中国粉体网讯
1、前言
石墨被欧盟委员会列入14种紧缺矿产资源之一，主要用于生产耐火材料、电刷、柔性石墨制品、润滑剂、锂离子电池负极等，还可制成取散热材料、密封材料、隔热材料等，广泛应用于冶金、化工、机械设备、新能源汽车、核电子信息、航空航天和国防等行业。但自然界中没有纯净的石墨，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质，需要提纯才能使用。
2、高纯石墨概述
高纯石墨，又名：鳞片状高导热碳粉，纯度4N及以上,具有强度高、抗热震性好、耐高温、抗氧化、电阻系数小、耐腐蚀、易于精密机加工等优点，是理想的无机非金属材料。
高纯石墨可以用于加工制作电加热元件、结构铸造模、冶炼高纯金属用坩埚舟皿、单晶炉用加热器、电火花加工石墨、烧结模具、电子管阳极、金属涂镀、半导体技术用的石墨坩埚、发射电子管、闸流管和汞弧整流器用的石墨阳极、栅极等产品，附加值较高。
3、高纯石墨产业链分析
（1）上游
高纯石墨所需要的主要原材料为各种规格初级石墨、焦类原料等，辅助材料为沥青、炭黑或者其他高分子聚合物。
2022年，全球石墨储量总计3.3亿吨左右，天然石墨产量共计130万吨左右。其中，中国的天然石墨储量为5200万吨，占全球天然石墨储量15.76%;中国的天然石墨产量为85万吨，占全球总产量的65.38%。
我国是石墨资源储存大国，也是石墨产量大国，自2017年以来，我国天然石墨产量已经连续五年实现同比增长。2022年，新能源汽车的产销量大幅增长，叠加风力发电、光伏发电等能源领域的装机容量上升，锂离子电池市场需求旺盛拉动石墨负极材料需求攀升，进一步推动石墨产业的发展。
（2）中游
国内高纯石墨生产企业众多，提纯技术快速发展，行业竞争不断加剧。未来几年，低端重复产能将被淘汰，拥有核心技术、较强的质量控制能力、成本控制能力和优势客户渠道的企业才能获得长足的发展。除了贝特瑞、杉杉等电池材料大企业以外，国内以高纯石墨、特种石墨为主要产品的企业依然众多，有一大批已成长为技术先进，实力雄厚的企业，如江西宁新新材料股份有限公司、中国石墨集团有限公司、五星新材科技有限公司、成都方大炭炭复合材料股份有限公司、平顶山东方碳素股份有限公司、赛迈科先进材料股份有限公司、山东恒圣石墨科技有限公司、湖南中加石墨股份有限公司等等。国外方面，日本东洋炭素、德国西格里、法国美尔森等更是实力强劲，强强对抗、强强对话是大势所趋。
（3）下游
高纯石墨下游应用领域广泛，比如锂离子电池、军事工业、电子材料、航空航天与冶金、机械工业、化工工业等。其中，高纯石墨类负极材料作为电化学领域应用较为广泛的材料，一直是锂离子电池负极材料研究的重点，是目前商业化锂离子电池主要采用的负极材料。
4、高纯石墨提纯工艺分析
目前航空航天、军事领域、科技领域等所使用的石墨含碳量>99.99%，而无论是致密结晶状石墨、鳞片石墨还是隐晶质石墨均不满足此点要求，所以对其进行提纯以形成高纯石墨后才能够被各行各业所使用。高纯石墨具有耐高温、耐腐蚀、抗热震、润滑性高等优点，已经成为我国石墨产业发展的重要前行方向。
在整个高纯石墨一般工艺流程中提纯位于首要位置，对最终形成的高纯石墨质量具有直接影响。随着科学技术的快速发展，目前石墨提纯工艺多样，具体包括浮选法、碱酸法、氟酸法、氯化焙烧法、高温法5种。
5种高纯石墨提纯工艺对比
其中，浮选法获得的石墨含碳量最低，高温法含碳量最高，碱酸法、氟酸法、氯化焙烧法介于其中，但是后三种方法均会对周围生态环境带来一定破坏，使其推广使用受到较大限制，在我国环保工作不断推进下越发难以满足石墨提纯所需。高温法并不会对周围环境造成污染且提纯效果最佳，所以，围绕高温法展开更为深入的研究将成为石墨产业发展的重要方向。
具体而言，高温提纯法是利用石墨具有高熔点和高沸点这一性质，根据杂质与石墨熔沸点的差异性进行提纯的。具体方法是：在石墨化的石墨坩埚中加入待提纯的石墨粉，利用特定设备升温至2700℃，石墨中沸点低的杂质被气化排出，石墨被纯化，纯度可达到4N5及更高的纯度。
1月28日，中国五矿石墨连续式高温纯化炉启动运行，是国内首台套连续式石墨纯化装备，该装备可快速将石墨纯度提升到99.99%以上，具有工艺简单、节能环保、自动化程度高等优势，这也充分表明了高温法技术的先进性和发展潜力。
5、高纯石墨市场预测
2022年全球高纯石墨市场规模大约为3.02亿美元，预计2029年将达到4.75亿美元，2023-2029期间年复合增长率(CAGR)为6.64%。
地区层面来看，中国市场在过去几年变化较快，2022年市场规模为1.65亿美元，约占全球的54.54%，预计2029年将达到2.71亿美元，届时全球占比将达到57.11%。未来几年，亚太地区的重要市场地位将更加凸显。
从产品类型及技术方面来看，3N高纯石墨2022年达到了1.82亿美元，约占高纯石墨市场的60.41%，预计2029年将达到2.91亿美元，届时占比将达到61.21%。
从产品市场应用情况来看，锂离子电池的高纯石墨2022年达到了1.31亿美元，约占高纯石墨市场的43.34%，预计2029年将达到2.12亿美元，届时占比将达到44.62%。
2023年10月20日，我国商务部安全与管制局发布了“海关总署关于优化调整石墨物项临时出口管制措施的公告”，公告主要对《决定对石墨类相关制品实施临时出口管制措施》中所列的物项范围进行优化调整，对部分物项实施出口管制。其中，明确高纯度(纯度>99.9%)、高强度(抗折强度>30Mpa)、高密度(密度>1.73g/cm3)的人造石墨材料及其制品，以及天然鳞片石墨及其制品(包含球化石墨、膨胀石墨等)未经许可，不得出口。此次政策对高纯度、高强度、高密度的人造石墨材料及其制品进行出口管控，充分体现了高纯石墨材料的战略性，也会对下游市场的运行和发展格局造成影响。
结语
据业内机构预测，2022年主要厂商份额占比超过51.51%，预计未来几年行业竞争将更加激烈，尤其在中国市场。据产业属性和发展趋势可知，今后石墨产业发展要奔向更高的战略地位、更高的应用端口由此诞生更高的市场需求。
参考来源：
商务部、粉体网、鹤岗融媒、Global Info Research、宁新新材招股说明书等
刘云鹏，等：石墨提纯工艺研究现状及进展，双鸭山市石墨产业规划发展服务中心
杨晓丽，等：浅谈高碳石墨提纯项目产污环节及污染防治对策，青岛市生态环境局平度分局
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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