石墨工業
石墨是碳的結晶礦物,工業上按其結晶形態分為晶質石墨和隱晶質石墨。晶質石墨又分為鱗片石墨和塊狀石墨,隱晶質石墨又稱無定形石墨(俗稱土狀石墨)。石墨具有導電、導熱、潤滑、可塑、耐高溫和化學性能穩定等特性,廣泛用於冶金、機械、石油、化工、核工業、航天工業等部門。
舊中國隻有少數幾個石墨礦山,石墨工業基礎十分薄弱。中華人民共和國成立後,經過三十六年的建設和發展,到一九八五年,已建成縣以上的國營石墨礦山25個,職工達1.47萬人。一九八五年全國石墨總產量達27.9萬噸,並建成了黑龍江省柳毛、山東省南墅、湖南省魯塘、吉林省盤石和內蒙古自治區興和等幾個較大的骨幹石墨礦山。石墨產品不僅能滿足國內的需要,而且成為非金屬礦重要出口產品,遠銷歐、亞、美洲30多個國家和地區,成為世界主要石墨生產國和出口國。三十六年來,國家向石墨工業投資約1.5億元,累計生產石墨357.4萬噸,為舊中國累計產量的7.6倍,上交利稅近2億元,為總投資的1.32倍。
中國最初的石墨開采與應用
從考古挖掘出來的甲骨、玉片、陶片中發現,早在三千多年前的商代就有用石墨書寫的文字,石墨作為書墨延續至東漢末年。魏、晉以後,用鬆煙製墨的技術發展很快,質量勝過書墨。此後,書墨逐漸為鬆煙製墨所代替。
清道光年間(一八二一年——一八五○年),湖南郴州發現石墨,農民采取露頭礦石做燃料,用手摸有油膩感,不易洗掉,當時稱之為“油碳”。進入二十世紀,電池製造技術傳入中國。郴州人民掌握了用石墨作原料製造電池的技術,開始將石墨用於近代工業,石墨又改稱為“電煤”。
到了二十世紀初,由於製造鉛筆的技術傳入中國,推動了中國石墨開采工業的發展。一九一六年至一九二八年,山西的普晉筆鉛公司,在綏遠省興和縣的馬連溝、石窯溝開采石墨;四川省重慶商人集資開辦南江縣坪河石墨礦;吉林省盤石縣商人組織開采煙筒山黃崗村的石墨。一九二九年,由於廣州電池工業的發展,一批商人來到湖南省開采石墨。在耒陽縣有和公司在馬水鄉開采石墨;在安仁、桂陽、宜章、郴州等縣辦起6個石墨礦山和商業公司,年產石墨礦砂120噸。到一九三二年,桂陽觀音堂發現了優質石墨,於是商人雲集郴州,先後成立了私營筆鉛公司10餘家,進行開采或收購石墨礦砂,並在長沙、廣州設立加工廠。產品除在原地銷售外,還運往上海、武漢,一部分出口到香港和日本。一九三六年,陝西省眉縣成立眉山筆鉛礦業股份有限公司,年產石墨礦砂約3000噸。
一九三一年,“九·一八”事變以後,東北的柳毛、盤石,綏遠省的興和;一九三七年,蘆溝橋事變後,山東省的南墅,海南島的定安等地的石墨資源,都遭受了日本帝國主義的掠奪。據估計共掠走石墨5萬餘噸。
在抗日戰爭的後方,四川省坪河石墨礦區,先後有9家石墨礦山和兩家公司經營石墨采掘和碾粉,年產量在200噸左右。到一九四七年,坪河地區的石墨礦山和公司先後停業。
抗日戰爭勝利以後,在解放區,東北人民政府於一九四八年接管了柳毛、盤石兩個石墨礦;山東膠東行署接管了南墅石墨礦,很快恢複生產。
在國民黨統治區,從一九四六年到一九四八年,先後恢複生產的有湖南省郴州8個筆鉛公司和陝西省眉縣筆鉛公司等共20餘家。後因內戰影響,交通中斷,市場蕭條,多數被迫停業。到一九四九年底,僅剩有郴州石墨筆鉛公司和眉縣筆鉛公司,年產石墨5915噸。
建國初期的石墨的生產發展
一、石墨礦山的建設與改造
中華人民共和國成立以後,華東工業部派出地質隊,開始勘探南墅地區石墨資源。一九五○年對南墅石墨礦投資95.9萬元,建設一個年生產能力為1000噸的石墨選礦廠。這個選礦廠經過不斷改造,使選礦回收率有較大的提高。黑龍江省柳毛石墨礦,由國家投資200萬元,恢複年產石墨2000噸的選礦廠和新建年產500噸的電選車間。陝西省周厔縣的銅峪石墨礦實行公私合營後,石墨年產量達500噸左右。綏遠省興和縣,一九五一年由個人集資開辦了宏茂石墨廠,因經營虧損,無法維持生產,一九五六年由興和縣人民政府接收,改名為地方國營興和石墨礦。湖南省工業廳接收郴州寶光、湘源、致良等8個石墨礦點,於一九五○年成立湖南筆鉛礦,投資38萬元,修築魯塘至桂陽的21公裏長的公路,增添部分生產、生活設施,從而解決了礦山至郴州火車站的運輸問題,迅速擴大了生產。一九五一年生產隱晶質石墨5946噸,為一九四九年以前最高年產量的2倍多。一九五一年,四川省南江縣在坪河石墨礦區成立營新業工礦公司,投資3萬元,修建了廠房,添置了設備,到一九五三年生產石墨73噸。石墨工業在國民經濟三年恢複時期,國家共投資336.9萬元,到一九五二年,全國生產石墨1.22萬噸,是一九四九年的2倍多。
一九五三年,中國進入發展國民經濟的第一個五年計劃時期。鑒於石墨應用範圍的擴大,國家主管部門對全國石墨礦的隸屬關係進行了調整:南墅石墨礦劃歸重工業部鋼鐵工業局山東礦冶辦事處領導;柳毛、盤石、魯塘石墨礦,分別劃歸所在省工業廳領導;縣屬石墨礦有興和、眉縣兩礦;公安係統管理的有北墅和坪河石墨礦。
第一個五年計劃期間,國家向石墨工業投資336.8萬元,主要用於企業的技術改造和工藝設備的填平補齊,以發揮企業的生產潛力。其中,給南墅石墨礦投資110萬元,用於礦山技術改造,使其選礦能力由年產1000噸提高到3000噸;給魯塘石墨礦投資90.6萬元,新建一座5000噸浮選車間,精礦品位由81%提高到87%,以供應電池、鉛筆行業用石墨;給柳毛石墨礦投資50萬元,用以擴建礦山和選礦廠,年生產能力由3000噸提高到7500噸。其他石墨礦也進行了相應的建設,職工的生產、生活條件都得到一定的改善。
新中國石墨工業經過五年的建設,初步改變了礦山的落後麵貌,為進一步發展石墨工業奠定了基礎。到一九五七年底,全國共有8個石墨礦,職工人數1703人,年生產石墨4.23萬噸,為一九五二年的4.73倍。從一九五三年起已有部分石墨產品出口。
一九五八年二月,石墨工業按行業歸口,劃歸建工部非金屬礦局管理。一九五九年非金屬礦局在青島召開第一次全國石墨工業工作會議,製定了石墨工業發展規劃,石墨產品納入國家統一分配物資,確定各石墨礦,除興和縣石墨礦屬輕工業部管理之外,其餘都按係統劃歸省、市、自治區和縣的建工部門領導。
“大躍進”時期,在“以鋼為綱,全麵躍進”的口號影響下,由於石墨和鋼鐵的密切關係,石墨工業得到了一時的發展。除原有8個礦山以外,各石墨產地先後辦起21個小型礦山。大礦為了追求產量,違背礦山的生產規律,隻采不掘,硬拚設備。各地小礦在地質情況不清、生產能力不足的情況下,靠挖露頭、采富礦以維持躍進局麵。結果,造成了生產秩序混亂,各大礦“三量”比例嚴重失調,小礦資源回收率低,產品質量下降。全國石墨產量雖達到15萬噸的水平,但到一九六一年,各大礦已難以維持正常生產,小礦生產也很困難。
一九六二年開始進行調整工作後,各地石墨小礦全部停產。保留的大礦隻有南墅、北墅、盤石、魯塘、坪河、眉縣等礦,一麵壓縮生產人員,調整石墨產量,一麵增加開拓掘進(剝離)工程量。國家對保留礦山投資1143.56萬元,進行基本建設和技術改造,以擴大生產能力。南墅石墨礦擴建2個采礦場,提高了機械化采礦能力,同時建成高碳和坩堝2個生產車間,修建了動力、供水、運輸係統,並改造了選礦流程。魯塘石墨礦擴建磨粉車間,年磨粉能力由6000噸擴大到1萬噸。盤石石墨礦改建了磨粉車間,年生產能力由1.2萬噸增長到2.4萬噸。在調整中停產的柳毛石墨礦,在致力於恢複生產的同時,進行新產品的研究,與鞍山鋼鐵公司合作研製成功低碳石墨保護渣,使兩度停產的礦山恢複了生機。
經過三年調整,各石墨企業恢複了正常生產秩序。在擴建與改造的同時,重視了石墨粉塵、廢水、廢氣、廢渣的治理,使生產環境和勞動條件得到改善。從一九六四年起,全國石墨產量開始回升,到一九六六年底,年產量已達到8.89萬噸。石墨產品的質量有所提高,產品品種由原來的9種增加到13種。
二、挫折與發展
“文化大革命”期間,石墨工業受到了嚴重影響。由於動亂使礦山不能正常生產,一九六六年以後的三年間,全國石墨產量連年下降,不能滿足市場需求,有40%的企業出現虧損。在此情況下,石墨行業和主管部門廣大職工,努力排除幹擾,扭轉被動局麵。南墅、北墅、柳毛、盤石、魯塘、眉縣、坪河等7個老礦,自一九七○年起,逐步恢複正常生產。“文化大革命”初期停止的技術改造項目又付諸實施。南墅石墨礦露天采礦實行機械化,並對各個生產環節進行改造和配套;魯塘石墨礦架設了連接湘南電網的輸電線路,解決了礦山動力問題,從而實現坑道采掘機械化;柳毛、盤石、眉縣等石墨礦,經過技術改造,也不同程度地提高了礦山機械化水平。各礦在選礦工藝及設備方麵也有改進。
七十年代,一批有資源條件的小型礦山相繼發展起來,有漳平、冷水江、穆棱、麻山、定安、靈寶和興和縣石墨一礦、二礦。與此同時,建材工業部門接收了輕工業部所屬的興和石墨礦,向該礦投資1070萬元用於擴建,於一九七五年完成,年產鱗片石墨3000噸。到一九七七年,全國石墨產量已上升到20.6萬噸。
三、轉變與提高
一九七八年以後,由於國民經濟的調整,石墨產品原有的消費結構發生變化,傳統的產品出現滯銷,石墨工業生產出現四年徘徊局麵,產量維持在18萬噸左右。實行改革、開放方針以後,根據自己的優勢和國內外市場的需要,爭先開發新產品,進行補償貿易和技術引進,從而擴大了國內外市場,石墨生產出現新的轉機。
柳毛石墨礦繼試製成功低碳保護渣後,又推出顆粒保護渣和天然石墨電極等新產品。盤石石墨礦研製成功多種煉鋼保護渣。在開發新產品的競爭中,南墅、北墅石墨礦和平度電子材料廠(後為青島電子材料廠),利用膠東石墨資源豐富的特點,與鄉鎮小礦協作,收購小礦的礦石,壓縮本礦的采礦量,努力提高石墨產品加工能力,避免了大礦小礦爭奪市場,經濟效益明顯提高。南墅石墨礦在壓縮采礦量的同時,增加礦山剝離工程量,為均衡生產創造了條件。
改革、開放以後,各礦有了企業自主權,石墨加工產品得到了不斷的開發,企業經濟有了活力,有條件對老設備進行更新換代,通過補償貿易和技術引進,各礦的采、選設備日臻完善,采、選技術有了明顯的進步。
石墨行業在推行全麵質量管理以後,健全了產品質量的保證體係,使產品質量逐步提高。一九七九年,南墅石墨礦生產的高碳石墨和魯塘石墨礦生產的隱晶質石墨,獲國家銀質獎。一九八五年,南墅石墨礦生產的煆造石墨乳和平度電子材料廠生產的中碳石墨獲國家銀質獎。
中國石墨產品質量的不斷提高,適應了出口的需要,出口量增長很快,從一九七八年的1.37萬噸,增長到一九八五年的8.1萬噸,成為非金屬礦中的大宗出口產品。
進入八十年代,由於石墨市場的繁榮,有資源條件的產地,又恢複和發展了一批石墨礦山:有萊西縣石墨礦,興和縣石墨三礦,武川、五元、西峽等石墨礦。廣東佛崗煤礦和雞西磷礦兼有石墨生產礦場。到一九八五年,全國共有縣屬以上的石墨礦山25個。
石墨加工和產品結構調整
一、石墨加工製品的發展
根據工業部門對石墨含碳量和粒度的不同要求,經過浮選生產出來的精礦(鱗片石墨)或直接開采出來的原礦(隱晶質石墨),需要提高含碳量和進行粒度再加工。三十多年來,特別是中共十一屆三中全會以後,在改革、開放的新形勢下,石墨產品的消費結構發生了變化,石墨工業注重開發新產品,調整了產品的結構,取得了可喜的成果。
(一)石墨含碳量的提純。
第一個五年計劃時期,由於電刷、碳棒等製品的發展,需要用含碳量在94—95%的石墨(俗稱電碳石墨)。一九五七年,南墅石墨礦建成了采用浮選方法生產電碳石墨的車間。一九五八年,軍工部門需用含碳量達99%的高碳石墨。建築工程部將這項任務交給南墅石墨礦承擔。當時,國內石墨提純技術一般隻能達到含碳量90%以下,南墅石墨礦最高也隻能達到95%。因此,生產含碳為99%的高碳石墨,難度很大。一九五八年,南墅石墨礦科研所劉彙東等人刻苦攻關,用化學處理方法,終於獲得純度99.9%的石墨。繼南墅石墨礦之後,北墅石墨礦用機械浮選工藝,也獲得了同樣純度的石墨。當年,南墅石墨礦就生產了189噸,北墅石墨礦生產了6噸。高碳石墨的研製成功,結束了中國依靠進口的曆史,把石墨加工技術向前推進了一大步。