石墨作为一种具有优良导电性、导热性、耐高温性和化学稳定性的非金属矿物,在新能源、新材料、电子信息、航空航天等领域存在广泛的应用。随着全球新能源产业的加快速度进行发展,尤其是锂离子电池行业的爆发式增长,对高品质石墨材料的需求日益旺盛。
目前,国内石墨资源丰富,但多以初级加工产品为主,高纯度、高性能的石墨精深加工产品依赖进口的局面尚未完全改变。同时,传统石墨加工工艺存在能耗高、污染大、产品附加值低等问题。基于此,本项目致力于开展石墨精深加工,生产高纯度石墨、球形石墨、石墨烯等高端产品,提升石墨资源的利用效率和附加值,推动国内石墨产业的转型升级。
本项目计划投入一定数额的资金,选址于石墨资源丰富且工业基础较好的地区,占地面积达一定亩数。项目分两期建设,一期工程预计 16 个月完成,建成后将形成一定规模的年产高纯度石墨和球形石墨产能;二期工程将在一期投产后 20 个月内启动,重点建设石墨烯生产线,投产后将进一步丰富产品品种类型,提升项目的市场竞争力。
项目主要专注于高纯度石墨、球形石墨、石墨烯等系列新产品的研发、生产与销售。产品使用先进的提纯、整形、剥离等工艺制备而成,具有纯度高、性能优异等特点,可大范围的应用于锂离子电池负极材料、高温耐火材料、电子器件、复合材料等领域,满足高端市场对石墨材料的高品质要求。
近年来,全球石墨精深加工商品市场呈现快速增长态势。据相关行业多个方面数据显示,2023 年全球高纯度石墨市场规模约为 30 亿美元,球形石墨市场规模约为 25 亿美元,石墨烯市场规模约为 10 亿美元。预计到 2030 年,全球高纯度石墨市场规模将达到 60 亿美元,球形石墨市场规模将达到 55 亿美元,石墨烯市场规模将突破 40 亿美元,2024-2030 年期间三类产品的年复合增长率分别约为 10%、12% 和 20%。
国内市场方面,2023 年国内高纯度石墨市场规模约为 12 亿美元,球形石墨市场规模约为 10 亿美元,石墨烯市场规模约为 4 亿美元。随着国内新能源汽车、储能等产业的加快速度进行发展,预计到 2030 年国内高纯度石墨市场规模将达到 25 亿美元,球形石墨市场规模将达到 23 亿美元,石墨烯市场规模将达到 18 亿美元。其中,锂离子电池负极材料领域对球形石墨和高纯度石墨的需求量开始上涨最为显著。
高端化与精细化:下业对石墨材料的纯度、粒度、形貌等指标要求慢慢的升高,高纯度(99.99% 以上)、超细粒度、特定形貌的石墨精深加工产品成为市场主流,产品附加值不断提升。
应用领域持续拓展:除传统应用领域外,石墨精深加工产品在柔性电子、生物医药、环保治理等新兴领域的应用研究不断深入,为市场增长带来新的空间。例如,石墨烯在海水淡化、抗菌材料等领域的应用前景广阔。
绿色低碳生产:随着环保政策的日益严格,石墨精深加工企业越来越注重绿色生产的基本工艺的研发和应用,如采用低能耗的提纯工艺、水循环利用技术等,降低生产的全部过程中的能耗和污染物排放,实现可持续发展。
全球石墨精深加工市场之间的竞争较为激烈,国际有名的公司凭借先进的技术、成熟的工艺和品牌优势,在高端市场占据主导地位。国内企业通过不断的研发技术和产能扩张,在中高端市场的竞争力逐渐增强,尤其是在球形石墨、中高纯度石墨领域已具备一定的国际竞争力。
国内市场呈现出区域化竞争特点,靠近石墨矿产资源的企业具有原料成本优势。目前国内市场集中度较低,中小型公司数较多,产品质量参差不齐。随着行业技术门槛的提高和环保要求的严格,具备技术优势、规模优势和资源整合能力的企业将在竞争中占据有利地位,市场集中度有望逐步提升。
选址:项目选址于石墨资源丰富的矿产资源开发区或工业园区,该地区石墨矿储量大、品质高,便于原料的采购和运输,可降低原料成本。同时,选址地交通便利,紧邻公路、铁路等交通干线,有利于产品的外销。周边基础设施完善,水、电、气供应充足,能够很好的满足项目的生产需求,且园区内环保配套设施齐全,符合环保生产要求。
规划:项目总占地面积达一定亩数,主要建设内容有原料预处理车间、提纯车间、球形化车间、石墨烯制备车间、研发中心、原料仓库、成品仓库、辅助设施及办公生活设施等。各车间按照生产流程做到合理布局,原料预处理车间负责石墨原矿的破碎、浮选等处理;提纯车间使用先进工艺生产高纯度石墨;球形化车间将高纯度石墨加工成球形石墨;石墨烯制备车间专注于石墨烯的研发和生产;研发中心设有实验室和中试车间,用于新产品和新工艺的研发;原料仓库和成品仓库采用智能化仓储管理系统,保证物料的高效管理和安全存储。
原料预处理:对石墨原矿进行破碎、球磨,将其加工成一定粒度的粉体,然后通过浮选、磁选等工艺去除杂质,得到粗制石墨粉。
提纯:采用化学提纯(如酸碱法)或物理提纯(如高温法)工艺对粗制石墨粉进行提纯,去除其中的硅、铁、铝等杂质,得到高纯度石墨粉(纯度可达 99.99% 以上)。
球形化:将高纯度石墨粉送入球形化设备,通过气流磨、机械研磨等方式来进行整形,使石墨颗粒形成球形或类球形,提高其堆积密度和流动性,得到球形石墨。
石墨烯制备:采用氧化还原法、机械剥离法或化学气相沉积法等制备石墨烯,通过对石墨进行氧化、剥离、还原等处理,得到石墨烯粉体或薄膜。
检验包装:对生产出的高纯度石墨、球形石墨、石墨烯等产品做成分、粒度、形貌等指标的检验,合格后做包装,防止产品受潮和污染。
关键设备:项目计划引进国内外先进的破碎设备、球磨机、浮选机、提纯设备(如高温石墨化炉、反应釜)、球形化设备(如气流磨)、石墨烯制备设备(如超声波剥离仪、化学气相沉积系统)、检验测试仪器(如 X 射线荧光光谱仪、激光粒度仪、扫描电子显微镜)等,共计一定台(套)。这些设备具备了自动化程度高、生产效率高、产品质量稳定等特点,能确保石墨精深加工产品的质量和生产效率。
高纯度石墨制备技术:优化化学提纯和物理提纯工艺参数,提高石墨纯度的同时降低生产所带来的成本,开发适用于不同纯度要求的系列化高纯度石墨产品。
球形石墨制备技术:研究球形化工艺对石墨颗粒形貌、堆积密度等性能的影响,优化工艺参数,生产出具有高球形度、窄粒度分布的球形石墨产品,满足锂离子电池负极材料的高性能要求。
石墨烯制备与应用技术:开发低成本、高质量的石墨烯制备工艺,提高石墨烯的产量和稳定能力,同时研究石墨烯在复合材料、储能器件、传感器等领域的应用技术,拓展其应用范围。
研发计划:项目将组建专业的开发团队,投入一定的研发资金,与高校、科研机构开展产学研合作,持续进行技术创新和产品升级。重点围绕高纯度石墨的高效提纯技术、球形石墨的形貌控制技术、石墨烯的规模化制备及应用技术等方面开展研究,不断的提高产品性能,开发适应市场需求的新产品,保持项目在行业内的技术领先地位。
国家格外的重视新材料产业的发展,出台了一系列支持石墨等新型无机非金属材料产业高质量发展的政策措施,如《“十四五” 原材料工业发展规划》等,明白准确地提出要推动石墨等矿产资源的精深加工和高效利用。本项目符合国家产业政策导向,能够享受相关的政策支持,如税收优惠、研发补贴等,为项目的实施提供了良好的政策环境。
项目团队拥有多年从事石墨加工的经验,掌握了高纯度石墨、球形石墨、石墨烯等产品的核心生产技术和工艺。同时,项目将引进先进的生产设备和检验测试仪器,并与科研机构合作开展技术攻关,具备较强的研发技术能力和成果转化能力。目前,石墨精深加工的有关技术已相对成熟,且项目前期已完成小试和中试,产品性能符合市场要求,技术方案可行。
随着新能源、电子信息等产业的加快速度进行发展,对高纯度石墨、球形石墨、石墨烯等高端石墨产品的市场需求持续增长。本项目生产的产品性能优异、质量稳定,能够很好的满足下业的高品质要求。同时,项目选址靠近原料产地和下游市场,有着非常明显的区位优势,且将建立完善的销售网络,与下游企业建立长期稳定的合作伙伴关系,确定保证产品销售渠道畅通,市场前景广阔。
经初步测算,项目建成投产后,具备比较好的经济效益。高纯度石墨、球形石墨、石墨烯等产品附加值高,通过规模化生产可降低生产所带来的成本,年出售的收益和年净利润可观,投资回收期在合理范围内。项目的实施不仅仅可以为公司能够带来良好的经济效益,还能带动当地石墨产业的发展,增加就业岗位,促进地方经济的增长,具有一定的社会效益。
项目在设计和建设过程中,将严格遵守国家环境保护的法律和法规和标准,采用环保型的生产的基本工艺和设备,减少生产的全部过程中污染物的产生。对生产的全部过程中产生的废水(如酸碱废水)、废气(如粉尘)、固废(如废渣)等进行相对有效的处理和回收利用,确保达标排放。同时,加强环境管理,推行清洁生产,提高资源的利用率,实现经济效益与环境效益的协调统一。