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| 我國石墨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的科技需求 |
| 來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時間：2015-01-04 15:11:31 瀏覽次數(shù)： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠(yuǎn)志）在產(chǎn)業(yè)競爭日趨激烈且新需求不斷涌現(xiàn)的情況下，我國石墨產(chǎn)業(yè)正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。而要轉(zhuǎn)變我國石墨產(chǎn)業(yè)附加值低、利潤流失的“資源—產(chǎn)品—廢棄物”線性發(fā)展模式，就必須依靠科技創(chuàng)新，突破深加工技術(shù)瓶頸，通過深加工延長產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)而走向價值鏈的高端，形成從采礦、選礦、提純、深加工到循環(huán)利用的全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)集群，實(shí)現(xiàn)我國石墨產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。
1 實(shí)現(xiàn)清潔高效開發(fā)
當(dāng)前，我國石墨產(chǎn)業(yè)高能耗、高污染、低效率的問題依然嚴(yán)重。在采礦環(huán)節(jié)，小規(guī)模掠奪式開采模式普遍存在，開采技術(shù)力量薄弱，生產(chǎn)工藝落后，缺少專業(yè)化協(xié)作分工和規(guī)模效應(yīng)，缺乏正規(guī)的礦山開采設(shè)計，采富棄貧現(xiàn)象嚴(yán)重，剝采比例嚴(yán)重失調(diào)，甚至只采不剝； 在選礦和提純環(huán)節(jié)，主要采用多級浮選法進(jìn)行初選，再通過多級強(qiáng)酸強(qiáng)堿法進(jìn)行提純，浮選和提純廢水含有大量劇毒有害物質(zhì)，嚴(yán)重威脅地表水和地下水安全;在深加工環(huán)節(jié)，由于技術(shù)、工藝和裝備的落后導(dǎo)致深加工產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不高、批次質(zhì)量不穩(wěn)定、效率低下；在尾礦環(huán)節(jié)，基本采取堆積的方式，不僅占用大量的地表面積，而且尾礦中有毒有害物質(zhì)對水資源威脅巨大，缺乏資源綜合利用的系統(tǒng)考慮。
因此，實(shí)現(xiàn)石墨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級首先就要實(shí)現(xiàn)清潔高效開發(fā)，這就需要在采礦環(huán)節(jié)開發(fā)能耗低、環(huán)境友好、生產(chǎn)能力強(qiáng)的綠色保護(hù)性開采技術(shù)和工藝，研制自動化、大型化的石墨礦專用開采裝備；在選礦環(huán)節(jié)，開發(fā)高效清潔且能保護(hù)石墨大鱗片的浮選技術(shù)及工藝，研制全流程自動化綠色選礦系統(tǒng)； 在提純環(huán)節(jié)，開發(fā)節(jié)能環(huán)保型提純技術(shù)工藝，研制配套的大型連續(xù)式提純關(guān)鍵裝備；在深加工環(huán)節(jié)，突出應(yīng)用導(dǎo)向，充分利用高技術(shù)增加石墨產(chǎn)品的價值，增加深加工產(chǎn)品的比重，真正做到石墨產(chǎn)業(yè)的高效開發(fā)；在資源綜合利用環(huán)節(jié)，開發(fā)適用于石墨及伴生元素綜合回收技術(shù)、尾礦資源化利用技術(shù)、礦山生態(tài)治理與修復(fù)技術(shù)。
2 適應(yīng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展
2012年7月9日，國務(wù)院發(fā)布了《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，對節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了部署。鑒于石墨在新能源、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景，《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)布對我國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展既是一個難得的機(jī)遇，也是一個重大的挑戰(zhàn)。
目前，我國天然石墨在大型動力型鋰離子電池和儲能型鋰離子電池中的使用尚處于研究開發(fā)階段，主要是在循環(huán)壽命、倍率特性與低溫性能等方面達(dá)不到動力電池負(fù)極材料要求，因此為了降低成本，急需研發(fā)符合要求的天然石墨基鋰離子電池負(fù)極材料； 我國只能生產(chǎn)低品質(zhì)的各向同性石墨，高品質(zhì)各向同性石墨完全依賴進(jìn)口且受國外出口限制，我國大力發(fā)展核電的客觀需求使得高質(zhì)量各向同性石墨的國產(chǎn)化的要求更加迫切；我國在柔性石墨密封材料上與國際水平的差距是高檔產(chǎn)品少、品牌效益差、缺乏明確的質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，需要對不同用途的柔性石墨密封材料研發(fā)通用級、高導(dǎo)熱級、核能級、緩蝕級、高純級等不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
因此，在新能源領(lǐng)域，我國石墨產(chǎn)業(yè)需要突破動力型和儲能型鋰離子電池用石墨負(fù)極材料的制備技術(shù)和成型技術(shù)，攻克核反應(yīng)堆用各向同性石墨、鋰氟電池用氟化石墨的制備技術(shù)等。在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，我國石墨產(chǎn)業(yè)需要突破低硫高抗氧化可膨脹石墨的制備技術(shù)，研制用于油污處理、污水凈化等民生領(lǐng)域的高效吸附材料，開發(fā)高強(qiáng)型、高導(dǎo)熱型、緩蝕型、超薄型、高純型、高導(dǎo)電型等系列高端柔性石墨密封材料制備技術(shù)、工藝及生產(chǎn)裝備。
3 創(chuàng)造新的應(yīng)用需求
石墨產(chǎn)業(yè)作為典型的資源型原材料產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級必須以應(yīng)用為牽引，以提升自主創(chuàng)新能力為重點(diǎn)，充分依托全國科技和工業(yè)基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)科學(xué)和核心關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破的基礎(chǔ)上，開發(fā)新的產(chǎn)品，開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造新的應(yīng)用需求。目前，石墨烯是石墨產(chǎn)業(yè)最前沿的科技和產(chǎn)業(yè)概念之一，在電池材料領(lǐng)域如鋰離子電池正負(fù)極材料、燃料電池催化劑及其載體、超級電容器材料以及太陽能電池材料等方面已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，且很有希望成為最先獲得產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的領(lǐng)域。但目前的研究多為將石墨烯與現(xiàn)有材料的復(fù)合，發(fā)揮石墨烯的優(yōu)點(diǎn)以提高材料的宏觀性能，而針對石墨烯在相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究相對薄弱，如石墨烯的嵌脫鋰機(jī)制、電催化過程中的作用機(jī)理、界面電荷輸運(yùn)動力學(xué)、光電轉(zhuǎn)換增強(qiáng)機(jī)制等方面亟需開展系統(tǒng)深入的理論研究工作，進(jìn)而拓展石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域。
因此，我國石墨產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級還需要不斷地創(chuàng)造新的應(yīng)用需求，推動石墨產(chǎn)業(yè)持續(xù)向高端發(fā)展。這就需要跟蹤國外發(fā)達(dá)國家石墨應(yīng)用領(lǐng)域的高技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，積極研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備。根據(jù)國外石墨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢和我國的現(xiàn)狀，需要突破石墨烯規(guī)?；苽浼夹g(shù)，面向納米電路技術(shù)、石墨烯晶體管、石墨烯電容觸摸屏、新能源電池宏觀組裝、新型顯示技術(shù)、納米復(fù)合材料制備技術(shù)等領(lǐng)域開展石墨烯在新型功能復(fù)合材料中的應(yīng)用研究； 突破浸硅石墨的規(guī)?；苽浼夹g(shù)，開發(fā)高導(dǎo)熱/導(dǎo)電/耐高溫石墨復(fù)合材料的制備工藝，攻克金屬/石墨的界面設(shè)計和調(diào)控技術(shù)等，進(jìn)而創(chuàng)造更多的應(yīng)用需求。
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