Природный графит является необходимым минеральным сырьем для традиционных отраслей и развивающихся стратегических отраслей и стал важным стратегическим ресурсом для поддержки развития высоких технологий. В данной статье рассчитывается спрос на графит в различных отраслях промышленности и будущее направление развития из основных секторов потребления природного графита. Прогнозы будущего спроса на такие отрасли, как огнеупорные материалы, стальное литье, уплотнительные материалы, тормозные материалы, смазочные материалы, адсорбенты и аккумуляторные электроды.
1 Введение
Благодаря своим особым свойствам графит является необходимым минеральным сырьем для традиционных отраслей промышленности и развивающихся стратегических отраслей и широко используется в области науки и техники. Такие страны, как Европа и США, включили природный графит в качестве стратегического ресурса, строго ограничив их добычу и экспорт технологий. Тем не менее, графитовая индустрия Китая сталкивается с хаосом в порядке добычи, серьезной растраты ресурсов, отсталых процессов добычи и отбора, избыточных мощностей, серьезного загрязнения и дисбаланса в экспортной торговле сырой рудой. Многие эксперты высоко оценили развитие графитовой промышленности, и в совместном письме содержится призыв включить развитие графитовой промышленности в национальную стратегическую позицию.
В будущем природный графит будет широко использоваться в высокотехнологичных областях и станет важным стратегическим ресурсом для поддержки развития высоких технологий. Следовательно, связана ли непрерывная и стабильная поставка графитовых ресурсов с устойчивым развитием страны. Графит является основным минеральным ресурсом Китая, а его объемы производства и экспорта доминируют на мировом рынке. Экспорт в основном основан на природных графитовых концентратах и первичных продуктах, в то время как импорт в основном состоит из графитовых продуктов, которые требуются для высоких, точных и острых процессов. В области применения графита некоторые ученые предсказывали тенденцию развития графита в традиционных отраслях промышленности, таких как огнеупор, сурьма, литейное производство и производство стали, а также указывали на будущее развитие расширенного графита, тормозных накладок, углеродного волокна и других продуктов. С тех пор Ван Вэньли проанализировал основные продукты глубокой переработки графита: гибкий графит, графитовую эмульсию, литиевый электронный анодный материал, пропитанный кремнием графит и другие технологии и области применения. Благодаря углубленному изучению характеристик графитовых структур в последние годы, графит будет охватывать область применения традиционных отраслей промышленности, превращаясь в новые экологически чистые материалы, новые теплообменные материалы, накопители энергии, проводящие материалы, графен и новые суперконденсаторы.
Ранние ученые достигли меньших результатов в изучении спроса на графит. Ожидается, что спрос на отечественный графит будет расти ежегодно на 3-4%, а к 2010 году годовой спрос на графит составит 503 000 тонн. Ван Гуаню предсказал, что общий спрос на графит в Китае в 2010 году составит 2 миллиона тонн. В последние годы Национальный центр геологоразведки строительных материалов Китая прогнозирует, что к 2015 году производство кристаллического графита в Китае достигнет 950 000 т1). Некоторые ученые также прогнозируют, что годовой спрос на графит в мире достигнет более 1,6 млн. Тонн в зависимости от нового спроса на графит в области новой энергии и новых материалов. Ученые имеют существенные различия в прогнозировании спроса на графит: большинство из них не в состоянии разработать процесс прогнозирования, а результаты прогнозов, таких как металлургическое литье, карандаш и другие области, далеки от фактического спроса. Историческое потребление графита остается относительно стабильным, но в будущем высокотехнологичные отрасли и новые области энергетики будут основными областями роста потребления графита. Стратегическое значение графита в будущем также будет подчеркнуто. Основываясь на вышеупомянутых исследованиях, в данной статье будет рассчитана потребность в графите в будущем развитии графитовой промышленности из основных секторов потребления графита, чтобы рассчитывать на ситуацию со спросом на графит в Китае в будущем, и изобразить будущую графитовую промышленность в Китае в соответствии с ситуацией развития графита в традиционных и новых областях в будущем. Направление развития сети обеспечивает поддержку принятия решений для устойчивого развития графитовой промышленности Китая.
2 Состояние спроса и предложения графита в Китае
2.1 Область применения графита
Природный графит является кристаллическим минералом из углеродистых элементов, как кристаллических, так и криптокристаллических. Среди них кристаллический графит превосходит другие типы графита по плавучести, смазывающей способности и пластичности. До 19-го века графит использовался главным образом в качестве сырья для огнеупоров, пигментов и т. Д. Из-за его высокой термостойкости и электрической проводимости. С глубоким пониманием свойств графитовой коррозионной стойкости, радиационной стойкости, самосмазывания и т. Д. Область его применения также более обширна (рис. 1). Появились графит высокой чистоты, графит для атомной промышленности, графитовое волокно и пропитанный кремнием графит. В частности, открытие графена в последние годы вызвало широкую обеспокоенность в таких новых областях, как электронная связь, литий-ионные аккумуляторы, аэрокосмическая техника, биомедицина, защита окружающей среды, солнечная энергия и оптоэлектроника. Разработка этих новых материалов является важной частью модернизации промышленности природного графита.
2.2 Производство, экспорт и потребление кристаллического графита в Китае
Китай является крупнейшим в мире производителем, потребителем и экспортером графита. К концу 2013 года запасы графита в Китае составляли 55 миллионов тонн, что является второй по величине страной после Бразилии, на которую приходится 42,31% мировых запасов. В конце 2012 года запасы минералов кристаллического графита в Китае составляли 20 миллионов тонн, а выявленные запасы ресурсов составляли около 200 миллионов тонн, запасы криптокристаллической графитовой руды составляли около 5 миллионов тонн, а запасы ресурсов составляли около 35 миллионов тонн. Китай является крупнейшим в мире производителем графита: производство графита выросло с 1,65 млн. Тонн в 2000 году до 1,92 млн. Тонн в 2006 году, а затем постепенно снижается. Тем не менее, различные виды производства графита имеют разные тенденции: производство кристаллического графита увеличивается с каждым годом, в то время как производство криптокристаллического графита уменьшается. В 2012 году производство графита в Китае составило 870 000 тонн (рис. 2), в том числе: кристаллический карбид кремния 470 000 тонн и микрокристаллический графит 400 000 тонн.
Китай - большая страна с графитовыми ресурсами, но долгое время он в основном добывал сырую руду и низкокачественную продукцию. Китай является ведущим мировым экспортером графита, с 2000 года на его долю приходится более 63% мирового экспорта. В последние годы под влиянием международной политической и экономической обстановки и интеграции графитовой промышленности Китая экспорт графита замедлился. В 2012 году экспорт графита из Китая составил около 260 000 тонн (Рисунок 2).
В области глубокой переработки, разработка высококачественных графитовых изделий. Хотя Китай предпринял некоторые меры по интеграции и глубокой переработке графитовых ресурсов, разрыв с развитыми странами все еще очень очевиден. Потребление природного графита в Китае увеличилось за последнее десятилетие с 430 000 тонн в 2002 году до 670 000 тонн в 2012 году (Рисунок 2) со среднегодовым темпом роста в 4%. Структура потребления сместилась с традиционных огнеупорных материалов, литья, карандашей и других областей на новую энергию и новые материалы. Китай и мировая структура потребления природного графита в основном одинаковы, в основном в области огнеупорных материалов, металлургического литья, электропроводности, смазки и т. Д. (Рисунок 3). Однако существует определенный разрыв между производством и применением функциональных материалов и развитых стран.
3 Ситуация со спросом в будущем на отдел графитовых ресурсов
В этом исследовании прогнозируется спрос на графит в Китае в 2020 году исходя из будущих тенденций развития департамента и удельного спроса на графитовые изделия в различных отраслях промышленности. Согласно модели потребления графита в Китае, основные области потребления графита подразделяются на: огнеупорные материалы, сталь, уплотнения, торможение, батареи и другие области для отраслевого прогнозирования. В соответствии с текущим статусом разработки графена оценивается влияние развития графена на будущий спрос на графит.
3.1 Спрос на природный графит в традиционной области
Одним из основных использование природного графита является производство огнеупорных материалов, спрос графита и делает тугоплавкие и сталелитейной промышленности тесно связаны между собой. Несмотря на то, графит промышленности в последние годы в других новых приложений было значительное развитие, сталь, графит огнеупорной промышленности доля от общего потребления на 67% -68% в конце 1980-х годов, снижение до 42% в 2012 году, но Это все еще промышленный сектор с наибольшим потреблением графита. И спрос на графит в карандашной промышленности останется в его нынешнем состоянии.
3.1.1 спрос на огнеупоры (MgO-C), графит
Графит огнеупоры MgO-C, а спрос и связанное с ним количество графита добавляются. Графит является основным углеродным материалом, используемым для производства магнезиального углеродного кирпича, и его тип и чистота очень чувствительны к характеристикам магнезиального углеродного кирпича. Обычно выбирают фиксированное содержание углерода от 93 до 95% и размер частиц от 0 до 100 меш кристаллического графита. Количество необходимого графита зависит от типа стальной печи, места использования и условий эксплуатации (Таблица 1). В Европе используются магнезиальные углеродные кирпичи с содержанием углерода около 10%, в то время как в Китае и Японии обычно используются магнезиальные углеродные кирпичи с содержанием углерода от 12 до 20%. В последние годы низкоуглеродистые магнезиальные углеродистые кирпичи стали горячей точкой для исследований и применения.
Ли Пей и другие предположили, что при выплавке низкоуглеродистой стали следует выбирать магнезиальный углеродный кирпич с содержанием углерода 6% ~ 8%. Углеродистые кирпичи с низким содержанием магния продвигаются и применяются на крупных крупных китайских сталелитейных предприятиях и постепенно заменят высокоуглеродистые магнезиальные углеродные кирпичи. Согласно этой оценке, к 2020 году количество графита, добавляемого в углеродистые кирпичи магнезии Китая, сократится до 7%. Согласно среднегодовым темпам роста производства магнезиального углеродного кирпича за последние пять лет, согласно оценкам, объем производства магнезиального углеродного кирпича в Китае достигнет 2,14 млн. Тонн в 2020 году. Огнеупоры спрос промышленности для графита снижается до 150 000 т, что несколько ниже, чем спрос на данном этапе.
Основным источником углерода в огнеупорных материалах является кристаллический графит, но некоторые заводы по производству магнезиального углеродного кирпича также добавляют немного электродного порошка, землистого графита и так далее. После измельчения порошка электрода тугоплавкий продукт, имеющий более высокую плотность, может быть получен путем добавления небольшого количества. Землистый графит имеет мелкие кристаллические зерна, не имеет явной кристаллической формы и высокой примеси и может быть использован только для производства низкосортного магнезиального углеродного кирпича.
3.1.2 Спрос на стальные литейные рекарбюризаторы и электроды
(1) Спрос на рекарбюризаторы в отливках
Чугун является одним из базовых сплавов в машиностроении. Китай - большая страна по производству чугуна, но он не является сильным производителем чугуна. В 2010 году общий объем производства отливок в Китае достиг 36,9 млн. Тонн, доля чугунных материалов составляла 40% в мире, а объем производства чугуна на душу населения составил около 30 кг, что было значительно меньше, чем в Германии (53 кг) и США (45 кг), что также указывает на то, что литейное производство в Китае все еще продолжается. Существует много возможностей для развития, особенно для новой ветроэнергетики, железнодорожного транспорта для литья ковкого чугуна и автомобильной промышленности для спроса на червеобразный и серый чугун. Некоторые ученые проанализировали, что к 2020 году Китай действительно станет чугунной державой из чугунной страны.
Прогнозируемый обзор производства чугуна в Китае с 1989 по 2010 год прогнозируется. К 2020 году производство литья в Китае достигнет 70 миллионов тонн (Y = 728,5 e0,07x, R2 = 0,912), а объем производства на душу населения к тому времени достигнет 53 кг. Для разных чугунов количество добавленного рекарбюризатора также различно (таблица 2). Количество добавленного карбонизатора на тонну отливок составляет 2%, а потребность в углеродосодержащих восстановителях для отливок составит 1,4 млн. Тонн.
(2) Спрос на стальные электроды и рекарбюризаторы.
Масштаб и структура стали, удельный расход электродов электропечи и количество используемого рекарбюризатора определяют потребность в графите. Китай является крупнейшим в мире производителем стали. В 2013 году производство нерафинированной стали достигло 822 млн. Тонн, производство стали для электропечи составило 72 млн. Тонн, а производство стали для электропечи составило 8,76%. Согласно «12-й пятилетке развития черной металлургии» 1) Прогнозируется, что пиковый спрос на сырую сталь в Китае (7,7 ~ 8,2 млрд. Тонн) может возникнуть в период 2015-2020 гг., После чего зона максимальной вершины дуги будет продолжаться в течение некоторого периода времени.
На основании приведенных выше результатов исследований и с учетом таких факторов, как экспорт, в данном документе пиковое годовое производство стали в Китае в 2016 и 2020 годах устанавливается на уровне 840 млн. Тонн и 820 млн. Тонн соответственно. Некоторые ученые прогнозируют, что в 2020 году доля стали в электропечах в Китае, как ожидается, достигнет 25%, но после 2010 года развитие стали в электропечах в Китае будет медленным. Исходя из текущей стадии производства стали в электропечах в Китае и потребления стали на душу населения достигнет пика после увеличения производства лома, эта статья, как ожидается, В 2020 году доля стали для электропечи в Китае достигнет 15%, потребление электродов в тоннах стали для электропечи сократится с 5,82 кг / т до 4,98 кг / т, а количество добавленного карбонизатора на тонну стали составит 0,1% ~ 0,4% (увеличение углерода) Рассчитывается средняя потребность в агенте, и, согласно оценкам, к 2020 году спрос на сталеплавильные электроды и рекарбюризаторы составит 610 000 тонн и 2,05 млн. Тонн соответственно.
(3) Прогноз спроса на графит в стальном литье.
Электроды, изготовленные из природного графита, трудно использовать в электрических печах, работающих в более жестких условиях, а графитовые электроды для электрических печей в основном представляют собой искусственный графит. Графит и другие примесные материалы могут быть использованы в качестве рекарбюризатора в сталелитейной промышленности и в качестве альтернативы рекарбюризаторам. В начале 1990-х годов Китай начал использовать микрокристаллический графит в качестве рекарбюризатора. С тех пор компания разработала технологию производства высококачественного графитизированного рекарбюризатора нефтяного кокса. Хотя производство графитированного нефтяного кокса полностью удовлетворяет потребности в высококачественном графитированном нефтяном коксе для плавки в домашних условиях, микрокристаллический графит по-прежнему является одним из источников рекарбюризаторов из-за его ценового преимущества. В соответствии с долей природного графита в общем потреблении рекарбюризаторов в 2010 году, прогнозируется, что спрос на природный графит в качестве стального рекарбюризатора в 2020 году составит 552 000 тонн.
