石墨是一種古老而神奇的材料，被人類利用于各種創(chuàng)作和記錄活動中。它無聲無息地見證了人類文明的演進，并繼續(xù)為我們帶來無盡的創(chuàng)作靈感。石墨也是碳元素的結(jié)晶礦物之一，具有潤滑性、化學穩(wěn)定性、耐高溫、導電、特殊的導熱性和可塑性、涂敷性等優(yōu)良性能，其應用領域十分廣泛。

在古代，石墨被廣泛用于繪畫和書寫。它是一種黑色的礦石，可以輕松地描繪出清晰的線條和陰影。許多古代藝術(shù)家利用石墨繪制出栩栩如生的畫作，展示了他們對世界的觀察和理解。石墨也被用于制作寫字工具，使得文字的記錄和傳播更加容易和普遍。在古代文明的發(fā)展中，石墨在各個領域都起到了非常重要的作用。

??石墨也叫炭精是指碳的同素異形體，黑灰色的半結(jié)晶體，鱗片狀含油脂。這些特性將它的用途局限在把它作為一種藝術(shù)家的顏料使用，但是人們的確很樂意將之用作鉛筆（PENCILS），特殊工業(yè)涂料，或是作潤滑劑。1664年石墨首次在英國的巴羅戴爾（Barrowdale）開采，并將一小塊固定在細棒上來書寫。然而直到18世紀，石墨的真實成分才被確定，并且被命名為石墨（graphite）。在這以前它被稱作炭精或黑鉛（plumbago或black lead）。后面這個誤稱仍保留在現(xiàn)代石墨鉛筆的名稱中，即石墨鉛筆（LEAD pencil）。石墨現(xiàn)在和黏土的混合物現(xiàn)用來制作鉛筆，鉛筆是1795年法國人尼古拉斯·雅克·孔泰（Nicolas Jacques Conté）和奧地利人約瑟夫·哈德馬斯（Joseph Hardmuth）在兩地各自同時發(fā)明的。石墨還能用電流通過粒狀的無煙煤來人工制造。石墨還可以用來制作攪拌棒和盛金屬熔液的坩堝，用于熔化的金屬液鑄造雕塑。由于石墨在高溫下極端穩(wěn)定，它不會污損金屬鑄件或是傳導金屬的熱量。

石墨呈浸染狀分布于花崗巖中，在一些富氣液的巖漿礦床中，石墨可呈球狀、豆狀聚積，構(gòu)成球狀石墨花崗巖，石墨片徑一般為0.1～0.2mm。賦存于板巖和千枚巖中的隱晶質(zhì)石墨礦石，石墨呈隱晶質(zhì)鱗片集合體為主，粒徑一般在0.2mm左右，主要為無定形花瓣狀、疊層狀，一般含有部分微晶鱗片石墨，片徑大的可達1～2μm，與石墨共生的有伊利石或高嶺石等粘土礦物，以及石英、水云母、絹云母、紅柱石、黃鐵礦等。隱晶質(zhì)石墨礦石常殘留原巖的層理構(gòu)造，變質(zhì)不徹底的部分還可含部分未變質(zhì)的無煙煤，保留煤巖結(jié)構(gòu)。有的隱晶質(zhì)石墨礦床的礦石分為軟質(zhì)石墨與硬質(zhì)石墨兩種，軟質(zhì)石墨礦石變質(zhì)徹底，質(zhì)量好，硬質(zhì)石墨一般為石墨與無煙煤的過渡帶，質(zhì)量次。??

中國發(fā)現(xiàn)和利用石墨的歷史悠久。古籍中已經(jīng)有很多關于石墨的記載。比如《水經(jīng)注》“洛水側(cè)有石墨山。山石皆黑，故書可疏，故石墨為名山。考古發(fā)掘出的甲骨、玉片、陶片發(fā)現(xiàn)，早在3000年前，商朝就用石墨寫字，一直延續(xù)到東漢末年(公元220年)松煙油墨取代石墨作為書籍油墨。清朝道光年間(從1821年到1850年)湖南郴州農(nóng)民開采石墨作燃料，稱為“油碳”

20世紀初，用石墨制作電池和鉛筆的技術(shù)傳入中國，當時被稱為“電煤”和“筆鉛”石墨開始用于現(xiàn)代工業(yè)，促進了我國石墨礦業(yè)的發(fā)展。興和、南江、磐石石墨礦先后于1916年至1928年開采，1929年在湖南耒陽開采、郴州、宜章等地設置了7個石墨礦1932年，湖南貴陽發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)石墨，十余家鉛公司參與開采或采購礦石。陜西省眉縣于1936年成立了Pen鉛礦公司，年產(chǎn)石墨礦約3000噸。

1931年9月以后，巖石、柳毛、1937年7月后的星河礦和南墅、丁 安等礦被侵華日軍掠奪開采，估計被搶走石墨5萬多噸。當時抗戰(zhàn)后的四川南江平和地區(qū)有9個礦山和2個公司開采石墨和研磨粉，年產(chǎn)量200噸，1947年停產(chǎn)。抗日戰(zhàn)爭勝利后，人民 1948年，解放區(qū)人民政府接管了柳毛、磐石、南墅礦恢復生產(chǎn)；國民黨統(tǒng)治區(qū)曾經(jīng)有20多家筆芯公司，1949年只剩下郴州、梅縣兩個企業(yè)，合計年產(chǎn)石墨5915t。

隨著石墨礦的開發(fā)，自20世紀20年代以來，一些學者開展了中國石墨礦床的地質(zhì)工作例如，金亮 福建南平鉛礦調(diào)查與侯德峰南、曾世錄、南延宗、廖友仁、盧衍豪、高俊西、李均衡、王岳倫等人到了四川、河南、福建、陜西、甘肅等地部分礦山調(diào)查。然而，在1949年之前，礦山?jīng)]有進行正式的地質(zhì)勘探工作。

人民政府成立后中華人民共和國中國在1949年，國家投入了大量的地質(zhì)勘探工作在石墨礦山。早在20世紀50年代初，華東工業(yè)部就派出地質(zhì)隊勘探南墅的石墨資源。后來建材和地礦的地質(zhì)隊在60年代勘探南墅、興和、魯塘、磐石和其他礦山在20世紀70年代對南江進行了勘探、北墅、什報氣、上世紀80年代，三岔崖和其他礦山勘探了柳毛、金溪和其他礦山在1990年代勘探了穆棱、赤城等礦。40年來，我們不僅查明和擴大了老礦山的儲量，而且發(fā)現(xiàn)了大量的新礦點，查明了大量的工業(yè)儲量和豐富的后備資源，全面掌握了我國石墨礦產(chǎn)資源的特點和分布規(guī)律豐富的地質(zhì)成果為中國石墨礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的依據(jù)。

建國后中華人民共和國中國，冶金、機械、隨著電氣等行業(yè)的發(fā)展，石墨生產(chǎn)蓬勃發(fā)展。1950年至1952年，國家投資興建南墅、柳毛、興和、魯塘、南江等礦1952年生產(chǎn)石墨1.22萬t。從1953年到1957年，通過技術(shù)改造和工藝設備的充實，初步改變了石墨礦的落后面貌1957年，中國有8個礦山生產(chǎn)石墨4.33萬t，產(chǎn)品已出口。1958年新辦小礦21個，全國產(chǎn)量15萬t，但開采不平衡，產(chǎn)品質(zhì)量下降。1962年調(diào)整后，產(chǎn)品質(zhì)量有所提高，但產(chǎn)量下降，到1966年產(chǎn)量為8.9 t，1970年才開始改進，已經(jīng)拉平、冷水江、穆棱、麻山、靈寶等礦相繼建成，1977年全國產(chǎn)量達到20座.6萬t。從1978年開始，石墨行業(yè)徘徊了四年，全國年產(chǎn)量一直保持在18萬t左右。

中國實行改革、開放政策后，石墨工業(yè)有了新的活力。萊西在20世紀80年代得到了恢復和發(fā)展、武川、伍園、西峽等礦，廣東佛岡煤礦雞西磷礦都有石墨生產(chǎn)礦。到了1985年，縣級以上的縣就多了、現(xiàn)有中型石墨企業(yè)25家，小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)200多家，年產(chǎn)量27.9萬噸，出口量由1.37萬噸增加到8.1萬t，成為非金屬礦產(chǎn)中的大宗出口產(chǎn)品。1990年，中國 美國石墨產(chǎn)量達到頂峰，年產(chǎn)量為67.9萬噸，出口量14.1萬噸，1992年減少到50噸.8萬噸，出口量15.5萬t。1995年出現(xiàn)一個新的高峰，年產(chǎn)量為216.3萬噸，其中鱗片石墨產(chǎn)量為54.9萬噸，出口量15.4萬t。目前有9個國有骨干礦，15個地方國有礦，187個集體和鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山廠礦，180多個各種加工廠，形成了一個黑龍江的柳毛、山東南墅、內(nèi)蒙古興和的結(jié)晶石墨生產(chǎn)基地，湖南蘆塘的隱晶質(zhì)石墨，國有重點礦山產(chǎn)量占全國產(chǎn)量的38%，集體和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的產(chǎn)量分別占62%

經(jīng)過70多年的風雨滄桑，中國石墨礦業(yè)總體上有了長足的發(fā)展，雖然建國以來幾經(jīng)波折中華人民共和國中國到1995年，年產(chǎn)量不僅是1949年的365倍，而且形成了礦業(yè)、選礦、加工、品質(zhì)提純等一系列石墨產(chǎn)品的配套綜合產(chǎn)業(yè)。年產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量的一半，位居第一。20多種產(chǎn)品，272種產(chǎn)品品牌，產(chǎn)品質(zhì)量、粒度分級和粉碎加工方法達到世界先進水平。同時，由于深加工產(chǎn)品的不斷開發(fā)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也有了很大改善，已能生產(chǎn)代表當代國際先進水平的彩電顯像管用石墨乳和GRT節(jié)能減磨添加劑、可膨脹石墨、石墨板材、石墨密封件石墨耐火材料等六大類近千種深加工產(chǎn)品。長期以來，石墨一直是中國占主導地位的非金屬礦產(chǎn)之一，并將繼續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。

2020年6月25日，大同發(fā)現(xiàn)超大型石墨礦床，資源量約1億噸據(jù)了解，大同市新榮區(qū)石墨礦帶位于新榮區(qū)東南130，白山村與紅茨堡之間，距離約8000米。石墨礦帶呈南西—它分布在東北部，長約23000米，寬50至800米。 

成分結(jié)構(gòu)

石墨的化學成分是碳(C)天然石墨很少是純的，通常含有10%～20%雜質(zhì)，包括二氧化硅、Al2O3、MgO、CaO、P2O5、CuO、V2O5、H2O、S、FeO以及H、N、CO2、CH4、NH3等。石墨礦物呈鐵黑、鋼灰色，帶亮黑色條紋；金屬光澤，隱晶質(zhì)骨料暗淡不透明；解理{0001}完整，硬度各向異性，垂直解理面3 ~ 5，平行解理面1 ~ 2；質(zhì)軟，密度為2.09～2.23g/Cm3，有滑膩感，容易污染手指。礦物薄片在透射光下通常是不透明的，極薄的薄片是淺綠灰色，單軸的，折射率為1.93～2.07，反射光下為淺棕灰色，反射多色明顯，Ro灰色帶棕色，Re深藍灰色，反射率Ro23(紅)，Re5.5(紅)，反射色、雙反射明顯，非均質(zhì)性強，偏振色為稻草黃色。石墨是一種復合的六方雙錐晶體，沿{0001}它是六角板晶體，常見的單形有平行雙面、六方雙錐、六角柱狀，但完整的晶形很少，一般呈鱗片狀或板狀，聚集體致密塊狀、土狀或球狀。

石墨晶體具有典型的層狀結(jié)構(gòu)，碳原子呈六邊形網(wǎng)絡層排列，表面網(wǎng)絡節(jié)點處的碳原子相對于上下相鄰層網(wǎng)格的中心。重復層為2的石墨是2H多型體，屬于六方晶系，通常稱為石墨；如果重復層為3，則為石墨的3R多型，屬于三元系，但在天然石墨結(jié)構(gòu)中不能單獨分離。在石墨的晶體結(jié)構(gòu)中，層中碳原子的配位數(shù)為3，具有共價金屬鍵，間距為0.142nm，各層通過分子鍵連接，間距為0.340nm，這種特殊的晶體結(jié)構(gòu)和化學鍵使石墨具有一些特殊的工藝性能。

理化性質(zhì)

由于碳原子緊密排列在石墨晶格的原子層中，熱振動困難，所以石墨可以耐高溫，具有特殊的熱性能。石墨的熔點為3850℃，沸點為4250℃，吸熱為6.9036×107J/Kg，高溫電弧燃燒后的失重很小，2500℃時強度比室溫下提高一倍，熱膨脹系數(shù)小(1.2×10-6)當溫度突然變化時，它的體積變化很小。因為石墨晶體中有容易流動的電子，所以是導電的、導熱性不亞于金屬。但隨著溫度的升高，熱導率降低，在極高的溫度下趨于非熱狀態(tài)。石墨具有良好的化學穩(wěn)定性，不受酸的影響、堿和有機溶劑的腐蝕。石墨的潤滑性能與二硫化鉬和四氟乙烯相似，在潤滑介質(zhì)中摩擦系數(shù)小于0.1，尤其是鱗片石墨具有更好的潤滑性。此外，石墨具有包覆性和可塑性當它涂在固體物體表面時，能形成一層薄膜并牢固附著保護固體，可制成任何復雜形狀的產(chǎn)品。

中國石墨產(chǎn)品分為鱗片石墨和微晶石墨兩大類：鱗片石墨指的是天然的結(jié)晶石墨，看起來像魚鱗，由晶體構(gòu)成(鱗片狀)石墨礦石經(jīng)加工、選礦、一些產(chǎn)品被提純；微晶石墨，曾被稱為土壤石墨或無定形石墨，是指由微小的天然石墨晶體組成的致密集合體，由隱晶質(zhì)物質(zhì)組成(土狀)石墨礦石經(jīng)加工、有的經(jīng)選礦、提純而得的產(chǎn)品。

鱗片石墨

按其固定碳含量分為高純石墨、高碳石墨、中碳石墨和低碳石墨，根據(jù)產(chǎn)品粒度而定、固定碳含量分為212個品牌，各品牌石墨產(chǎn)品的技術(shù)要求見表4.13.2。高純石墨(固定碳含量大于或等于99.9%主要用作柔性石墨密封材料，代替鉑坩堝用于化學試劑熔煉和潤滑劑基料；高碳石墨(固定碳含量94.～99.9%主要用于耐火材料、潤滑劑基料、電刷原料、電碳制品、電池原料、鉛筆原料、填充料及涂料等；中碳石墨(固定碳含量80%～94%主要用于坩堝、耐火材料、鑄造材料、鑄造涂料、鉛筆原料、電池材料和染料等。低碳石墨(固定碳含量大于或等于50.～80.主要用于鑄造涂料。微晶石墨可分為有鐵要求的和無鐵要求的兩類，含碳量根據(jù)產(chǎn)品而定、最大粒徑分為60個等級，各等級石墨制品的外觀要求制品中不能有肉眼可見的鋸末、鐵屑、石顆粒等雜質(zhì)，產(chǎn)品不受其他雜質(zhì)污染，其技術(shù)要求見表4.13.3。微晶石墨中酸溶性鐵含量不超過1%，主要用于鉛筆、電池、焊條、石墨乳劑、石墨軸承的配料，電池碳棒的原料等；不含鐵的微晶石墨主要用于鑄造材料、耐火材料、染料電極糊等原材料。

自然類型

通常，根據(jù)含礦巖石的巖性，各種礦床都有其天然類型的石墨礦。晶質(zhì)(鱗片狀)石墨礦主要是區(qū)域變質(zhì)礦床中的片麻巖、片巖類以及大理(透輝)巖類、變粒巖類、天然類型的礦石，如混合巖；花崗巖和閃長巖主要發(fā)育在巖漿熱液礦床中、礦石的自然類型，如長英質(zhì)巖石。隱晶質(zhì)(土狀)石墨礦主要發(fā)育接觸變質(zhì)礦床中的天然板巖和千枚巖。

片麻巖類

包括石墨花崗巖片麻巖、石墨黑云母斜長片麻巖、石墨平線閃長巖片麻巖、石墨輝石片麻巖等。石墨呈片狀或片狀，混有黑云母或透閃石等片狀礦物、錫石等纖維狀礦物緊密共生，一般沿平行片麻巖定向排列，在長石中均勻分布、在應時煤矸石的礦物顆粒之間。石墨片徑0.04 ~ 4 mm，常隨脈石顆粒的大小而異粗脈石顆粒周圍的石墨薄片直徑較大，一般為0.1～0.5mm較多。片巖石墨礦包括石墨片巖、石墨石英片巖、云母石墨片巖、石英石墨片巖等。石墨是鱗片狀集合體，云母、絹云母和其他片狀礦物在應時沿片理方向緊密共生排列、在顆粒礦物之間，比如斜長石。石墨片徑0.01～1.5mm，以0.1～0.2mm的較多。

石墨大理巖、石墨透輝巖、石墨變質(zhì)巖都具有粒狀變質(zhì)結(jié)構(gòu)和塊狀結(jié)構(gòu)。礦石中的石墨常呈鱗片狀或不規(guī)則片狀，隨機嵌布在脈石礦物顆粒中或解理中，形成間隙結(jié)構(gòu)。變質(zhì)巖型礦石中的石墨薄片直徑一般為0.1～0.3mm，在大理巖型礦石中一般為0.1～0.5mm，在輝綠巖礦石中一般為0.5 ~ 1毫米，大的可達5 ~ 10毫米。石墨混合巖通常疊加在片麻巖上，是混合巖化的產(chǎn)物、在片巖或麻粒巖礦石中，它通常呈帶狀或脈狀。由于大量應時物質(zhì)的加入，混合巖化作用的重熔重結(jié)晶，組分遷移和再分布，礦石的礦物組成和結(jié)構(gòu)很不均勻，出現(xiàn)條帶狀結(jié)構(gòu)、眼球結(jié)構(gòu)和陰影結(jié)構(gòu)的化學成分變化很大。礦石的固定碳含量一般為2.5%～4.5%石墨鱗片分布不均勻，有時局部富集，鱗片直徑增大，一般為0.2～0.5mm。花崗巖礦物是各種含石墨花崗巖，由巖漿熱液不同階段的結(jié)晶礦物和石墨組成與石墨伴生的礦物很復雜，往往含有多種金屬和稀有金屬礦物。

隨著科技的進步，如今的石墨在藝術(shù)和文學創(chuàng)作中扮演著不可或缺的角色。在繪畫領域，許多藝術(shù)家仍然鐘愛使用石墨進行素描。石墨的柔軟和可塑性使得藝術(shù)家能夠以各種方式表現(xiàn)出他們的創(chuàng)造力，創(chuàng)作出獨一無二的藝術(shù)品。石墨的特殊質(zhì)地和純黑色也給作品帶來一種古樸和神秘感。

而在文學創(chuàng)作方面，石墨也發(fā)揮著重要的作用。很多作家和詩人喜歡使用石墨來記錄他們的靈感和想法。在寫作的過程中，石墨的自由流動和柔軟性給他們提供了更多的自由度和表達方式。通過使用石墨，他們能夠?qū)?nèi)心的世界完整而深刻地展現(xiàn)在紙上，讓讀者感受到更加真實和生動的情感。

除了在傳統(tǒng)藝術(shù)和文學領域中的應用，石墨也被廣泛用于現(xiàn)代科技和工業(yè)創(chuàng)新中。石墨在電子設備的制造中具有重要地位，它能夠成為導電材料，使得電子設備的工作更加穩(wěn)定和高效。石墨的熱導性能也使得它成為熱管理領域的理想材料，能夠幫助設備散熱，保持溫度穩(wěn)定。

作用

石墨在冶金工業(yè)中主要用作耐火材料；鑄造工業(yè)中用作鑄模和防銹涂料；在電氣工業(yè)中用于生產(chǎn)碳電極、電極碳棒、電池，石墨乳液可用作電視顯像管的涂料，碳素制品可用于發(fā)電機、電動機、通訊設備等諸多方面。在機械工業(yè)中用作飛機、輪船、火車等高速運行機械的潤滑劑；在化學工業(yè)中用于制造各種耐腐蝕的器皿和設備；在核工業(yè)中用作中子減速劑和原子反應堆的保護材料；在航天工業(yè)中，它可用作火箭發(fā)動機尾噴管火箭的喉襯、導彈的隔熱、人造衛(wèi)星上的耐熱材料和無線電連接信號和導電結(jié)構(gòu)材料。此外，石墨還是輕工業(yè)中玻璃和造紙的拋光劑和防銹劑，制造鉛筆、墨汁、黑漆、墨水和人造金剛石的原料。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，石墨的應用領域還在不斷擴大，已經(jīng)成為高科技領域新型復合材料的重要原料，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著重要作用。