要取决于结晶程度，根据工业用途不同，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），其中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）。

从资源储量来看，中国是石墨资源大国，总保有量长期位居世界前列。在全球范围内，土耳其、中国、巴西3个国家的石墨储量合计约占全球储量的七成以上，而中国也是世界少数几个既有晶质石墨又有隐晶质石墨资源的国家。同时，中国也是全球最大的石墨精矿生产国、石墨初加工产品的主要生产国、最大的石墨出口国。

2016年，我国《全国矿产资源规划（2016—2020年）》将可用于电池原料和原子能等尖端技术的原料晶质石墨列为战略性矿产之一。从国际上来看，欧盟、美国、澳大利亚等国家和地区也已将石墨列为关键资源。

值得注意的是，当前全球石墨供给侧正发生结构性变化，全球石墨产业正处于产业链供应链重塑期。

中国工程院院士孙传尧等人在2022年发表于《中国工程科学》上的一篇文章指出，欧美等国家和地区普遍重视石墨资源及材料的发展。欧盟宣布将石墨烯列入“未来新兴旗舰项目”，在未来10年内计划投入10亿欧元；日本在2006年就鼓励私营企业去海外开发石墨资源，2012年将石墨纳入关键矿产；美国2019年的《新矿产资源安全法》将石墨列为对汽车和能源行业所需要“关键矿产”，制定了《确保关键矿产可靠供应的联邦战略》，提出了保障石墨等关键矿产供应的61项具体措施，推进“资源独立”和加强关键矿产国内供应；非洲新发现大量优质石墨资源，全球石墨资源开发重心从中国逐步向非洲转移的趋势明显。

孙传尧等人认为，我国石墨产业发展面临新的挑战，必须以高质量发展解决我国石墨产业长期存在的低质量发展、低水平建设、创新能力差等问题。

孙传尧此前也公开表示，我国是全球天然石墨深加工产业的产量最大国，以初级加工产品和中端加工产品为主，在国际上占有重要地位，但超高纯石墨、氟化石墨、核级石墨、高性能长循环天然石墨负极材料等高品质石墨产品长期依赖进口。其认为，当前我国石墨产业的重点任务是建立中国石墨资源及采选数据库，开发石墨大鳞片保护技术与装备，开发高效节能环保的提纯技术，开发石墨精深加工技术，突破石墨烯独特物性的专属应用技术，开发高端特种石墨制备技术及装备。

此次王炯辉团队攻克石墨高温纯化关键技术，成功开发出纯度达到99.99995%以上的超高纯石墨产品，即标志着我国超高纯石墨产品达到国际领先水平，将破解我国在高纯石墨领域关键核心技术受制于人、超高纯石墨产品无法自主稳定供应的现状，对战略性新兴产业发展具有重要意义。

所谓的超高纯石墨指含碳量达99.99%以上的石墨，具有自润滑性好、导电性好、耐腐蚀耐高温、化学稳定性优良等特点。中国五矿方面介绍，王炯辉团队通过多种技术组合的梯次提纯，将石墨纯度从95%提升到99.99995%以上，并保持产品质量稳定，合理的联合工艺路径还使产品在生产成本上具有显著优势。

据悉，在超高纯石墨产品的应用上，五矿石墨科研团队正在加快研发高端负极材料、核级石墨、以及半导体用石墨等碳基材料产品。

在上述9月3日举行的发布会上，中国工程院院士吴爱祥也指出，天然晶质石墨是我国重要的优势战略矿产，但在高质化应用方面，一些高端产品核心技术仍被少数西方国家垄断。面对我国较为严峻的资源安全形势，我国矿业要应用新质生产力实现高质量发展，进一步向绿色化、智能化和国际化三个方向发展。对于石墨资源，我们要努力提升科技创新能力、提高产品附加值、延长产业链，将资源优势真正转化为经济优势。

孙传尧等人在上述文章中还强调，进入21世纪，随着石墨材料加工及应用技术的不断发展，石墨的物化电热等特性得到充分发挥，核石墨、球形石墨、高纯石墨、膨胀石墨、柔性石墨、石墨烯、纳米石墨等高性能石墨产品在核能、新能源、储能、节能环保、航空、航天、生物医药、电子信息、新材料、高端装备等战略性新兴产业中的使用量逐年增加，石墨材料正成为电子产品、电动产品、航空、航天、高端机械、核反应堆等不可或缺的重要材料。

可以说，我国战略性新兴产业高质量发展和石墨产业高质量发展形成了互相推动及制约的关系，战略性新兴产业亟需石墨产业高质量发展。

晶质石墨大省黑龙江：百亿级产业集群机遇如何抓住？

中国石墨资源总体丰富，但分布不均，主要呈现为“分布广泛、东多西少、个别富集”的特征。其中，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，黑龙江和内蒙古晶质石墨储量最多。

黑龙江省在2022年10月印发的《黑龙江省石墨产业振兴专项行动方案（2022-2026年）》（下称“《行动方案》”）中的数据显示，该省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，具有较高的集聚度、赋存条件简单、采选成本较低、粒度规格较全的比较优势。

石墨资源大省有何新机遇？上述《行动方案》指出，我国虽然是石墨资源储量与生产大国，但多数企业处于价值链中低端，产业优势并不突出。一是石墨企业绿色化发展转型处于“阵痛期”阶段。二是产业数字化发展水平较低。产品批次质量稳定性差、品牌效应不足、产品性能缺少竞争力，对国际贸易规则和下游高端产品价格影响力不足，加强出口管理的政策空间有限，抗风险能力弱。三是澳大利亚、加拿大、欧洲等国家和地区的石墨企业通过开展跨国经营，进一步提升其对全球石墨供应链的控制力，国际竞争愈演愈烈。

《行动方案》写道，全球石墨产业发展呈现原料主产地数量增加且竞争趋于激烈，原料产地与精深加工和消费地分离，领先跨国企业通过深耕垂直应用领域专用技术不断提升进入门槛等趋势。同时，随着新能源汽车、航空航天、核工业、电子信息等新兴领域对石墨基新材料需求增长迅速，新兴消费市场呈快速上升势头。

黑龙江省综合研判认为，在新一轮石墨深加工企业为了保障产业链供应链稳定向资源地集聚等的历史机遇，该省拥有较好的发展机遇和竞争优势。

黑龙江省力争到2026年，产业向规模化、创新化、数字化和集群化发展，营业收入超过500亿元，企业总数达到200户以上，其中规上企业总数达到80户以上、高新技术企业达20户以上、建设1-2个国家级石墨创新平台，打造1-2个“一矿多用”的石墨智慧矿山，建成鸡西市与鹤岗市两个全国最大的石墨深加工产业基地。

在上述当天的发布会现场，黑龙江石墨提纯加工中心也正式宣布成立。该中心位于鹤岗石墨高质化利用园区，依托鹤岗市优质石墨资源和产业优势，以及五矿石墨已建成的提纯产能和相关配套设施，力争打造中国国内产能规模最大、综合成本最具竞争优势、绿色低碳环保的一流石墨提纯加工产业聚集地，为中国天然石墨产业向高端化、高质化发展提供重要支撑。

实际上，中国五矿、深圳贝特瑞等行业龙头企业的引进，对黑龙江石墨产业的提档升级至关重要。以中国五矿为例，其拥有全球较大的鹤岗云山石墨矿，已建成年产20万吨石墨选厂和深加工产业链，于2019年在鹤岗成立五矿石墨。

目前，五矿石墨已初步建立起了“前沿基础研究-应用技术研发-工程产业化”的科创体系和“雁阵”科技创新人才团队，打造五矿石墨技术研究院、天然石墨应用技术研发中心、天然石墨应用技术研发中试基地等科研平台，并完成涵盖石墨材料制备室、负极材料制备室、高温实验室、污水处理化学工作站、电池测试实验室和物理化验室等实验体系规划。

不过，包括黑龙江省在内的石墨资源大省能否实现高质化发展，仍存在多环节短板需补齐。

孙传尧等人在前述文章中即指出，我国石墨产业高质量发展面临的主要问题包括：石墨产业整体上还处于价值链中低端，对战略性新兴产业的支持力度不够；石墨采选行业距离高质量发展还有较大差距；科技创新能力差；石墨企业外向发展的步伐不坚决等。

例如，就科技创新能力差这一点，孙传尧等人具体分析，我国虽然已经涌现了一批从事石墨研发、生产和应用的机构和企业，但还没有以石墨资源开发技术、石墨深加工技术等为主要研究方向的科研机构（石墨烯除外），也没有具有较强、较系统研发能力的石墨生产企业，整个行业的技术创新能力分散、创新能力差。专业研究机构欠缺是造成我国石墨行业整体技术水平不高、高附加值产品严重依赖国外、产业链延伸速度慢的关键问题。

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