石墨（graphite）是一種結(jié)晶形碳，六方晶系,為鐵墨色至深灰色。化學(xué)性質(zhì)不活潑、耐腐蝕、與酸、堿等不易反應(yīng)。在空氣或氧氣中加強(qiáng)熱，可燃燒并生成二氧化碳，強(qiáng)氧化劑會將它氧化成有機(jī)酸。用作抗摩劑和潤滑材料，制作坩堝、 電極、干電池、鉛筆芯。高純度石墨可在核反應(yīng)堆上作中子減速劑。常被稱為炭精或黑鉛。因?yàn)橐郧氨徽`認(rèn)為是鉛。
存在形式
碳的存在形式是多種多樣的，有晶態(tài)單質(zhì)碳如金剛石、石墨；有無定形碳如煤；有復(fù)雜的有機(jī)化合物如動植物等；碳酸鹽如大理石等。單質(zhì)碳的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于它的晶體結(jié)構(gòu)。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結(jié)構(gòu)不同，各有各的外觀、密度、熔點(diǎn)等。
性質(zhì)特征
常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑；高溫下與氧反應(yīng)燃燒，生成二氧化碳或一氧化碳；在鹵素中只有氟能與單質(zhì)碳直接反應(yīng)；在加熱下，單質(zhì)碳較易被酸氧化；在高溫下，碳還能與許多金屬反應(yīng)，生成金屬碳化物。碳具有還原性，在高溫下可以冶煉金屬。此外，近年的研究發(fā)現(xiàn)，石墨可以被氯磺酸溶解，形成單層石墨烯的氯磺酸“溶液”。
理化性能
石墨質(zhì)軟，黑灰色；有油膩感，可污染紙張。硬度為1~2，沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可增至3~5。比重為1.9~2.3。比表面積范圍集中在1~20m2/g，在隔絕氧氣條件下，其熔點(diǎn)在3000℃以上，是最耐溫的礦物之一。它能導(dǎo)電、導(dǎo)熱。
自然界中沒有純凈的石墨，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現(xiàn)。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時測定揮發(fā)分和灰分的含量。
主要分布
石墨是在高溫下形成，分布最廣是石墨的變質(zhì)礦床，系由富含有機(jī)質(zhì)或碳質(zhì)的沉積巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用而成。
中國
山東省萊西市為我國石墨重要產(chǎn)地之一，石墨探明儲量687.11萬噸，現(xiàn)保有儲量639.93萬噸。另外吉林省磐石市也是石墨產(chǎn)地之一，石墨儲量500萬噸。
世界著名產(chǎn)地
紐約、馬達(dá)加斯加和Ceylon，我國以黑龍江雞西市柳毛為最大的產(chǎn)地。
主要類型
石墨的工藝特性主要決定于它的結(jié)晶形態(tài)。結(jié)晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價值和用途。工業(yè)上，根據(jù)結(jié)晶形態(tài)不同，將天然石墨分為三類。
致密結(jié)晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結(jié)晶明顯晶體肉眼可見。顆粒直徑大于0.1毫米，比表面積范圍集中在0.1~1m/g，晶體排列雜亂無章，呈致密塊狀構(gòu)造。這種:石墨的特點(diǎn)是品位很高，一般含碳量為60~65%，有時達(dá)80~98%，但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。
石墨晶體呈鱗片狀是在高強(qiáng)度的壓力下變質(zhì)而成的，有大鱗片和細(xì)鱗片之分。此類石墨礦石的特點(diǎn)是品位不高，一般在2~3%，或10~25%之間。是自然界中可浮性最好的礦石之一，經(jīng)過多磨多選可得高品位石墨精礦。這類石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類型石墨優(yōu)越；因此它的工業(yè)價值最大。
隱晶質(zhì)石墨又稱微晶石墨或土狀石墨，這種石墨的晶體直徑一般小于1微米，比表面積范圍集中在1~5m/g，是微晶石墨的集合體，只有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點(diǎn)是表面呈土狀，缺乏光澤，潤滑性比鱗片石墨稍差。品位較高。一般的60~85%，少數(shù)高達(dá)90%以上，一般應(yīng)用于鑄造行業(yè)比較多。主要蘊(yùn)藏在湖南郴州魯塘，隨這石墨提純技術(shù)的提高，土狀石墨應(yīng)用越來越廣泛。
主要用途
由于石墨具有耐高溫性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、可塑性能理化特性，再押金、機(jī)械、石油、化工、電力、電子、和工業(yè)、國防等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其主要用途如下：
耐火材料
石墨及其制品具有耐高溫、高強(qiáng)度的性質(zhì)，在冶金工業(yè)中主要用來制造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護(hù)劑，冶金爐的內(nèi)襯。
導(dǎo)電材料
在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、石墨墊圈、電話零件，電視機(jī)顯像管的涂層等。
耐磨潤滑材料
石墨在機(jī)械工業(yè)中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000℃溫度中在很高的滑動速度下，不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備，廣泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和軸承，它們運(yùn)轉(zhuǎn)時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。
用于原子能工業(yè)和國防工業(yè)
石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應(yīng)堆中，鈾一石墨反應(yīng)堆是應(yīng)用較多的一種原子反應(yīng)堆。作為動力用的原子能反應(yīng)堆中的減速材料應(yīng)當(dāng)具有高熔點(diǎn)，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應(yīng)堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應(yīng)超過幾十個PPM。特別是其中硼含量應(yīng)少于0.5PPM。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，導(dǎo)彈的鼻錐，宇宙航行設(shè)備的零件，隔熱材料和防射線材料。
輕工業(yè)應(yīng)用
此外，石墨還是輕工業(yè)中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑，是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石不可缺少的原料。它是一種很好的節(jié)能環(huán)保材料，美國已用它做為汽車電池。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，石墨的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓寬，已成為高科技領(lǐng)域中新型復(fù)合材料的重要原料，在國民經(jīng)濟(jì)中具有重要的作用。
選別方法
由于天然石墨可浮性較好，優(yōu)先選擇浮選方法選別石墨，但采用浮選法選別的石墨純度有限，高純石墨需采用化學(xué)提純方法。
利用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或其他化合物處理浮選石墨精礦，以使其中的雜質(zhì)溶解，然后洗滌、除去雜質(zhì)。
除了高純度微晶石墨產(chǎn)品采用化學(xué)提純方法外，一般是將開采出來的石墨礦揀選后直接粉碎加工。
石墨粉碎過程中產(chǎn)生的碎屑雜質(zhì)經(jīng)磁選法去除。
