Заводы Китая по вспучивающемуся графиту: технологии и экология? 

Когда слышишь про китайские заводы по вспучивающемуся графиту, сразу представляется либо серая дымящая индустрия, либо, наоборот, что-то стерильно-современное. Реальность, как обычно, где-то посередине, но с огромным разбросом. Многие, особенно на старте сотрудничества, заблуждаются, думая, что ?китайское? — это синоним либо крайне дешёвого, либо некачественного. В сфере вспучивающегося графита это давно не так. Технологический скачок последних десяти лет переформатировал отрасль, но и породил новые вопросы, особенно к экологии.

От сырья к чешуйке: где кроется главный технологический разрыв

Всё начинается с природного графита. Качество исходной руды — это 70% успеха. Китай богат запасами, но не вся руда одинаково хороша для вспучивания. Основная борьба технологий идёт не на стадии собственно расширения, а на этапах очистки и подготовки чешуйчатого графита. Нужно удалить практически все примеси, особенно силикаты и металлы, чтобы добиться высокой степени вспучивания и стабильности.

Видел я разные линии. Где-то до сих пор используют устаревшие методы кислотной обработки с огромным количеством промывных вод. Проблема даже не в стоимости, а в утилизации этих отходов. Более продвинутые производства, и их становится больше, переходят на комбинированные физико-химические методы, включая флотацию и высокотемпературную обработку в инертной среде. Это дороже в капитальных затратах, но окупается за счёт выхода продукта и, что критично, снижения экологической нагрузки.

Здесь стоит упомянуть ООО ?Циндао Фулит Графит? (сайт: https://www.frtgraphite.ru). Компания, основанная в 2014 году, позиционирует себя как предприятие по глубокой переработке. В их случае акцент сделан именно на контроле цепочки от сырья до готовых изделий. Это не просто склад и упаковка, а собственные технологические линии по очистке. В их практике видна попытка уйти от старой модели ?грязного? производства, хотя, конечно, масштабы не сравнить с гигантами вроде BTR или Shanshan.

Печь расширения: температура, время и искусство оператора

Сердце завода — печи для вспучивания. Чаще всего это муфельные печи с нагревом до 1000–1200°C. Казалось бы, всё просто: загрузил чешуйки, нагрел, получил ?червячки?. Но тут тонкостей масса. Скорость нагрева критична. Резкий скачок температуры — и графит не расширится равномерно, а частично ?сгорит? или даст низкий объем.

На одном из объектов в провинции Шаньдун наблюдал, как оператор буквально по звуку и цвету пламени в смотровом окошке корректировал режим. Автоматика есть, но финальное решение — за человеком. Это и есть тот самый ?ноу-хау?, который не всегда прописан в паспорте оборудования. Проблема в том, что такая зависимость от человеческого фактора создаёт риски для стабильности партий. Современные тенденции — это точный контроль атмосферы в печи (чаще инертная) и цифровое логирование всех параметров для каждой партии.

Экологический аспект здесь — это выбросы от печей. При правильной работе — в основном тепловые. Но если сырьё было плохо очищено, при нагреве могут улетучиваться остатки серы или других элементов. Поэтому чем чище вход, тем чище выход, в прямом смысле.

Вода, пыль и замкнутый цикл: экология как часть себестоимости

Раньше главным экологическим бичом была именно вода. Тысячи кубометров подкисленной воды после промывки графита. Сброс в реки — это уже практически в прошлом, слишком жёстко стали штрафовать. Сейчас стандартное решение — станции нейтрализации и отстойники. Но это пассивная мера.

Более интересные, с инженерной точки зрения, проекты пытаются внедрить системы замкнутого цикла, где вода после очистки и фильтрации снова идёт в процесс. Видел такую установку на заводе в Циндао. Сложность даже не в фильтрации, а в том, что со временем в оборотной воде накапливаются соли, что может влиять на качество химической обработки графита. Приходится постоянно мониторить и часть воды всё же утилизировать как отход. Полностью ?нулевого? сброса, о котором любят писать в брошюрах, в массовом производстве я пока не встречал.

Вторая боль — графитовая пыль. На этапах дробления, просева, транспортировки. Современные цеха оборудуют мощными аспирационными системами с рукавными фильтрами. Но ключевое — это проектирование потока. Если изначально линия спроектирована так, чтобы минимизировать падение и пересыпку материала, то и пыли будет на порядок меньше. У ООО ?Циндао Фулит Графит?, судя по их материалам и описанию процессов, этот момент учтён. Они делают акцент на производстве не только сырого вспученного графита, но и готовых изделий (прокладок, листов), а это уже более ?чистый? финишный передел.

Продукт неоднороден: от огнезащиты до АКБ

Многие думают, что вспученный графит — он и в Африке графит. На деле, параметры вроде объёмного расширения, зольности, размера частиц и даже формы ?червячков? жёстко затачиваются под конечного потребителя. Для огнезащитных мастик нужен один фракционный состав и высокая скорость расширения. Для наполнителей композитных материалов — другой, часто более тонкий и очищенный.

Самый быстрорастущий и требовательный сегмент сейчас — анодные материалы для литий-ионных аккумуляторов. Вот тут требования к чистоте запредельные. Любая примесь металлов убивает ёмкость батареи. Заводы, которые хотят играть на этом поле, вынуждены строить фактически ?чистые комнаты? для финальных стадий обработки и инвестировать в аналитическое оборудование уровня ICP-MS. Это колоссальные вложения. Не каждый, кто делает графит для строительных смесей, сможет туда войти.

Наш пример, Циндао Фулит Графит, в своей деятельности указывает на производство графитовых изделий для различных отраслей. Это разумная стратегия — не гнаться сразу за high-end рынком АКБ, а оттачивать технологии на более широком ассортименте, постепенно повышая степень очистки и контроля. Такой путь менее рискованный.

Взгляд вперёд: давление ужесточается, выживут адаптивные

Тенденция очевидна: экологические нормы в Китае уже не просто ?бумажка?. Это регулярные проверки, онлайн-мониторинг выбросов в режиме реального времени и огромные штрафы. Технологическое отставание теперь карается не только потерей рынка, но и административно. Поэтому инвестиции в ?зелёные? технологии — это не пиар, а вопрос выживания завода.

С другой стороны, это создаёт барьер для входа новых мелких игроков. Будущее, видимо, за средними и крупными специализированными предприятиями, которые смогут сочетать достаточный объём для окупаемости современных очистных сооружений и гибкость для работы с нишевыми заказами. Просто ?печь и мешок? — такая бизнес-модель в сфере вспучивающегося графита доживает последние дни.

Что в сухом остатке? Китайские производства пережили этап количественного роста и сейчас входят в этап качественного. Технологии есть, причём часто собственной разработки, адаптированные под местное сырьё и условия. Экология перестала быть досадной статьёй расходов, а стала частью технологического процесса. И главное — появилось понимание, что без этого на глобальный рынок, где запросы к ESG (экология, социальная политика, управление) только растут, не выйти. И те, кто это осознал, как, например, команда ООО ?Циндао Фулит Графит?, работающая с 2014 года, имеют все шансы не просто выжить, а задавать тон на своём сегменте рынка. Пусть и не в масштабах гигантов, но устойчиво и профессионально.