去年,我国在内蒙古阿拉善发现一处超大型大鳞片石墨矿——查汗木胡鲁石墨矿,目前已探明石墨资源总量1.3亿吨,约占全球可采储量的7.3%,平均品位5.45%,并已取得内蒙古国土资源厅矿产资源储量评审备案,这意味着其储量得到官方认可,也就是算数的资源储量。
该矿大鳞片石墨矿物量多达703万吨,相当于7个马达加斯加大鳞片石墨主产区的资源量。石墨鳞片的大小以“目”为衡量单位,目数越小,鳞片尺寸越大,俗称为大鳞片,反之则称为“小鳞片”或“细鳞片”。经岩矿鉴定,查汗木胡鲁矿全矿区石墨片度大于正100目以上的占到99.8%,进一步的选矿试验显示,浮选精矿正100目的产率达到61%,而国内其他多数石墨矿的这一比例普遍仅为30%至40%,虽然个别石墨矿能达到50%的比例,但储量小,和查汗木胡鲁石墨矿的储量相比,完全不在一个等量级,这样高品位超大规模的资源储量在国内乃至世界尚属罕见。
参与矿区项目论证的专家们认为,该矿不仅储量大,而且大鳞片石墨所占比例高,不仅弥补了我国大鳞片石墨资源的不足,也是全球少数可以进行石墨全产业链与深加工的石墨资源。
令人欣慰的是,由于查汗木胡鲁石墨矿的发现,我国不仅重新夺回全球石墨资源储量第一的地位,而且改写了我国石墨资源分布格局,甚至直接影响到全球石墨资源格局,对石墨产业的供需再平衡将发挥重要作用。
石墨烯:产业升级的“加速器”
天然石墨除应用于钢材、冶金、耐火等传统行业外,近几年作为一种战略性资源也广泛应用于军工、航天、电子、核电等多个领域。
记者了解到,虽然现在已经能制备人造石墨,但因为人造石墨的结晶成熟度远达不到天然石墨的水平,目前只能替代小鳞片石墨,尚不能替代大鳞片石墨,因此大鳞片石墨在工业领域的应用有着举足轻重的地位。
天然石墨另一个最具前景的应用领域是石墨烯。石墨烯目前是世界上最薄的材料,只有一个原子的厚度,却比最好的钢材坚韧百倍,而且导电性、导热性也远超其他材料,几乎完全透明,又有很好的弹性,其无可比拟的材料性能堪称完美,因此被称为“新材料之王”。未来,石墨烯一旦实现产业化应用技术突破,应用前景广阔,无可限量,能撬动千亿元的产业规模。
我国要从根本上化解石墨产业危机,必须要紧抓石墨烯这个重大发展机遇,弯道超车,实现产业升级。
据国家非金属矿深加工工程技术研究中心王学群教授介绍,制备石墨烯的原料有大磷片石墨和细磷片石墨两种,虽然两者都能制备石墨烯,但工艺路径不同,大磷片石墨的制备流程只有三段,而细磷片的制备流程有五段,前者流程简化,工艺更优。相对细磷片石墨,大磷片石墨更容易制成石墨烯,制作成本也更低,优势明显。大鳞片石墨不仅是生产高端精密器件的基础性原料,也是制备石墨烯的上佳原料。
据悉,此次发现的查汗木胡鲁石墨矿全部可实现露天开采,矿石易选,只要剥离很薄的一层即能选取,矿石剥离量比同类矿山少20%,开采技术条件要求较为简单,开采成本低,且交通便利,加之大鳞片占比高,完全能成为我国制备石墨烯的“大粮仓”。
产业的发展离不开国家政策支持
2015年11月30日,工信部、发改委、科技部联合印发了《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》,提出到2020年,形成完善的石墨烯产业体系,实现石墨烯材料标准化、系列化和低成本化,指明要将石墨烯产业发展成为先导产业。该意见指出,要抓住机遇培育壮大石墨烯产业,把石墨烯产业打造成先导产业。同时提出了“四个推进”,即推进产业发展关键技术创新;推进首批次产业化应用示范;推进产业绿色、循环、低碳发展;推进拓展应用领域。
今年伊始,工信部批准组建石墨产业发展联盟,批复指出,加快石墨材料产业化进程和构建完善石墨上下游产业链,缩短下游产业所需的石墨新材料研制开发、投入使用、进入市场的周期。
随着国家一系列石墨烯产业政策的落地,石墨烯产业将由高科技研发逐步转入应用推广,石墨烯产业化发展进入提速阶段。