近年來，我國石墨行業(yè)越來越受到政府的重視，尤其是在技術(shù)創(chuàng)新上，得到了一些專家、院士的大力支持。在去年年末出臺的《石墨行業(yè)準(zhǔn)入條件》，規(guī)定新建和改擴(kuò)建高純石墨項(xiàng)目，采用節(jié)能環(huán)保的先進(jìn)工藝路線；新建和改擴(kuò)建可膨脹石墨項(xiàng)目，采用電解氧化工藝或強(qiáng)酸浸漬工藝路線；新建和改擴(kuò)建柔性石墨項(xiàng)目，采用連續(xù)膨脹、壓延成型工藝和裝備。在各方的共同推進(jìn)下，石墨企業(yè)紛紛搶上深加工項(xiàng)目，競相生產(chǎn)深加工產(chǎn)品。但是由于起步晚、技術(shù)缺乏、資金缺少、人才不足等原因，一些石墨企業(yè)的深加工項(xiàng)目或是苦于沒有技術(shù)，或是在技術(shù)創(chuàng)新上摸不著門路，導(dǎo)致發(fā)展滯后。那么，我國石墨產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如何？企業(yè)更需要哪些技術(shù)和產(chǎn)品？今后又有哪些有前景的發(fā)展方向？對此記者進(jìn)行了采訪。

技術(shù)升級轉(zhuǎn)化初見成果

8月初，石墨產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟年會在黑龍江省雞西市召開，記者與參會的代表們一起參觀了雞西市石墨產(chǎn)業(yè)園以及幾家石墨企業(yè)。記者看到，憑借資源優(yōu)勢，在政策的支持下，這里的石墨產(chǎn)業(yè)園不斷建設(shè)、擴(kuò)大，石墨項(xiàng)目陸續(xù)進(jìn)駐，入園企業(yè)家家新上深加工項(xiàng)目，引進(jìn)成套先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，鉚足干勁不斷開發(fā)新項(xiàng)目、研發(fā)新產(chǎn)品。

圖為中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院的一名研究人員在展示單層石墨烯產(chǎn)品（右）的超強(qiáng)透光性。（CFP 供圖）

“現(xiàn)在取得的這些成果，在幾十年前是不可想象的。就是在幾年前，我們也沒想到石墨產(chǎn)業(yè)會發(fā)展得這么快。”當(dāng)?shù)匾晃皇髽I(yè)負(fù)責(zé)人的一席話，引發(fā)了參會代表的共鳴。

據(jù)清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授沈萬慈介紹，直到上世紀(jì)80年代，我國石墨產(chǎn)業(yè)只有采礦、選礦和少量的提純工藝，技術(shù)還是沿用國外三四十年前的水平。上世紀(jì)80年代末90年代初，在出口創(chuàng)匯的市場潮流推動下，石墨市場出現(xiàn)“黑色風(fēng)暴”，我國石墨行業(yè)以資源浪費(fèi)和環(huán)境污染為代價(jià)，占領(lǐng)了世界大部分市場。惡性競爭導(dǎo)致石墨資源價(jià)格很低，開采技術(shù)基本沒有進(jìn)步。上世紀(jì)90年代末開始，在鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的帶動下，我國發(fā)展起球形石墨、負(fù)極材料產(chǎn)品，基本達(dá)到國外上世紀(jì)90年代的技術(shù)水平。

8月初，石墨產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟年會在雞西召開。圖為會議現(xiàn)場。

隨著石墨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來越多的有識之士指出，石墨是我國重要的戰(zhàn)略資源，應(yīng)該保護(hù)好我國自有的特色資源，走石墨深加工技術(shù)創(chuàng)新路線。

2011年7月，中國工程院原副院長王淀佐等10位院士聯(lián)名上書國務(wù)院，提交了《關(guān)于黑龍江省建立國家高新石墨產(chǎn)品開發(fā)產(chǎn)業(yè)化與交易基地（國際石墨谷）的建議》，得到了時(shí)任國務(wù)院總理溫家寶的批示?？萍疾柯鋵?shí)領(lǐng)導(dǎo)的批示精神，決定由黑龍江省牽頭研究國家石墨新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃及實(shí)施方案，并啟動總預(yù)算約1.5億元的國家科技支撐計(jì)劃，批準(zhǔn)建立了黑龍江石墨產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺，認(rèn)定了黑龍江省火炬計(jì)劃科技特色產(chǎn)業(yè)基地。與此同時(shí)，我國的石墨產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟也成立。

一石激起千層浪。在國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)的指示和關(guān)懷下，在各級政府和有關(guān)部門的部署下，在技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和國家科技支撐計(jì)劃的支持下，一批朝著石墨產(chǎn)業(yè)深加工方向發(fā)展的企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)。

石墨尾礦如不加以利用、處理，容易對環(huán)境造成污染。圖為某企業(yè)的石墨尾礦。

黑龍江奧宇石墨集團(tuán)是走石墨深加工道路的典型企業(yè)。奧宇石墨集團(tuán)深加工公司總經(jīng)理崔廣宏告訴記者：“目前集團(tuán)的深加工項(xiàng)目進(jìn)展順利，常規(guī)產(chǎn)品都在正常生產(chǎn)。通過兩年的實(shí)踐和自主研發(fā)，已經(jīng)開發(fā)出了自己的核心產(chǎn)品。其中深加工公司與臺灣一家企業(yè)共同研發(fā)的超精細(xì)球形石墨已于今年5月投產(chǎn)。常規(guī)球形石墨的中間顆粒在16～18微米，而這種超精細(xì)球形石墨的中間顆粒不到8微米。這種產(chǎn)品生產(chǎn)難度很大，粉碎、提純、烘干等環(huán)節(jié)都有很高的技術(shù)含量。目前公司已生產(chǎn)30余噸超精細(xì)球形石墨，產(chǎn)品直銷日本、韓國和美國?！?

在自主創(chuàng)新領(lǐng)域，雞西浩市新能源材料有限公司也有所收獲。該公司總經(jīng)理助理王國利介紹，目前國內(nèi)生產(chǎn)負(fù)極材料的爐溫是2800℃，而他們公司經(jīng)過對生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，爐溫可達(dá)到3100℃，并且工藝溫度穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了石墨化爐在超高溫狀態(tài)下的穩(wěn)定運(yùn)行，極大地滿足了負(fù)極材料的生產(chǎn)要求。經(jīng)有關(guān)專家論證，這項(xiàng)技術(shù)目前處于國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平。產(chǎn)品經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測合格，含碳量達(dá)到99.995%以上，達(dá)到德、美等國高純石墨的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。公司目前擁有4項(xiàng)專利，還有3項(xiàng)專利在申報(bào)過程中。

奧宇石墨集團(tuán)積極響應(yīng)國家號召，新上環(huán)保、節(jié)能的尾礦砂空心磚等深加工項(xiàng)目。年產(chǎn)4000萬塊磚，一年銷售收入可達(dá)2000萬元。

圖為奧宇廣廈新材磚廠所生產(chǎn)出來的空心磚。

近幾年，一些石墨先進(jìn)實(shí)用技術(shù)和優(yōu)秀科技成果紛紛轉(zhuǎn)化落地?！笆濉笔a(chǎn)業(yè)科技發(fā)展相關(guān)規(guī)劃出臺，國家級石墨產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測中心、高導(dǎo)熱研發(fā)院士工作站、石墨深加工產(chǎn)品研發(fā)中心等的成立，進(jìn)一步促進(jìn)了石墨科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。高純石墨材料開發(fā)及其典型應(yīng)用、提高天然球形石墨比容量研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、天然石墨制造鋰離子電池負(fù)極關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)等項(xiàng)目已正式實(shí)施。校企聯(lián)合、政企聯(lián)合的石墨科技合作協(xié)議陸續(xù)簽訂。一些企業(yè)自主研發(fā)專利技術(shù)也層出不窮，其中湖北宜昌新成石墨有限責(zé)任公司相關(guān)的工裝設(shè)備在全國行業(yè)中領(lǐng)先，申報(bào)了7項(xiàng)國家實(shí)用新型專利，現(xiàn)已授權(quán)4項(xiàng)，創(chuàng)新研發(fā)了超薄石墨導(dǎo)熱膜新產(chǎn)品；株洲弗拉德公司天然微晶石墨超高溫連續(xù)純化設(shè)備，中試線一次把中高碳鱗片石墨及微晶石墨原礦提純到99%～99.99%，今年將有產(chǎn)業(yè)化設(shè)備面世，能耗≤3500千瓦時(shí)/噸，并有望取代化學(xué)法提純。

“目前，國內(nèi)初步擁有了石墨深度加工、精細(xì)加工和表面處理技術(shù)，金屬、塑料與石墨的復(fù)合技術(shù)，超細(xì)納米石墨、石墨合金粉末、液體石墨、石墨溶膠制備技術(shù)等。這些技術(shù)可用作鋰離子電池電極、燃燒電池極板、導(dǎo)電過濾石墨紙、導(dǎo)電橡膠、水域油污吸附材料、電磁屏蔽材料、石墨導(dǎo)電乳膠漆、石墨泡沫材料、催化劑載體、石墨合金軸承等方面產(chǎn)品?！笔a(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長韓玉鳳介紹說。

創(chuàng)新路上仍需邁多道坎

雖然我國天然石墨深加工技術(shù)進(jìn)展很快，但依然存在著諸多不足。與發(fā)達(dá)國家相比，我國石墨深加工產(chǎn)業(yè)相對落后，產(chǎn)業(yè)鏈短，產(chǎn)品科技含量低，高科技產(chǎn)品少，目前仍以原料生產(chǎn)及加工鱗片石墨為主。

目前，我國柔性石墨仍處于試制階段，生產(chǎn)線已有二三十條，但先進(jìn)的不多；鋰離子電池還處于小試階段；浸硅石墨等還是空白。這一現(xiàn)象與我國石墨生產(chǎn)大國地位極不相稱。究其原因，我國石墨深加工技術(shù)還存在一些問題，在技術(shù)開發(fā)投入還不夠。

據(jù)了解，德國、法國、美國、瑞士、日本等國家的石墨深加工技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，這些發(fā)達(dá)國家基本壟斷了石墨深加工的先進(jìn)技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)，利用我國的廉價(jià)原料，深加工成先進(jìn)石墨材料，以極高的價(jià)格占領(lǐng)國際市場并返銷我國。目前，美國、日本等國的柔性石墨產(chǎn)業(yè)居世界領(lǐng)先地位；日本生產(chǎn)核能級的超低硫（S＜500ppm）和高純硫（S＜50ppm）產(chǎn)品的技術(shù)全球領(lǐng)先；美國、日本的鋰離子電池采用改性石墨作陽極材料已形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)；浸硅石墨目前僅德國、美國、俄羅斯三國能夠生產(chǎn)。

中國石墨行業(yè)協(xié)會原秘書長裴志翔認(rèn)為，石墨行業(yè)往深加工方向努力，關(guān)鍵在原材料，要精選出大量的大鱗片石墨作為原料，通過技術(shù)手段生產(chǎn)高碳高純石墨。而從目前來看，我國在精選鱗片石墨上還有很大難度，主要是保護(hù)石墨資源意識還不夠。美、俄、英、德等國家都把本國的石墨資源用為戰(zhàn)略資源予以儲備，限制石墨資源開采。與發(fā)達(dá)國家相比，我國的石墨資源一直未得到應(yīng)有的重視。石墨資源大規(guī)模的無序開采、長期低價(jià)出口，使稀有的戰(zhàn)略資源大量流失。另外，我國石墨行業(yè)生產(chǎn)布局相對分散，缺少專業(yè)化協(xié)作分工和規(guī)模效應(yīng)，加之企業(yè)技術(shù)力量薄弱，沒有正規(guī)的礦山開采設(shè)計(jì)，采剝比例失調(diào)。尤其是大鱗片石墨保護(hù)不下來，不利于行業(yè)今后的發(fā)展。

沈萬慈認(rèn)為，目前我國在高質(zhì)量負(fù)極材料，特別是動力、蓄能電池相關(guān)的材料，以及高導(dǎo)熱材料的生產(chǎn)，還存在一定的技術(shù)難度。從長遠(yuǎn)看，目前批量制備石墨烯粉體問題不大，但找到合適用途，進(jìn)而形成產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)，還有較大的技術(shù)難度，需要一定的時(shí)間。

韓玉鳳認(rèn)為，石墨企業(yè)面臨的主要共性問題就是技術(shù)問題，主要表現(xiàn)在新產(chǎn)品、環(huán)保、采選、尾礦處理等方面亟須提高工藝、技術(shù)和裝備水平。一是球形石墨技術(shù)。要突破球形石墨生產(chǎn)中小顆粒鱗片石墨球形化技術(shù)，提高回收率。二是選礦技術(shù)。要解決礦石可選性較差，分選效果不好，導(dǎo)致精礦品味不宜提高以及在磨礦過程中，石墨大鱗片破損率較大等問題。三是尾礦砂綜合利用。尾礦砂大量堆積，造成環(huán)境污染，尋求尾礦砂綜合利用技術(shù)，制備高新技術(shù)產(chǎn)品。四是石墨超導(dǎo)材料的制備技術(shù)。目前石墨超導(dǎo)材料制備過程非常復(fù)雜，產(chǎn)出比非常低，消耗原料大，生產(chǎn)成本高，超導(dǎo)性能不穩(wěn)定。五是石墨觸媒柱及金剛石復(fù)合生產(chǎn)技術(shù)。研究通過添加適當(dāng)金屬元素，使金剛石的合成壓力與溫度條件得到降低，金剛石的生長速度得到提高等技術(shù)。

轉(zhuǎn)型新材料是發(fā)展方向

對于如何破解我國石墨產(chǎn)業(yè)技術(shù)嚴(yán)重落后的局面，相關(guān)專家向記者提出了自己的看法。

科技部辦公廳調(diào)研室副主任劉歧巖認(rèn)為，我國應(yīng)以石墨作為基礎(chǔ)材料，全方位進(jìn)行思考。從全碳角度思考，把石墨產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟上升到碳材料聯(lián)盟。向碳相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)轉(zhuǎn)型，業(yè)界應(yīng)加快碳材料產(chǎn)業(yè)化，早日實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，在新碳材料結(jié)構(gòu)發(fā)展中占據(jù)主動。

對于石墨產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級路線圖，沈萬慈建議：第一，有實(shí)力的礦產(chǎn)設(shè)計(jì)研究院與采選企業(yè)結(jié)合，引進(jìn)其他礦種的先進(jìn)采選礦技術(shù)設(shè)備，設(shè)計(jì)建設(shè)先進(jìn)的石墨采選礦生產(chǎn)線，在能耗、回收率、大鱗片保護(hù)、水資源利用、尾礦處理等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上有顯著改善。第二，國內(nèi)已經(jīng)具有環(huán)保節(jié)能的先進(jìn)酸堿法提純和節(jié)能型高溫提純技術(shù)。先進(jìn)酸堿法大幅度降低耗水量，工業(yè)用水80%得到循環(huán)使用或中水利用；高溫提純能耗3500千瓦時(shí)/噸，基本不耗水。建議政府引導(dǎo)，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，針對資源特點(diǎn)，建設(shè)不同類型的規(guī)?；峒兩a(chǎn)線，嚴(yán)格限制化學(xué)提純中嚴(yán)重污染環(huán)境的氫氟酸的使用。第三，依托資源，把天然石墨鋰離子電池負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?，并針對不同檔次電池需求，研發(fā)不同品質(zhì)負(fù)極材料，使產(chǎn)品系列化。研發(fā)安全、長壽命的天然石墨動力型電池負(fù)極材料。第四，天然石墨基各向同性石墨實(shí)施產(chǎn)業(yè)化。第五，企業(yè)是實(shí)施重大工程技術(shù)項(xiàng)目的主體，項(xiàng)目的選擇必須根據(jù)自己資源的特點(diǎn)，自身的技術(shù)、資金、市場的能力來選擇項(xiàng)目。

湖北宜昌新成有限責(zé)任公司總經(jīng)理羅成旺告訴記者，目前一些深加工企業(yè)采用的還是傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，所謂做深加工項(xiàng)目，只是設(shè)備較新、工序比以前多而已。但是這樣的做法很容易把大鱗片石墨破壞掉。而現(xiàn)在，90目以上的大鱗片石墨價(jià)格將近10000元/噸，80目的鱗片石墨是6000元/噸。因此建議一些院校、專家、企業(yè)等共同研究出保護(hù)大鱗片石墨的新工藝，提高價(jià)值。“今后石墨材料的發(fā)展方向應(yīng)是柔性石墨向高純、高密度、超薄方向發(fā)展，膨脹石墨向高倍率膨脹石墨發(fā)展，鱗片石墨向細(xì)目鱗片石墨研究方向發(fā)展。只有這樣，深加工項(xiàng)目才能做下去，才能做的更好。此外，球形石墨不是理想的鋰離子電池材料，主要缺陷是放電容易充電難，反復(fù)充電導(dǎo)致壽命有限。而真正理想的材料應(yīng)是碳材料或是石墨烯，建議今后向碳材料方向發(fā)展。”羅成旺說。

韓玉鳳也提出了自己的觀點(diǎn)，一是相關(guān)部門和組織要進(jìn)一步配合中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院等部門機(jī)構(gòu)，針對我國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，做好有針對性、戰(zhàn)略性、切實(shí)可行的石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)路線規(guī)劃，重點(diǎn)引導(dǎo)兩個(gè)方向：高純石墨及其制備；倡導(dǎo)石墨烯研發(fā)與產(chǎn)化，盡快實(shí)現(xiàn)石墨烯產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。二是行業(yè)要延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，改變石墨產(chǎn)業(yè)以采選生產(chǎn)初級原料單一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整逐步向高技術(shù)含量、高附加值的石墨深加工產(chǎn)品、石墨新興材料及制品方向轉(zhuǎn)變。利用黑龍江雞西和蘿北等石墨產(chǎn)業(yè)基地的地理優(yōu)勢，重點(diǎn)發(fā)展六大產(chǎn)業(yè)鏈條，即選礦與提純、石墨新能源配套材料、柔性石墨及制品、石墨微粉及制品、特種石墨材料、靜脈產(chǎn)業(yè)，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，推動石墨產(chǎn)業(yè)由資源優(yōu)勢向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化。