土状石墨,又叫非晶质石墨、隐晶质石墨或微晶石墨,这种石墨的晶体直径一般小于1微米,比表面积范围集中在1-5m2/g,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。土状石墨矿石呈灰黑色、钢灰色,一般光泽暗淡,具有致密块状、土状及层状、页片状构造。此类石墨缺乏光泽,润滑性低于鳞片石墨且可选性较差。但品位较高,碳含量一般为60%~80%,少数高达90%以上,灰分为15%~22%、挥发分为1%~2%、水分为2%~7%。
微晶石墨分为有铁要求和无铁要求两类,依照产品固定碳含量、最大粒径分为60多个牌号,各种牌号石墨产品其外观要求产品中不得有肉眼可见的木屑、铁屑、石粒等杂物,产品不被其他物质污染。
微晶石墨中酸溶铁含量不大于1%者,主要用于铅笔、电池、焊条、石墨乳剂、石墨轴承的配料及电池碳棒的原料等;无铁要求的微晶石墨主要用于铸造材料、耐火材料、染料及电极糊等原料。
天然微晶石墨通常是煤在高温高压的地质环境下转化而成的,因此天然微晶石墨通常与煤伴生,在天然微晶石墨矿体中经常可以看到从无烟煤到天然微晶石墨的过渡区域。矿物成分以石墨为主,伴生有红柱石、水云母、绢云母及少量黄铁矿、电气石、褐铁矿、方解石等。
隐晶质石墨矿石品位相差很悬殊,各矿床矿石中固定碳平均含量12.17%~85.39%,平均为70.8%左右。矿床平均品位富的(矿石固定碳含量为71%~86%)有5处,其中:大型矿1处,中型矿2处,小型矿2处,共计保有储量占隐晶质石墨总保有矿石储量的76%,主要分布于湖南以及广东等地的矿床中。矿床平均品位中等的(矿石固定碳含量为60%~70%)3处,其中:中型矿1处,小型矿2处,保有储量占隐晶质石墨总保有矿石储量的13%。矿床平均品位低贫的(矿石固定碳含量为12%~56%)有5处,其中:中型矿2处,小型矿3处,共计保有储量占隐晶质石墨总保有矿石储量11%,分布于广东、陕西、吉林、北京等地的矿床中。隐晶质石墨矿石中主要有害杂质硫的含量一般较低,多为0.26%~1.16%。
土状石墨是石墨中储量最多的一种,鳞片较小,结晶度不高,用于生产低价值的产品,是石墨中价格最低的一种;主要蕴藏在土耳其、中国、欧洲、墨西哥和美国。
土状石墨广泛用于铸造涂料,油田钻井,电池炭棒、钢铁、铸造材料、耐火材料、染料、燃料、电极糊、以及用作铅笔、焊条、电池、石墨乳剂、脱硫剂、防腐剂防滑剂、冶炼增碳剂、注锭保护渣、石墨轴承等产品的配料。其最为常见的用途有三个:一是混合一定数量的泥土(主要成分的二氧化硅)压制成铅笔芯;二是作为部分机械装置或工业生产的润滑剂;三是作为电解、电镀或者蓄电池的电极;另外,它也是人工制作各种其它同素异形体(如足球烯,金刚石,碳纳米管)的原料。
其作为增碳剂使用时,钢厂在采购时称之为石墨球,或土状石墨增碳剂等。50%的钢铁企业基本会采用C≥80%含量的土状石墨,其余厂家C:83、85、86%都有应用。而使用的粒度更是多样化,有10-30mm、20-50mm的球状,还有1-3mm、1-5mm、3-6mm、3-15mm的颗粒料。月度采购量也根据生产具体需要进行调整,月用量高的在吨以上,用量少的有5吨、10吨。但多数钢铁企业并不采用土状石墨作为增碳剂,据了解土状石墨炼钢过程中使用时冒烟厉害,同时碳含量低,价格也没有太大优势。