编者按:河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院(简称“地勘五院”)始建于1958年,现有在职职工701人,其中专业技术人员444人,高级以上职称94人,地质矿产中级以上职称56人。地勘五院现有资质32项,其中固体矿产勘查等甲级资质15项;区域地质调查、气体矿产勘查等乙级资质12项。地勘五院肩负着为国家建设提供地质勘查和地质服务的任务,找到矿产35种,发现矿产地360余处,潜在经济价值达千亿元。
为深入学习贯彻党的十九届六中全会精神,围绕省委省政府、省地质局、豫地集团中心工作部署,锚定“两个确保”,实施“十大战略”,扎实开展“能力作风建设年”活动,坚持“学干”并重、“查改”贯通、“建治”结合,通过对标对表找差距、立足本职提能力、针对问题转作风、树正导向激活力,推动党员干部以过硬能力、优良作风履职尽责、推动工作。
现陆续发布相关地质知识,以便让广大地质工作者、非地质专业的地质工作者、地质爱好者普及地质知识,提升专业能力,弘扬地质文化,筑牢地质根基。
一、石墨的性质
石墨是由碳元素组成的自然元素矿物,与金刚石、碳60是同质多象变体(见图1),为六方晶系或三方晶系的鳞片状晶体或块状集合体。铅灰色,不透明,半金属光泽。硬度具异向性,垂直解理面方向硬度3~5,平行解理面方向硬度1~2,密度2.09~2.23g/ cm3,容重1.5~1.8g/cm,比表面积范围集中在1~20m2/g。石墨具有滑腻感,易染手。纯净石墨很少,常含二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化铜、五氧化二磷混入物,有时含水、沥青和粘土,杂质总量可达10%~20%。
石墨是一种特殊的非金属材料,但有金属的优良性能,具有润滑性、耐高温、耐腐蚀、耐酸碱、涂敷性、可塑性、导热性、导电性、化学稳定性及在高温下所具有的特殊的抗热性能,其熔点3850℃±50℃,沸点4250℃。石墨热膨胀系数很小,在20~100℃时为1.2×10-6。是已知最耐高温的轻质矿物之一。
根据结晶程度石墨分晶质石墨(又称鳞片石墨)和土状石墨(又称为隐晶质石墨、微晶质石墨或无定形石墨)两大类。
晶质石墨呈单个晶体或片状晶体的连生体产出,其片径大于1微米,晶质石墨矿石中常伴生有云母、石英、透闪石、透辉石、石榴子石和少量硫铁矿、方解石、金红石以及含钒白云母,系区域变质或花岗质岩浆作用而成矿。
土状石墨为细小的微粒晶(片径1~0.01微米)构成的集合体,其晶形只有用高倍显微镜才能辨别。土状石墨多由煤层接触变质形成。
石墨也可以在2600~3000℃的电炉中用石油焦、沥青焦人工合成,经过配料、混捏、成型、焙烧、石墨化(高温热处理)和机械加工等一系列工序而制成,生产周期长达数十天。主要用作石墨电极、铸造模具、耐腐蚀器材。
二、石墨的用途
石墨具有润滑性、耐高温、导电性、化学稳定性等诸多优良性质,应用领域十分广泛,在钢铁、冶金、铸造、机械设备、化工等领域有广泛的应用。随着科技进步,石墨新材料在新能源、核工业、电子信息、航空航天和国防等高新产业中的应用潜力逐渐被挖掘,被认为是新兴产业发展所必需的重要战略矿产资源。石墨主要应用领域见表 1。

晶质石墨(>1微米)在传统行业主要用于耐火材料(约占鳞片石墨总量的35~40%)、铸造(约10~15%)、润滑剂(10%以上)以及制动衬片、铅笔及碳刷、电池材料和膨胀石墨等领域。土状石墨用途较狭窄,主要用来作耐火材料;制造功能性的水泥材料,即制备具有防静电性能的水泥基涂料、砂浆和混凝土的掺和料(辅料),用于需屏蔽电磁波的建筑工程;还可制作非金属电热元件。
近几年,随着石墨在战略性新兴产业领域的应用显著增加,成为重要的战略性矿物资源,国家重视程度也在不断的提升,石墨产业也由初级加工向精深加工发展,其产业链也不断拓展与向下游不断延伸。目前鳞片石墨的高附加值应用主要集中于高纯大鳞片石墨和高纯细鳞片石墨。
高纯大鳞片石墨(+100目,0.147mm)主要用于制备高纯可膨胀石墨、柔性石墨、吸附环保用膨胀石墨及阻燃材料等,高纯大鳞片石墨只能从天然的大鳞片石墨获得。细鳞片石墨(-100目,0.147mm)是制备耐火材料和高性能锂离子负极材料的主要石墨原料,也部分应用于制备金刚石、高性能石墨乳等。
地勘五院主要从事地质勘查和生态修复治理工作,欢迎社会各界朋友莅临指导和合作洽谈。有关矿产资源考察、论证、勘查、开发、综合利用等问题,均可来电咨询。电话0371-86235591、86235588。

