非金属矿产大多是以其共同的理化性质在某些技术经济领域得到运用。具体某种矿产如石墨,不像铁矿、煤矿、石油的总量那么庞大,因而矿产材料的出产和精细加工成材料的工业链更简单在工业界乃至一个企业界容纳。材料出产与精细石墨加工材料制备的近距离链接也是石墨工业现代化制造的重要内容。
材料的界说是‘能够直接用来制造有用物件、构件或器件的物质’,它一般是相应材料通过精细加工得到。材料特别是新材料的开展,往往是推进国民经济开展的支柱工业特别是高新技术工业开展的需求所决定的。
(1)精细加工的天然石墨材料的商场取向主要在动力、环保、信息、交通、国防等新技术领域。如电池的电极材料,电子信息设备的涂层材料,军事配备的隐身材料等。精细石墨加工材料的商场应逐渐由国内商场走向世界商场,并构成自己的品牌。现在少量产品现已在世界商场占有必定比例,如柔性石墨板带材,但没有构成嘹亮的品牌。
(2)由石墨材料加工成石墨材料,从技术是主要是在纯度、粒度及改性上进行加工。纯度上一般要到达高纯度,如科技部‘新材料及新材料工业界定规范’(讲座稿)中,高纯石墨材料对天然石墨材料而言,鳞片石墨为C>=99.9%,微晶石墨则为99%。粒度上包含粒径、粒度分布及粒子形状等,例如锂离子电池石墨负极材料尽可能为球型粒子。
(3)天然石墨的改性是指经物理或化学方法处理,使石墨取得新的性态或到达所期望的功用。例如将石墨微粉表面用物理和化学方法包覆一层非结晶的碳,然后具有优秀的锂离子电池负极功用。在改性技术中,石墨层间化合物(GICs)技术是石墨改性的一种特有技术。运用石墨晶体层间结合力弱的特征,在石墨的碳原子网状平面之间掺入异类的离子、原子、分子等构成各种不同的层间化合物,然后取得一些特别功用的产品。例如氟化石墨、军事上的某些隐身材料等。而柔性石墨则是以GICs技术将粉状的鳞片石墨变成纯石墨的板带及其他型材。
(4)石墨材料的开展也会对石墨工业的传统技术提出新的要求。例如柔性石墨用做燃料电池的双极板具有很好的功用,一旦燃料电池商品化,双极板对柔性石墨的需求将会超过密封件的需求。而柔性石墨只能用80目以上的大鳞片石墨为材料,大鳞片在石墨材料中比例不大,而传统的破坏浮选技术使大鳞片损失严峻。怎么保护大鳞片、提巨大鳞片的出产率,是开发新的选矿、提纯技术的课题。
(5)精细加工的天然石墨材料从类型上一是以石墨为主体的新材料产品,如柔性石墨、电池材料等;二是新式复合材料(如石墨/橡胶密封材料)的组成材料。一切的产品从材料制成材料,都要通过不同程度的提纯、粒度控制及改性。从技术领域上主要是化学工程和粉体工程的技术。国内现已老到的技术及配备能够满足天然石墨精细加工的绝大部分要求。加强住处沟通,吸收其他工业的老到技术,是开展石墨精细加工的有效途径。例如微晶石墨矿产本身已含碳70%-80%,但难以通过选矿及化学方法说到高纯,绝大部分产品是原矿经简单加工出售,每吨仅几百元。而近年来湖南郴州、吉林磐石的企业学习炭素职业的人工石墨高温提纯技术,将原矿提纯到C>=99%的高纯石墨,附加值提高了几十倍。又如氟化石墨多年来国内空白,曾有人建议从国外引入技术、设备,但近几年成都和上海的两家企业与氟化工企业协作,现已建成了小批量氟化石墨的出产线,产品受到世界商场的注意。
(6)石墨精细加工的产品和技术有自己工业的特征,许多灵敏产品和技术从别处很难学习。因而石墨精细加工产品和技术的研发有赖于工业界的企业与有关大专院校、科研机构的产学研协作,以及国家科技政策的支撑。实际上,国家八五、九五、十五科技攻关方案现已列入了柔性石墨、高纯石墨微粉、膨胀石墨环保材料等项目,一些当地科技方案也列入了一些石墨深加工项目,这些项目效果的推广运用会大大提升我国石墨精细加工的水陡峭促进石墨工业的现代化。
(7)石墨工业现代化和开展精细石墨加工业中,环境保护是一个重要的议题。现状不容乐观,现已发生过因环境污染而地区性停产的事例。施行严格的环保目标,加大环保的资金和技术投入力度,建造绿色工业是现代化的重要目标,一同提高环保门槛也是避免无序开发、工业紊乱的有力方法。