中國是世界上最大的石墨礦出口貿易國家,出口量是世界石墨礦市場總量的三分之一。但在所有出口產品中,無論是晶質石墨,還是微晶石墨,都以原礦或者粗加工產品為主。按照美國地質勘探局(USGS)數據表明,截止至2013年,全世界已經探測到的天然石墨礦儲存基數在1.3億噸左右,儲存量第一的是巴西,其次是中國和印度,而我國石墨礦儲存量在5500萬噸左右,在全球石墨總儲量中的比值為42.3%。按照中國國土資源部數據顯示,中國作為石墨存儲大國,其微晶石墨儲量在1283萬噸左右,基本儲量在2231萬噸左右,資源礦儲存量在4431萬噸左右,礦區數量總共有12個,占石墨總儲量的32%。我國微晶石墨礦分布最多的是湖南,總儲存量是全國第一,約占全國儲量的75.5%;其次吉林,儲存量是全國總量的11.4%;最后是廣東省,其石墨礦儲存量是全國總量的8.1%。除了這三大省外內蒙古、陜西等地也有較多的石墨礦分布。
我國石墨礦的特點主要是以大型、中型礦居多,在已經探明的石墨礦產地中,大型石墨礦為23%左右,中型石墨礦為44%左右,小型石墨礦為33%左右。而微晶石墨礦的規模主要以中型礦和小型礦為主,其中型礦占38%、小型礦占54%。而湖南省貴陽縣是我國微晶石墨礦儲存量最大的地區,約占全國微晶石墨總量的57%,而其他中型礦儲存量在39%左右,小型礦的儲存量卻只有總量的4%。眾所周知微晶石墨礦的固定碳含量很高,但是它們之間的跨度很大,就目前來說已經探明的微晶石墨礦中其品味的平均值在12.17%~85.39%左右,平均值約為70.8%。其中微晶石墨礦品味在71%~86%左右的礦有5個,在這5個礦中有大型礦1個,中型礦2個,小型礦2個,這5個礦的總儲存量是占全國微晶石墨礦總量的76%,主要位于湖南、廣東等地。而微晶石墨礦中固定碳含量在60%~70%左右的總共有3個,在這三個礦中包含1個中型礦和2個小型礦,這3個礦的總儲存量是我國微晶石墨總礦的13%。最后是固定碳含量在12%~56%左右的礦總共有5個,在這5個礦中包含2個中型礦和3個小型礦,這3個礦的總儲存量是我國微晶石墨總礦的11%。
眾所周知,微觀結構決定宏觀性能,由于石墨具備諸多的優良性質如:耐高溫性、抗熱震性、化學穩定性、可塑造性、導熱性、導電性、潤滑性等,所以石墨是我們國家重要的戰略儲備資源之一,被廣泛應用在化工、航天航空、國防、電氣、冶金、紡織等領域,被譽為非金屬材料里的“黑金子”。
(1)冶金工業:一般耐火材料是用石墨作為原料,可以制備出石墨坩堝、耐高溫石墨磚、電爐煉鋼中的增碳劑、涂復劑、防銹涂料、鑄模涂料等石墨材料。
(2)機械工業:由于石墨的潤滑性能,在軸承的潤滑劑中常以石墨作為填料、而在其他機械應用方面主要用于制備石墨密封圈、石墨齒輪等。
(3)電氣工業:石墨常被用于生產鋰電池或者太陽能等新能源電池的負極材料、焊接碳、碳管、水銀整流器等。
(4)化學工業:石墨可以被制備成化工的熱交換器、閥門、反應槽、管件、壓縮器、耐腐蝕材料等。
(5)核工業:當石墨純度為99.99%時,可以將其運用到防原子輻射外殼或者原子反應堆里面的中子減速劑。在航天航空工業中,因為石墨的熔點在3850℃左右,故可用石墨作火箭發動機尾噴管的耐高溫喉襯,因為石墨可以承受3200℃左右的高溫。
(6)其他用途:石墨可作為顏料、導電油墨、鉛筆芯等的原料,還可以作為活性炭,吸附有毒有害氣體、固體、液體等廢物。
隨著科學家對石墨選礦、化學提純和高附加值產品的深入研究,出現了很多以石墨為原料的新型材料,如:膨脹石墨、石墨烯材料、球形石墨、納米石墨等。其中以膨脹石墨和石墨烯材料性能表現更優,膨脹石墨又稱為柔性石墨,具有柔軟性、吸附性、各向異性導電性、不滲透性等特點,可作為電子、醫學等領域材料;而石墨烯材料又稱明星材料,其主要用鱗片石墨作為原料,而制備得到的石墨烯具有二維平面結構、具有一定的導電和導熱以及機械強度等優異性能。