石墨是我国重要的非金属矿种，广泛应用在冶金、化工、机械、核工业、电子、航空航天、国防军工等多个领域^[1-3]。晶质石墨的鳞片特征与其应用方向、市场价值密切相关，研究我国晶质石墨矿床鳞片特征，可为有针对性地开发石墨资源提供数据支持，为优化我国石墨产业布局奠定基础。

1 我国石墨资源的分布

据国土资源部全国矿产资源储量通报，截止2016年底，我国查明石墨矿物资源储量3.6亿t，其中晶质石墨矿物资源储量近3亿t，晶质石墨主要分布在黑龙江、内蒙古、四川、山西和山东等省区。其中黑龙江查明资源储量12 884.78万t，占比43%；内蒙古8 202.60万t，占比27%；四川2 095.43万t，占比7%；山西1 956.22万t，占比近7%；山东1 619.11万t，占比5%，此五省查明资源储量约占全国的89%，其他地区占比约11%。

2 典型晶质石墨产区鳞片石墨特征

我国石墨资源总量丰富，但分布不均，各省份资源量和资源质量差异较大。为促进石墨资源分级利用，优质优用，本文对黑龙江、内蒙古、四川、山东和山西等五个石墨资源大省的典型矿床鳞片石墨特征总结分析。

2.1 黑龙江

黑龙江省晶质石墨资源极为丰富，主要分布在萝北和鸡西等地。黑龙江矿石固定碳品位高，全省固定碳平均品位在8.56%左右，矿石结构简单，主要为鳞片状结构。通过实地调研，结合多个矿床资料^[4-7]，可知黑龙江鸡西地区矿石固定碳平均品位在4%~10%之间(表 1)，鳞片片径>0.15 mm以上)占比平均达到40%~45%左右。黑龙江萝北地区矿石固定碳平均品位普遍接近10%，局部大者可达14%左右，但矿石以小鳞片为主，鳞片片径大多数＜0.15 mm。

2.2 内蒙古

内蒙古晶质石墨资源储量仅次于黑龙江，主要分布在内蒙古兴和、阿拉善和包头等地。兴和地区石墨矿石固定碳品位普遍在3%~5%之间，鳞片片径>0.3 mm占比30%左右，鳞片片径>0.15 mm的占比可达55%以上。阿拉善地区，以查汗木胡鲁石墨矿为例，矿石固定碳平均品位在5.45%左右，绝大多数石墨鳞片片径>0.15 mm。包头地区的达茂旗查干文都日区石墨矿，矿石固定碳平均品位为5.61%，鳞片片径多数＜0.15 mm^[8-9]。综上所述，内蒙古自治区晶质石墨矿石固定碳平均品位在3%~6%之间，普遍低于黑龙江省，石墨鳞片片径>0.15 mm的占比达到50%以上。

2.3 四川

四川省的晶质石墨资源主要分布在攀枝花、巴中和阿坝州等地区。攀枝花和中坝地区石墨矿石固定碳平均品位6.21%，矿石以细小鳞片为主，鳞片片径不超过0.15 mm。巴中市南江地区晶质石墨矿石固定碳品位多为5%~7%，高者可达13%，多数石墨鳞片片径>0.15 mm^[10-12]。阿坝州地区石墨矿石固定碳品位多为5%~10%，多数石墨鳞片片径＜0.15 mm^[13]。综上所述，四川省晶质石墨矿固定碳平均品位一般在5%~7%之间，以细小鳞片为主。

2.4 山西

山西省已发现具有查明资源储量晶质石墨矿产地8处，主要分布在大同地区。矿床固定碳平均品位在3%~4%之间居多，石墨鳞片片径多数>0.15 mm^[14-16]。选矿试验表明，相应的大鳞片产率大致38%左右，如大同新荣区七里村石墨矿。

2.5 山东

山东省晶质石墨资源主要分布在莱西、平度和莱阳等地。莱西南墅矿固定碳平均品位为5.18%左右，多数石墨片径在0.1~0.4 mm之间^[17]。平度市刘戈庄石墨矿固定碳平均品位为3.34%左右，鳞片片径大多＜0.5 mm^[18]。平度闫鑫石墨矿固定碳平均品位3.5%，鳞片片径>0.30 mm的占比8%~12%。综上所述，山东地区石墨矿固定碳平均品位一般在3%~5%之间，鳞片片径>0.15 mm的占比40%~60%。

3 我国晶质石墨矿大鳞片石墨产出率

据中国非金属矿工业协会对我国26家典型石墨矿山及选矿厂采选指标的统计结果：我国晶质石墨矿开采回采率普遍在90%以上。选矿回收率黑龙江地区大部分在80%以上；山东地区大部分在80%以上，但也有个别在50%~60%之间；内蒙古地区70%~80%居多；其他地区普遍在80%左右。

根据我国典型晶质石墨产区采选技术指标，经计算得出鳞片片径>0.15 mm者，黑龙江鸡西地区产率在12%左右，但其他地区以细小鳞片为主，总体上产率10%左右；四川在4.4%左右；山东在12%左右；内蒙古地区在20%左右；山西地区在25%左右。根据各地区查明的资源储量和大鳞片产率计算得到的全国大鳞片平均产率约为14%。

2016年我国晶质石墨查明矿物资源量29 981.74万t，经计算，未来大鳞片(>0.15 mm)石墨产出量约3 100万t，细小鳞片(＜0.15 mm)石墨产出量约1.9亿t(表 2)。

4 石墨开发利用 4.1 晶质石墨产量

2015—2017年期间，我国晶质石墨产量总体稳定，基本维持在60~70万t。这些产量主要源自黑龙江鸡西、黑龙江萝北、内蒙古兴和、山东平度等4大晶质石墨生产基地(表 3)。

4.2 晶质石墨应用范围

石墨以耐高低温、耐腐蚀、导电、导热、润滑、表面能低、重量轻、炭化收率高等多种特性，广泛应用于冶金、化工、机械、核工业、电子、航空航天和国防军工等领域^[19]。从2014年和2017年我国石墨产品结构看(图 1)，我国石墨产品结构正逐步转型优化。近年我国晶质石墨产量保持在60~70万t，受到钢铁行业去产能等因素的影响，耐火和铸造等传统领域用产品比重逐年降低，新能源和新材料等新兴领域用产品比重不断增加。

晶质石墨的应用领域与其鳞片特征具有密切的相关性。晶质石墨中的大鳞片石墨可用于制备可膨胀石墨，经插层、水洗、干燥、高温膨化等深加工过程，可膨胀石墨不仅保留了天然石墨的耐高温、良好的导电导热性、可塑性、化学稳定性等性能，还具有柔软性、回弹性和自粘性等特性，可进一步应用到柔性石墨(导电导热石墨纸、密封材料和双极板)、隐身材料、环保医疗、阻燃材料等领域^[20]。大鳞片石墨还可用于制备石墨烯材料。石墨烯由于极高的机械强度、导电导热率、透光性和化学稳定性等特性，可广泛应用于电子芯片、导电添加剂、导热材料、防腐材料、储能材料、生物材料及环境材料等领域^[21]，据中国非金属矿工业协会对全国石墨烯生产情况的调研统计，目前我国石墨烯产业化仍处于起步阶段，2017年我国石墨烯粉体产量约为650 t，对应的石墨矿物储量消耗约为1 500 t，对晶质石墨的产品结构影响较小。

晶质石墨中的细小鳞片石墨目前主要应用于冶金材料、电池材料(氟化石墨锂氟电池、锂离子电池负极材料、高能电池正极导电剂)、胶体石墨和高分子复合材料等领域。值得一提的是，根据2017年中国非金属矿工业协会的国内石墨烯骨干企业调研发现，在采用天然晶质石墨制备石墨烯时，虽然国内大多数企业采用的是大鳞片石墨(片径>0.15 mm)，但在电池导电剂、润滑油领域采用的多是细小鳞片石墨(片径＜0.15 mm)。

5 结论

(1) 我国石墨资源丰富，规模大，质量好，分布广。2016年我国晶质石墨查明矿物资源量29 981.74万t，大鳞片石墨(>0.15 mm)产出率平均14%。经计算，未来大鳞片(>0.15 mm)石墨产出量约3 100万t，细小鳞片(＜0.15 mm)石墨产出量约1.9亿t。

(2) 我国石墨产品结构正逐步转型优化。近年来我国晶质石墨产量保持在60~70万t，产品结构逐步优化，耐火和铸造等传统领域用的石墨产品比重逐年降低，新能源和新材料等新兴领域用的石墨产品比重不断增加。

(3) 我国不同地区石墨资源禀赋差异大，应根据不同鳞片特征，对石墨资源分类管理，促进石墨资源分级利用和优质优用；鼓励发展石墨在新材料和新能源等领域的应用。