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石墨矿业简史
中国发现和利用石墨的历史悠久。古籍中曾有不少关于石墨的记载。如《水经注》载"洛水侧有石墨山。山石尽黑，可以书疏，故以石墨名山矣。"从考古挖掘出来的甲骨、玉片、陶片发现，早在3000多年前商代就有用石墨书写的文字，一直延续至东汉末年(公元220年)，石墨作为书墨才被松烟制墨所取代。清朝道光年间(公元1821~1850年)，湖南郴州农民开采石墨做燃料，称之为"油碳"。
20世纪初期，用石墨制造电池和铅笔的技术传入中国，当时称为"电煤"和"笔铅"的石墨，开始用于近代工业，推动了中国石墨采掘业的发展。兴和、南江、磐石石墨矿于1916~1928年相继开采，1929年湖南耒阳、郴州、宜章等地办起7个石墨矿山，1932年湖南桂阳发现优质石墨，十余家笔铅公司参与开采或收购矿砂。陕西眉县1936年成立笔铅矿业公司，年产石墨矿砂约3000t。
1931年9月后磐石、柳毛、兴和矿和1937年7月后南墅、定安等矿，曾遭受日本侵略者掠夺开采，估计掠走石墨5万t以上。当时抗战后方四川南江坪河地区有9家矿山和2家公司采掘石墨和碾粉，年产量200t，1947年停产。抗日战争胜利后，解放区人民政府于1948年接管柳毛、磐石、南墅矿并恢复生产；统治区曾有20余家笔铅公司，至1949年只剩郴州、眉县两家，共计年产石墨5915t。
随着石墨矿山的开发，中国石墨矿床地质工作自本世纪20年代起，一些学者就曾进行过石墨矿地质调查，如梁津对福建南屏笔铅矿的调查，侯德封、曾世录、南延宗、廖友仁、卢衍豪、高俊西、李均衡、王曰伦等人对四川、河南、福建、陕西、甘肃等地的一些矿点的调查。但是，1949年以前开采矿山都未做过正规的地质勘查工作。
1949年，中华人民共和国成立后，国家对石墨矿投入了大量地质勘查工作。早在50年代初，华东工业部就派地质队开始勘查南墅石墨资源。其后，建材和地矿等系统的地质队，在60年代勘探南墅、兴和、鲁塘、磐石等矿，70年代勘探南江、北墅、什报气、三岔垭等矿，80年代勘探柳毛、金溪等矿，90年代勘探穆棱、赤城等矿。40多年来，不仅查明扩大老矿山储量，而且还新发现大批矿产地，探明了大量可供工业利用的储量和丰富的后备资源，全面掌握了中国石墨矿产资源特征和分布规律，丰硕的地质成果为中国石墨矿业持续发展提供了可靠的依据。
中华人民共和国成立后，随着冶金、机械、电气等工业发展的需要，石墨生产得到蓬勃发展。1950~1952年国家投资建设南墅、柳毛、兴和、鲁塘、南江等矿，1952年生产石墨1.22万t。1953~1957年经过技术改造和工艺设备填平补齐，初步改变石墨矿山落后的面貌，1957年全国8个矿山生产石墨4.33万t，开始有产品出口。1958年新办21个小矿，全国产量15万t，但出现采掘失衡，产品质量下降的情况。经过1962年的调整，产品质量好转，但产量有所下降，至1966年年产量为8.9t，1970年起才有提高，并有漳平、冷水江、穆棱、麻山、灵宝等矿相继建设，1977年全国产量达到20.6万t。1978年以后，石墨工业出现4年徘徊，全国年产量保持18万t左右。
中国实行改革、开放方针后，石墨工业出现新的生机。80年代恢复发展了莱西、武川、伍园、西峡等矿，广东佛冈煤矿和鸡西磷矿兼有石墨生产矿场。至1985年全国县属以上的大、中型石墨企业有25家，乡镇小型企业200多家，全国年产量27.9万t，出口量从1978年的1.37万t增长至8.1万t，成为非金属矿中的大宗出口产品。1990年中国石墨生产出现高峰，年产量67.9万t，出口量14.1万t，1992年降为50.8万t，出口量15.5万t。1995年又出现新的高峰，年产量达216.3万t，其中鳞片石墨产量54.9万t，出口量15.4万t。目前共有国有骨干矿山9座，地方国有矿山15座，集体及乡镇采选厂矿187家，各种加工厂180余家，形成以黑龙江柳毛、山东南墅、内蒙古兴和为重点的晶质石墨生产基地和以湖南鲁塘为中心的隐晶质石墨生产基地，国有骨干矿山的产量占全国产量的38%，集体及乡镇企业产量占62%。
中国石墨矿业历经70多年沧桑，自中华人民共和国成立后，虽然也有几次曲折，但总体发展显著，至1995年不仅年产量为1949年产量的365倍，而且已形成为采矿、选矿、加工、质量提纯和石墨制品一系列配套的综合性产业。目前年产量约占世界产量的一半，居于xx。产品品种20多种，产品牌号272种，产品质量、粒度分级及粉碎加工方法达世界先进水平。同时，由于不断开拓深加工产品，产品结构也发生较大的改善，已能生产代表当代国际先进水平的彩电管石墨乳，GRT节能减磨添加剂、可膨胀石墨、石墨板材、石墨密封件和石墨耐火材料等6大类近1000种深加工产品。长期以来，石墨一直是中国非金属优势矿产之一，今后仍将继续稳步发展。
石墨的种类和用途
石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。工业上，根据结晶形态不同，将xx石墨分为三类。
1.致密结晶状石墨
致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于0.1毫米，比表面积范围集中在0.1-1m2/g(由北京金埃谱科技生产的全自动F-Sorb 2400比表面积仪BET方法测试),晶体排列杂乱无章，呈致密块状构造。这种：石墨的特点是品位很高，一般含碳量为60~65%，有时达80~98%，但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。石墨比表面积也是非常重要的，石墨比表面积研究和相关数据报告中，只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，因为国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,请参考(GB.T 19587-2004)-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积测试有专用的比表面积测试仪，国内比较成熟的是动态氮吸附法，现有国产仪器中大多数还只能进行直接对比法的，北京金埃谱科技有限公司的F-sorb2400比表面积分析仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器(兼备直接对比法)，更重要的北京金埃谱科技有限公司的F-sorb2400比表面积分析仪是迄今为止国内{wy}xx自动化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高，稳定性也很好，同时减少人为误差，提高测试结果xx性。
2.鳞片石墨鳞片石墨
石墨晶体呈鳞片状；这是在高强度的压力下变质而成的，有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特点是品位不高，一般在2~3%，或100~25%之间。是自然界中可浮性{zh0}的矿石之一，经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越；因此它的工业价值{zd0}。
3.隐晶质石墨隐晶质石墨
隐品质石墨又称非晶质石墨或土状石墨，这种石墨的晶体直径一般小于1微米，比表面积范围集中在1-5m2/g(由北京金埃谱科技生产的全自动F-Sorb 2400比表面积仪BET方法测试)，是微晶石墨的集合体，只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状，缺乏光泽，润滑性也差。品位较高。一般的60~80%。少数高达90%以上。矿石可选性较差。
石墨在工业上运用极广，几乎每个行业都会用到。工业上多用的是人造石墨，也就是特种石墨。按其成型的方式可分为以下几种。
1、等静压石墨。也就是很多人叫的三高石墨，但是并不是三高就是等静压。
2、模压石墨
3、挤压石墨，多为电极材料。
其中按石墨的颗粒度分，也可分为：细节构石墨(一般比表面积在10-20m2/g，由北京金埃谱科技生产的全自动F-Sorb 2400比表面积仪BET方法测试),中粗石墨(一般的颗粒度在0.8mm左右)、还有就是电极石墨(2-4mm)。
石墨知识介绍
石墨是碳的结晶体，是一种非金属材料，色泽银灰，质软，具有金属光泽。莫氏硬度为1~2，比重2.2~2.3，其容重一般为1.5~1.8。
石墨的溶点极高，在真空下到3000℃时才开始软化的趋向溶融状态，到3600℃时石墨开始蒸发升华，一般的材料在高温下强度逐渐降低，而石墨在加热到2000℃，其强度反而较常温时提高一倍，但石墨的耐氧化性能差随着温度的提高氧化速度逐渐增加。
石墨的导热性和导电性是相当高的，其导电性比不锈钢高4倍，比碳素钢高2倍，比一般的非金属高100倍。其导热性，不仅超过钢、铁、铅等金属材料，而且随温度升高导热系数降低，这和一般金属材料不同，在极高的温度下，石墨甚至趋于绝热状态。因此，在超高温条件下，石墨的隔热性能是很可靠的。
石墨具有良好的润滑性和可塑性，石墨摩擦系数小于0.1，石墨可展成透气透光薄片，在高强石墨硬度很大，以至用金刚石刀具都难以加工。
石墨具有化学稳定性，能耐酸、耐碱，耐有机溶剂的腐蚀。由于石墨有以上特有优良性能，在近代工业用途日益广泛。
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之保护剂，冶金炉的内衬。
2、作导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，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(一)200~2000℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。
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，就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。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可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，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器的铸模，使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸xx，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和底座，高温电阻炉炉管，棒、板、格棚等元件。
6、用于原子能工业和国防工业：石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中，铀一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，耐腐蚀的性能，石墨xx可以满足上述要求。作为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0.5PPM。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。
7、石墨还能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用4~5克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。
8、石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后，可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。
如不透性石墨，定向高密度石墨，石墨纤维布等。
石墨的主要用途
(一)石墨的特殊性质
石墨有如下特性
(1)耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
(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，石墨呈绝热体。
(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、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
(5)可塑性：石墨的韧性很好，可碾成很薄的薄片。
(6)抗热震性：石墨在高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。
(二)主要用途
由于石墨具有上述的特殊性能，所以在冶金、机械、石油、化工、核工业、国防等领域得到广泛的应用，其主要用途为：
(1)耐火材料：在冶炼工业中，用石墨制造石墨坩埚、作钢锭的保护剂、作冶炼炉内衬的镁碳砖。
(2)导电材料：在电器工业中，广泛采用石墨作电极、电刷、xx、碳管以及电视机显像管的涂料等。
(3)耐磨材料和润滑剂：在许多机械设备中，用石墨作耐磨和润滑材料，可以在-200~2000℃温度范围内以100m/s的速度滑动，不用或少用润滑油。
(4)密封材料：用柔性石墨作离心泵、水轮机、汽轮机和输送腐蚀介质的设备的活塞环垫圈、密封圈等。
(5)耐腐蚀材料：用石墨制作器皿、管道和设备，可耐各种腐蚀性气体和液体的腐蚀，广泛用于石油、化工、湿法冶金等部门。
(6)隔热、耐高温、防辐射材料：石墨可作为核反应堆中中子减速剂以及火箭的喷嘴、导弹的鼻锥、宇航设备零件、隔热材料、防射线材料等。
中国石墨产品分为鳞片石墨和微晶石墨两大类：
鳞片石墨指xx晶质石墨，其形似鱼鳞状，系由晶质(鳞片状)石墨矿石经加工、选矿、有的经提纯而得的产品；鳞片石墨根据固定碳含量分为高纯石墨、高碳石墨、中碳石墨及低碳石墨4类，依照产品粒径、固定碳含量共分为212种牌号，各种牌号石墨产品的技术要求如下：
*高纯石墨(固定碳含量大于或等于99.9%)主要用于柔性石墨密封材料，代替白金坩埚用于化学试剂熔融及润滑剂基料等；
*高碳石墨(固定碳含量94.0%~99.9%)主要用于耐火材料、润滑剂基料、电刷原料、电碳制品、电池原料、铅笔原料、填充料及涂料等；
*中碳石墨(固定碳含量80%~94%)主要用于坩埚、耐火材料、铸造材料、铸造涂料、铅笔原料、电池原料及染料等。
*低碳石墨(固定碳含量大于或等于50.0%~80.0%)主要用于铸造涂料。
微晶石墨曾称土状石墨或无定形石墨，指由微小的xx石墨晶体构成的致密状集合体，系由隐晶质(土状)石墨矿石经加工、有的经选矿、提纯而得的产品。微晶石墨分为有铁要求者和无铁要求者2类，依照产品固定碳含量、{zd0}粒径分为60个牌号，各种牌号石墨产品其外观要求产品中不得有肉眼可见的木屑、铁屑、石粒等杂物，产品不被其他杂质污染，其技术要求如下：
微晶石墨中酸溶铁含量不大于1%者，主要用于铅笔、电池、焊条、石墨乳剂、石墨轴承的配料及电池碳棒的原料等；无铁要求的微晶石墨主要用于铸造材料、耐火材料、染料及电极糊等原料。
石墨的分类和组成
1.石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为3.40人，同一网层中碳原子的间距为1.42A。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其xx可浮性很好。
山东省莱西市为我国石墨重要产地之一,石墨探明储量687.11万吨，现保有储量639.93万吨.
石墨质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1~2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。比重为1.9~2.3。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。
自然界中纯净的石墨是没有的，其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。因此对石墨的分析，除测定固定碳含量外，还必须同时测定挥发分和灰分的含量。
石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。工业上，根据结晶形态不同，将xx石墨分为三类。
1.致密结晶状石墨
致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于0.1毫米。晶体排列杂乱无章，呈致密块状构造。这种：石墨的特点是品位很高，一般含碳量为60~65%，有时达80~98%，但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。
2.鳞片石墨
石墨晶体呈鳞片状；这是在高强度的压力下变质而成的，有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特点是品位不高，一般在2~3%，或100~25%之间。是自然界中可浮性{zh0}的矿石之一，经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越；因此它的工业价值{zd0}。
3.隐晶质石墨
隐品质石墨又称非晶质石墨或土状石墨，这种石墨的晶体直径一般小于1微米，是微晶石墨的集合体，只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状，缺乏光泽，润滑性也差。品位较高。一般的60~80%。少数高达90%以上。矿石可选性较差。
石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质：
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，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
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。
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、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
5)可塑性：石墨的韧性好，可年成很薄的薄片。
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。
名字来源：源于希腊文"graphein"，意为"用来写"。由德国化学家和矿物学家A.G.Werner于1789命名；
化学组成：成分纯净者极少，往往含各种杂质；
类别：自然元素-非金属元素-碳族
晶系和空间群：六方晶系，P63/mmm；
晶胞参数：a0=0.246nm，c0=0.670nm；
形态：单晶体常呈片状或板状，但完整的很少见。集合体通常为鳞片状，块状和土状；
颜色：铁黑色；
条痕：光亮黑色
透明度：不透明
光泽：呈半金属光泽
硬度：1-2
解理和断口：平行解理极xx；
比重：2.21-2.26g/cm3
其他性质：薄片具挠性，有滑感，易污手，具有良好的导电性；
鉴定特征铁黑色，硬度低，一组极xx解理，有滑感和染手；
成因和产状：石墨是在高温下形成。分布最广是石墨的变质矿床，系由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用而成；
主要用途：石墨在工业上用途很广，用于制作冶炼上的高温坩埚、机械工业的润滑剂、制作电极和铅笔芯；广泛用于冶金工业的高级耐火材料与涂料、军事工业火工材料安定剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业催化剂等。鳞片石墨经过深加工，又可生产出石墨乳、石墨密封材料与复合材料、石墨制品、石墨减磨添加剂等高新技术产品，成为各个工业部门的重要非金属矿物原料。
石墨新用途：
随着科学技术的不断发展，人们对石墨也开发了许多新用途。
柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨，是70年xx发的一种新的石墨制品。1971年美国研究成功柔性石墨密封材料，解决了原子能阀门泄漏问题，随后德、日、法也开始研制生产。这种产品除具有xx石墨所具有的特性外，还具有特殊的柔性和弹性。因此，是一种理想的密封材料。广泛用于石油化工、原子能等工业领域。国际市场需求量逐年增长。
xx产地：纽约Ticonderoga，马达加斯加和Ceylon，我国以黑龙江鸡西市柳毛为{zd0}的产地。

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