石墨行业现状及发展报告2011.9.23

石墨行业现状及发展研究报告目录第一部分概述第二部分石墨的用途第三部分石墨资源第四部分中国石墨矿产地质特征第五部分石墨主要市场概况第六部分石墨市场前景预期第七部分业内专家见解第八部分华源汇丰的研究和分析一石墨的性质：第一部分概况化学构成

石墨是元素碳的一种同素异形体，碳质元素结晶矿物，它的晶体格架为六边形层状结构，属于导电体。2形态特性

石墨质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。自然界中纯净的石墨是没有的，其中含有SiO2、AI2O3

、FeO、CaO、P2O5、气体、等杂质。二石墨的分类：（晶体形态）第一部分概况致密晶体状石墨

即块状石墨，颗粒直径≧0.1毫米，晶体排列杂乱无章，呈致密块状。这种：石墨品位很高，一般含碳量为60~65%有时达80~98%但其可塑性和油腻性补如鳞片石墨好。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10～25％之间。是自然界中可浮性最好的矿石之一，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；因此它的工业价值最大。第一部分概况3隐晶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，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。三石墨特性：第一部分概况

耐高温性

石墨的熔点3850+50℃，沸点4250℃，热膨胀系数小。2导电导热性石墨的导电性壁一般非金属矿高一百倍。3润滑性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，可碾成很薄的薄片。抗热震性温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。石墨生产出来的各种材料应用于冶金、石油化工、机械工业、电子产业、核工业、国防等领域第二部分石墨用途1耐火材料

由于具有耐高温、高强度，可制造石墨坩埚，炼钢中做钢锭保护剂，冶金炉的内衬。炼钢增碳剂在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。3导电材料电气工业用作制造电极、电刷、碳棒、石墨垫圈、电话零件、电视显像管涂层等。4耐磨润滑材料可以制成活塞杯、密封圈和轴承，运转补用加润滑油。5耐腐蚀材料（化学稳定性）制成热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、冷却器、加热器、过滤器泵、合成纤维等。锻造、翻砂、压膜及高温冶金材料（热膨胀系数小）玻璃器的铸模，使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确表面光洁；压膜和烧结用的瓷舟等。第二部分石墨用途7原子能工业和国防工业

具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中，固定燃料火箭喷嘴、导弹鼻锥等。8防垢防锈材料防止锅炉结垢，石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。9电极材料取代铜作为电极，优势在于：加工速度更快、重量更轻、放电损耗更小。10新兴高科技材料理想的密封材料、节能环保材料。11其他用途玻璃和造纸的磨光剂、制造铅笔、墨汁、油漆、人造金刚石等等。第三部分石墨资源一世界资源

据美国地质调查局2011年资料，世界石墨储量超过80000万吨。已发现石墨资源相对集中分布在中国、捷克、墨西哥、巴西、朝鲜、印度和马达加斯加。其中，中国、印度及巴西三个国生产的石墨所占世界总产量的90%第三部分石墨资源一中国资源我国的石墨资源相当丰富，探明的矿区有106处，截至1996年底止：全国累计探明B+C+D级晶质石墨矿物储量17701万吨和隐晶质石墨矿石储量4853万吨；共计22554万吨；据有关资料综合估计，中国晶质石墨矿物资源量可达三四亿吨，隐晶质石墨矿石资源量近亿吨，总资源量近5.5亿吨，居世界第1位，中国石墨储量占世界的70%以上。中国石墨资源分布比较广，全国20个省（区）有石墨产出，其中黑龙江省拥有可开发石墨储量2200万吨多、山东省有可开发石墨储量1200万吨，内蒙古有可开发石墨储量400万吨；隐晶质石墨分布在湖南省和吉林省。第四部分中国石墨矿产资源地质特征一矿床时空分布及成矿规律中国石墨矿床常产出于大地构造隆起区或断裂岩浆带上,较集中的分布于中国的东部环太平洋构造带、康滇—龙门大巴—黄陵、祁连—秦岭—淮阳、天山—阴山以及金沙江—哀牢山5个成矿地带。区域变质型石墨矿床分布于中朝准地台和扬子准地台以及吉黑、秦岭、祁连、华南、三江等褶皱系的隆起区,例如:在佳木斯隆起、胶辽断隆、内蒙古地轴、豫西断隆、山西断隆及康滇地轴等隆起区。第四部分中国石墨矿产资源地质特征二石墨矿床类型（按成因可分为）1区域变质型石墨矿床此类型矿床占中国已知石墨矿床的84%，储量占石墨探明储量的77%，是中国石墨矿床中主要的工业类型。矿石品位一般不高，较高的品位10%~16%，但可选性好，精矿质量高。例如：黑龙江鸡西、柳毛、山东莱西南墅及北墅、内蒙古兴和等。2接触变质型石墨矿床此类型矿床占中国已知石墨矿床的14%，储量占石墨探明储量的22%，是中国石墨矿床中主要的工业类型。矿石品位一般较高，固定碳含量多为60%~80%，高者可达90%以上，但矿石精选困难。一般为手选加工。例如：湖南郴州鲁塘、吉林磐石烟筒山等。3岩浆热液型石墨矿床

此类型矿床较为少见，仅占中国已知石墨矿床的2%，储量占石墨探明储量的1%，目前只在中国西部新疆托克布拉克、西藏等地有所发现。

第四部分中国石墨矿产资源地质特征三典型矿床1黑龙江省鸡西市柳毛石墨矿该矿床为区域变质型晶质（磷片）石墨矿床。位于佳木斯隆起区南部麻山石墨含矿带的东端。整个麻山群普遍含石墨，共有12个石墨层，是中国已知的最大的石墨产区。柳毛石墨矿石麻山含矿带中规模最大的矿床，其中大西沟矿段的矿体最为集中，规模也最大，分布有大、小矿体44个。单矿体平均厚度11～27m，呈层状、楔状及透镜状。矿石自然类型有钒榴石墨矿、夕线石墨矿、石英石墨矿、钙质(大理岩)石墨矿等。矿石化学成分为：固定碳10.32%，品位变化系数33%，矿石可选性好，精矿品位可达90%。矿区矿石平均风化深度33.56m，风化矿石的硬度低，含硫量降至0.35%，更有利于采选。第四部分中国石墨矿产资源地质特征三典型矿床2湖南省郴州市鲁塘石墨矿该矿床属接触变质型隐晶质石墨矿。矿体主要分布于回子岭和狮子脑两向斜构造中，含矿岩系总厚210m，有工业矿体4层，矿体总厚度3.72m，含矿系数为1.77%，其中Ⅱ号矿规模较大，平均厚1.42m，由于塑性应变结果，因此矿体厚度在0.2～20m之间变化较大，厚度变化系数最大158%，平均为112%。矿体露头延伸长达3300km。矿石中有用组分富集均匀，品位较高，固定碳含量一般为75%～80%，品位变化系数8%～13%，4个矿层中Ⅰ、Ⅱ号矿体矿石质量好，是主要开采对象。第四部分中国石墨矿产资源地质特征三典型矿床3新疆维吾尔自治区奇台县苏吉泉石墨矿该矿床是中国岩浆热液型晶质石墨矿中具有代表性的矿床，位于新疆克拉麦里山北麓，东准噶尔优地槽褶皱带哈萨坟复背斜南翼。矿区共发现矿体20余个，以Ⅰ～Ⅴ号矿体规模较大，长度280～1000m，宽36～550m，一般深度16～29m，最深50m以上，5个矿体总储量达到中型矿规模。矿石具鳞片粒状结构，可分为球状、豆状、球斑状、浸染－球斑状、浸染斑杂状构造类型，以球、豆状构造为主。矿石可选性较好，矿石选矿试验结果精矿的品位和回收率都在89%以上。第五部分石墨主要市场概况一应用领域广泛，市场潜力无限石墨是一种技术含量非常高、应用潜力非常广泛的碳材料，在半导体产业、光伏产业、锂离子电池、航天、军工、新一代显示器等传统领域和新兴领域都将带来革命性的技术进步石墨产业在我国尚处于产业化的初步阶段，高纯度的石墨售价非常高，有人断言：一旦量产必将成为下一个万亿级的产业。石墨规模化供应和需求均没有形成，其资源价值开始被越来越多的人重视。国际上石墨的专利主要在石墨的制备、能源领域应用、显示技术方面、石墨纳米材料及石墨复合材料等领域，我国的专利更多的集中在石墨的制备和石墨复合材料的应用领域。第五部分石墨主要市场概况市场需求分析1市场生产规模中国是世界上最大天然石墨生产国，2008年石墨生产达到165万吨。中国的生产约占世界总产量的55%。2008年的产量比2007年的150多万吨，增加12万吨，约增加8%。

我国2002年至2010年石墨及碳素制品产量如下图所示：第五部分石墨主要市场概况2国内市场价格分析由于石墨产品分类较多，主要衡量标准为粒度和纯度。根据有关销售商的介绍，含碳一般80%~95%的产量比较大，例如，2011年9月8日黑龙江地区天然石墨价格如下表所示：品名规格厂家/产地昨日价格（元/吨）今日价格（元/吨）涨跌备注天然石墨－290黑龙江53005300--出厂含税天然石墨－198黑龙江78007800--出厂含税天然石墨＋194黑龙江65006500--出厂含税天然石墨＋895黑龙江76007600--出厂含税…………表中的规格数字代表“目数”+“纯度”，例如－290，即－200目，纯度为90%。目数前加正负号则表示能否漏过该目数的网孔。负数表示能漏过该目数的网孔；正数表示不能漏过该目数的网孔。第五部分石墨主要市场概况近一年黑龙江纯度95%的天然石墨报价如下所示：品名：天然石墨；厂家/产地：黑龙江；价格单位：元/吨；规格价格（元/吨）2010/9/12010/10/82011/1/32011/4/12011/5/22011/7/12011/8/12011/9/1-19825004800780078007800780078007800-19723004500730073007300730073007300-195350044005500580055005800600060001952400310074007000700075007500750089546005200760070007000700076007600由上图可以看出，近一年天然石墨价格涨幅较大第五部分石墨主要市场概况三企业市场结构分析1市场集中度分析从行业集中度来看，行业集中度不高。石墨资源最早由国家所有，后来随着市场经济的加快，逐渐被一些中小型民营企业所掌控。影响市场集中度的因素主要有以下几点：产品技术复杂，生产难度大受原材料供应制约由业内厂家的综合实力所决定第五部分石墨主要市场概况2产品市场进入壁垒指阻碍企业进入特定市场的各种因素总和。包括消费者偏好、对重要资源的占有权、企业对关键生产技术的垄断、政府部门或者法律限制等。目前我国石墨制品行业进入壁垒主要有以下形成：由产品技术形成的进入壁垒石墨制品性能要求比较高，这样就决定了石墨制品高研发和高试制费用，高资产专用性和高流动资金占用。由产品差别形成的进入壁垒产品差别对企业产品的销路和市场占有率有很大的影响，当由产品差别（设计、广告等）形成的成本对新厂商更高。第五部分石墨主要市场概况3石墨产品产业链石墨产品产业链示意如下图所示：矿山

开采深加工高纯石墨石墨乳（胶体石墨）可膨胀石墨柔性石墨制品碳素石墨制品冶炼石石墨制品核反应堆屏蔽材料航天零件等导电涂料金属润滑剂等柔性石墨钢锭浇铸发热剂等密封填料和密封垫片等耐火材料绝缘材料等用于各种金属冶炼

销售

选矿第六部分石墨市场前景预期一未来五年市场发展趋势1产品发展趋势石墨材料及其复合材料作为21世纪的新兴材料，毋庸置疑将会有很大发展，并在许多领域得到应用，将相应出现一些新兴高技术产业。国家规划的发展目标包括：研制核能用超低硫和高纯级柔性石墨加工技术及装备，研制钾离子电池的天然石墨阳极材料制备技术装备，研制浸硅石墨生产技术关键设备（专用真空感应炉）及辅助加工和装备。第六部分石墨市场前景预期2价格变化趋势从未来五年来看，特种石墨生产企业的环保投入将加大，可研投入增加，产品生产成本将会上升，产品价格的上升概率较大。第六部分石墨市场前景预期3用户需求趋势伴随着全球经济发展与环境恶化的矛盾进一步尖锐，全球变暖、环境污染等问题备受关注，石墨材料已经成为环保节能的明星材料，日益受到青睐。这一未来材料在风能、汽车、消费品和国防工业的发展空间不可限量，碳纤维已经应用于新一代飞机以及风力发电风车，此外的其它应用可能更赋予人们无穷的想象。第六部分石墨市场前景预期二未来五年市场前景趋势1市场规模预测分析

2010~2014年我国特种石墨需求量预测表：(单位：吨)年份需求量同比增长2010年6511618.17%2011年7326212.51%2012年8061810.04%2013年9056612.34%2014年989989.31%第六部分石墨市场前景预期2市场供需情况预测

2010~2014年我国特种石墨供需差额预测表：(单位：吨)年份需求量同比增长2010年5555011.60%2011年6149010.69%2012年653056.21%2013年7252611.06%2014年771776.41%第六部分石墨市场前景预期3市场前景展望分析石墨具有高强度、高密度、高纯度、化学稳定性高、结构致密均匀、耐高温、耐辐照、导电率高、耐磨性好、自润滑、易加工等特点，广泛应用于冶金、化工、航天、电子、机械、核能等工业领域。尤其是大规格高质量的石墨，作为替代性材料，在高科技、高技术领域有着宽广的应用空间，具有广泛的应用前景。“十二五”规划中提出石墨深加工的方向的引导下，今后五年中国重点发展的石墨深加工产品是异型碳、氟化石墨、渗硅石墨、显像管石墨乳、锂离子电池、碳材料、燃料电池碳材料等。第六部分石墨市场前景预期石墨产品未来发展只代表-----石墨烯

2010年的诺贝尔物理学奖将石墨烯带入了人们的视线。石墨烯是一种二维晶体，由碳原子按照六边形进行排布，相互接连，形成一个碳分子，其结构非常稳定。单层石墨烯相当于一根头发的20万分之一的厚度。石墨烯是已知的最薄的一种材料并且具有极高的比表面积、超强的导电性和强度等优点。安德烈.海姆和康斯坦丁.诺沃肖洛夫石墨烯分子结构第六部分石墨市场前景预期1超强的物理特性石墨烯是目前已知的最薄的一种材料，单层的石墨烯只有一个碳原子的厚度，这种厚度的石墨烯拥有了许多石墨所不具备的特性。导电性极强石墨烯中的电子没有质量，电子的运动速度超过了在其他金属单体或者半导体中的运动速度，能够达到光速的1/300.所以石墨烯拥有超强的导电性。超高强度其硬度将比莫氏硬度10级的金刚石还高，却又拥有很好的韧性，且可以弯曲。超大比表面积由于石墨烯的厚度只有一个碳原子厚，即0.335纳米，所以石墨烯拥有超大的比表面积，使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。第六部分石墨市场前景预期2应用领域广泛，市场潜力无限(1)石墨烯基处理运行速度将达1000GHz

多晶硅目前已经成为半导体产业的基础原料，随着技术的不断进步，对于计算机运行速度的要求也不断提高，目前的硅基集成电路的发展受到了本身材料的限制，在室温下硅基处理器的运行速度达4~5GHz后就很难在继续提高。石墨烯拥有比硅更高的载流子迁移率，是一种非常优异的半导体材料，电子在石墨烯中的运行速度能够达到光速的1/300，要比在其他介质中的运行速度高很多，而且只会产生很少的热量。石墨烯未来很可能成为硅的替代者，成为半导体产业新的基础材料。据半导体协会统计，2010年全球电子多晶硅的需求量将在2500吨左右，未来两年仍保持每年8%的稳定增产率。如果未来全球每年有十分之一的高端计算机有运用石墨烯基集成电路，替换多晶硅所需要的石墨烯就250吨，按照目前的市价2000元/克计算，石墨烯在集成电力领域的潜在市场就达到了5000亿元以上。第六部分石墨市场前景预期2001年~2012年全球电子类多晶硅需求量第六部分石墨市场前景预期(2)石墨烯提升锂离子电池性能锂离子电池已经成为当前用途最广泛、前景最广阔的电池能源。实验表明，将石墨烯应用于锂离子电池的负极材料中，其比容量可达540mAh/g以上，如果在其中加入碳纳米管后，其比容量可达730mAh/g，而目前普通的人造石墨负极的比容量只有370mAh/g，可见石墨烯作为负极材料能够大幅度提高锂离子电池性能。随着世界各国对新能源汽车的大力推广，未来对锂离子电池的需求量也将保持持续增长的态势；根据IEK的预测，2008~2013年全球的负极材料的需求量将保持年均20%的增长率，到2013年全球的负极材料需求量将达到3.7万吨以上。未来有1%的锂离子电池由使用石墨烯负极材料的需求，那每年对于石墨烯的需求就在250吨以上。第六部分石墨市场前景预期2008年~2013年全球负极材料需求量第六部分石墨市场前景预期(3)石墨烯推动超级电容发展超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，能够在几秒钟完成充电，其容量能够达到几百甚至前法拉；具有容量大、功率高、使用寿命长等特点。石墨烯有超大的比表面积，实验表明使用石墨烯作为电极的超级电容器能够产生相同体积电容器6倍以上的容量，大大提高了超级电容器的性能。

2010年全球超级电容的市场规模达到50亿元，并保持着20%的增长速率。所以石墨烯也将面临巨大的市场空间。第六部分石墨市场前景预期(4)石墨烯可制成能够折叠的显示器目前的显示器和触摸屏等器件中的导体材料，主要是使用的氧化铟锡材料，但这种材料韧性相对较差，在折叠或者拉伸时可能会影响现象的效果。而石墨烯具有高韧性，能够拉伸20%而不断裂。使用石墨烯作为导体材料，能够制成可以折叠、伸缩的显示器件。

2011年全球仅触摸屏所需要的氧化铟锡导电玻璃就近4500万片，加上公共查询、医疗仪器和游戏机等方面的应用，预计2011年氧化铟锡导电玻璃的市场容量在8500~9500万片，石墨将具有很大的替代空间。第六部分石墨市场前景预期3石墨烯产业现状石墨烯目前还处在研发阶段，尚还没有出现产业化动向，整个产业链也没有形成。但高达5000元/克的产品价格和广阔的市场前景更让各方对石墨烯很是青睐。各国的石墨烯文献发表量持续增加截至到2010年，全球有8434片相关的研究论文，共来自79个国家和地区。各国积极进行专利布局从2004年至今，国际上关于石墨烯的专利申请已经达到了1400余项，目前国内机构已经取得了150余项国家专利，主要集中在石墨烯的制备和石墨烯复合材料领域。目前行业还在量产初级阶段第七部分业内专家见解

由于我国是世界上主要石墨生产国，因此很多的国家对我国石墨进行战略收购，例如日本，2010年居行业内统计，我国出口石墨18万吨左右，是世界上最大的石墨出口国。我国石墨资源主要分布在黑龙江、内蒙古、山东、湖北、湖南等地区。一般来说，石墨矿经选矿后成为石墨粉，根据其含碳量的不同分为低碳石墨、中碳石墨、高碳石墨和高纯度石墨。目前销量比较好的石墨粉价位在5000~6000元/吨。纯度99.99%的高纯石墨粉一般售价高达万元以上。由于石墨与人造石墨特性上的差异，其应用领域也有所不同，目前主要碳素上市公司所生产的均为人造石墨。鳞片石墨主要应用于新能源、锂电池材料、汽车及耐火材料等。第八部分华源汇丰的研究与分析一石墨资源具有战略意义

石墨由于特殊的地质成因和性质，一直是军工与现代工业发展中不可或缺的重要战略资源。从民用到