グラファイト～電池とグラファイト～MN

2024.6.27
金属企画部調査課

長原正人

目次

●中華人民共和国関連の輸出規制について●電池技術の動向●グラファイトの性質と世界の需給動向●中華人民共和国のグラファイト資源●世界のグラファイトプロジェクト

1

中華人民共和国関連の輸出規制について2

近年の主な鉱産物関連規制①～⑤
プレゼン中番号①②
工信部联原 商务部 海关总署公告③④
工信部联原 商务部 海关总署公告

⑤
商务部公告

この一年の主な鉱産物関連規制〔2023〕23号

2023年第23号〔2023〕159号

2023年第39号

2023年第49号

公布日

2023年3月1日

2023年7月3日

2023年9月18日

2023年10月20日

2023年11月13日①工信部联原〔2023〕23号 工业和信息化部 自然资源部关于下达2023年第一批稀土开采、冶炼分离总量控制指标的通知（日：工信部連原〔2023〕23号 工業情報化部および自然資源部 2023年第一ロットのレアアース採掘、製錬分離総量規制指標の通知）②商务部 海关总署公告2023年第23号 关于对镓、锗相关物项实施出口管制的公告（日：商務部および中国税関公告2023年第23号 ガリウムおよびゲルマニウムに関連する品目の輸出管理についての公告）③工信部联原〔2023〕159号 工业和信息化部 自然资源部关于下达2023年第二批稀土开采、冶炼分离总量控制指标的通知（日：工信部連原〔2023〕159号 工業情報化部および自然資源部 2023年第二ロットのレアアース採掘、製錬分離総量規制指標の通知）④商务部 海关总署公告2023年第39号 关于优化调整石墨物项临时出口管制措施的公告（日：商務部および中国税関公告2023年第39号 グラファイト品目の臨時輸出管理措置の最適化についての公告）⑤商务部公告2023年第49号 2024—2025年度钨、锑、白银出口国营贸易企业申报条件及申报程序（日：商務部公告2023年第49号 2024—2025年度タングステン、アンチモン、銀輸出国営貿易企業申請条件及び申請手続）

3

④商務部および中国税関公告2023年第39号 グラファイト品目の臨時輸出管理措置の最適化についての公告（中：商务部 海关总署公告2023年第39号 关于优化调整石墨物项临时出口管制措施的公告）●どこが公布？
⇒中国商務部（国務院組成部門）と中国税関（国務院直属機関）●いつ公布？
⇒2023年10月20日公布。

●いつ施行？
⇒2023年12月1日から実施。
●根拠法／規則？
⇒中華人民共和国輸出管理法（中：中华人民共和国出口管制法）、中華人民共和国対外貿易法（中：中华人民共和国对外贸易法）、中華人民共和国税関法（中：中华人民共和国海关法）、デュアルユース品目および技術輸出入許可証管理弁法（中：两用物项和技
术进出口许可证管理办法）の関連規定。※文頭の根拠法にはデュアルユース～弁法の明示はなし（内容には出てくる）。
●どんな内容？
⇒中国商務部国防科工委および中国税関公告2006年第50号 グラファイト関連製品に対する一時的な輸出管理措置の公告（中：商务部 国防科工委 海关总署公告2006年第50号 关于决定对石墨类相关制品实施临时出口管制措施的公告)中の一部の品目に対して最適化調整を行い、輸出規制を実施する。球状化黒鉛を含む3つの取り扱いの慎重性が高いグラファイト製品をデュアルユース品目の輸出規制リストに追加。主に製鉄、製錬、化成分野等の国民経済の基幹工業分野で使用される電炉・溶炉用のグラファイト電極等の5種のグラファイト電極製品の一時的な管理規制については管理規制解除。※公告指定のHSコードに対応する品目名がない。
●過去の規制からの変更点？
⇒軍事転用の可能性があるグラファイト関連製品（球状黒鉛等）については正式にデュアルユースリスト入りで輸出申請継続。
⇒製鉄、製錬、化成分野等の電炉・溶炉用のグラファイト電極等のグラファイト製品の一時規制は解除。

4中国商務部デュアルユース品目および技術輸出入審査

5

重要な情報源1●中国商務部政策発布（中：商务部政策发布）
http://www.mofcom.gov.cn/article/zwgk/gkzcfb/202310/20231003447368.shtml⇒一般品目の輸出規制やデュアルユース品目の輸出規制に関する公告はこちらに掲載。

●中国商務部報道官談話（中：商务部新闻发言人谈话）
http://www.mofcom.gov.cn/article/xwfb/xwfyrth/⇒主に新華社記者との質問応答の内容が掲載される。性格としては公告本文中に記しきれなかった内容の補足であり、そこそこ重要な情報も掲載される。

●中国商務部デュアルユース品目および技術輸出入審査（中：商务部两用物项和技术进出口审批）
http://egov.mofcom.gov.cn/xzxksx/18017/⇒デュアルユース品目輸出許可証審査のインストラクションページ。サイトが非常に重い。ガリウム、
ゲルマニウムについては規制強化公告と同日に公開された。グラファイトについては「商务部 海关总署公告2023年第39号」公告の後、2024年の新年前後にインストラクションページが追加されていた。

6

重要な情報源2●中国工業情報化部通知（中：工业和信息化部通知）
https://www.miit.gov.cn/zwgk/zcwj/wjfb/tz/index.html⇒年2回のレアアース鉱石の採掘量＆製錬・分離量上限の公告はこちらでなされる。

●中国自然資源部重要ニュース（中：自然资源部要闻播报）https://www.mnr.gov.cn/dt/ywbb/⇒年2～３回のレアアース鉱石の採掘量＆製錬・分離量上限の公告はこちらでもなされる。
内容は工業情報化部のものと同じ。ただし、こちらは最近アクセスし辛くなっている。

●中国税関貿易統計（中：海关总署海关统计数据在线查询平台）
http://stats.customs.gov.cn/⇒毎月20日ごろ、前月の輸出実績が更新掲載される。8桁までのHSコード（中：HS编码）が検索可能。日本よりもコードが細分である。

7

（最近のアップデート1）
記者質問に対する、グラファイト関連品
目輸出管理政策についての商務部報道官の回答

質問：10月20日のグラファイト製品の輸出管理政策の調整に関連して、どのようなことが考慮されていますか？

回答：10月20日に、商務部は中国税関と共同でグラファイト製品を対象とした一時的な輸出管理措置に適切化する調整を加える旨のリリースを行い、これまで一時的な管理規制として実施していた取り扱いの慎重性が高い【軍事転用可能という意味で】球状グラファイト【天然グラファイトを球状加工したもの】
等の3種類の製品について、正式にデュアルユース品目輸出管理規制対象に加えることとしました。また、同時に、取り扱いの慎重性が低い、主に製鉄、製錬、化成分野等の国民経済の基幹工業分野で使用される電炉・溶炉用のグラファイト電極等の5種のグラファイト電極製品の一時的な管理規制については規制解除することとします。ここまでに言及した政策は2023年12月1日に正式に施行されます。これまでに我々は関係国および関係地域に対する【本件の】通知をすでに行っている。

8

（最近のアップデート2）
グラファイト類デュアルユース品目
輸出許可申請におけるよくある質問
例に対する解答

質問：中国税関公告2023年第39号における人造黒鉛の高純度、高強度、高密度の3つの指標の記載はどのように理解すればよいでしょうか？
回答：①高純度（純度＞99.9％）、②高強度（曲げ強度＞30Mpa）、③高密度（密度＞1.73g/立方センチメートル）の３つの指標を同時に満たす人造黒鉛材料およびその製品がデュアルユース品目の対象範囲に該当します。関連する輸出許可を申請する際、事業者は人造黒鉛材料およびその製品についての技術説明または試験報告書の中に純度、曲げ強さ、密度の実数値を列挙明記する必要があります。
質問：人造黒鉛粉末はデュアルユース品目輸出規制制度の対象範囲ですか？
回答: 人造黒鉛粉末には曲げ強さという技術指標がなく、高純度 (純度 > 99.9%)、高強度 (曲げ強さ > 30Mpa)、高密度(密度 >1.73 g/立方センチメートル) の要件を同時に満たすことはできません。 従って、人造黒鉛粉末は現行のデュアルユース
品目の管理規制の範囲には該当しません。
…等々…

9電池技術の動向

10

負極に要求される観点• 低電圧でリチウムの吸蔵／放出のコントロール。

⇒発生電圧の上昇。

• リチウムの吸蔵キャパシティーが大きいこと。

⇒電気容量の上昇。

• リチウム吸蔵／放出時の活性物質の構造安定性が高い。

⇒サイクル寿命の延長。

• 充放電の際のプラトー領域が安定。

⇒発生電圧の安定。

• イオン伝導率と電子伝導率が高いこと。

⇒パフォーマンスの向上。

• 負極表面での安定的なSEI膜の形成。

⇒サイクル寿命の延長。

• 原料が低価格であって、環境負荷が低いこと。

⇒自然にやさしく、経済的。

（陈他，2023）を翻訳。

11

リチウムイオン電池の原理（インターカレーション反応）
Goodenough（1979）「LixCoO2は、Li+を吸い込んだり、放出したり出来る。」→正極として使用すれば、充電時にLi+を放出し、放電時にLi+を蓄えて置ける。
Yazami（1982）「グラファイトに電圧をかけると、Li+を無理矢理押し込む事が出来る。電圧を下げるとLi+は出てくる。」→負極として使用すれば、充電時にLi+を蓄え、放電時にLi +を放出できる。

吉野（1985：概念確立年）「Goodenough（1979）とYazami（1982）に基づき、コバルト酸リチウムを正極に、グラファイトを負極としてリチウムイオン電池を開発」（2019年ノーベル化学賞）。
【充電時】【充電反応】
正極（LixCoO2等） ：LixCoO2 → Lix-yCoO2 + yLi++e（単純化） ：Li → Li+ + e負極（グラファイト） ：C6 + yLi+ + ye- → LiyC6（単純化） ：Li+ + e- → Li（長原）作図12

半金属／金属負極の場合（合金化反応）⚫ ケイ素負極等の半金属負極や、 SbSn負極等の合金系負極ではインターカレーション反応ではなく、負極の半金属／金属とリチウムの合金化反応が生じることで負極側でのリチウム吸蔵が行われている。
⚫ ケイ素負極で一般に膨張率が高く、変形が起こりやすいのは、
充電時にリチウムが合金化反応によってSiの結晶間に入り込み合金化することによって金属ケイ素の結晶格子が過度に押し広げられるためであり、その体積膨張は300～400%におよぶ。
⚫ なお、近年中国市場を中心に登場してきているケイ素”系”負極のうち、酸化物系負極ではさらにまた別のリチウム吸蔵メカニズ
ムを利用している。

（Liang et al., 2014）13

酸化物系負極等の場合（コンバージョン反応）（Lee, 2020）

SiO負極での反応例：SiO+2e-+2Li+⇔Si+Li2O
充電時に生じるSiOへの上記の一段目の還元反応に続いて、還元されたSiに対して更に合金化反応が生じ、この二段階の反応を経て最終的に合金化反応によりLiが負極に吸蔵される。
⚫ ケイ素等の金属、半金属系負極であれば合金化反応で、一酸化ケイ素等の化合物系負極であれば、充電時の負極側への電子供給を受けてのコンバージョン反応による酸化物還元と、その後連続して生じる、リチウムと還元された金
属／半金属元素との合金化反応によりリチウムの負極への高効率吸蔵が生じる。
⚫ 酸化物以外の化合物系負極でも、再現性かつ可逆性の良いコンバージョン反応を再現できている例がある。

14

負極活性材料の電気化学的特徴の比較
ｲﾝﾀｰ
ｶﾚｰｼｮﾝ反応

合金化
反応

ｺﾝﾊﾞｰｼﾞｮﾝ反応（Jin et al., 2021）

ｲﾝﾀｰ
ｶﾚｰｼｮﾝ反応

合金化
反応

ｺﾝﾊﾞｰｼﾞｮﾝ反応（Jin et al., 2021）

大きな起電力を求める場合、正極の活性物質と負極の活性物質間の電位差が大きいことが求められることか
ら、負極の活性材料には低電位の物質が求められる。電位の観点からは低電位を示す負極の活性物質が望ましいが、グラファイト負極ではリチウム吸蔵がインターカレーション反応による層間への吸蔵に限定されることか
ら電気容量を伸ばせない。その点を考慮するとより吸蔵量の大きなSiOやSiが候補に上がり、膨張に関連した安全性まで考慮するとSiOという選択が生まれる。

15

グラファイトの性質と世界の需給動向

16負極活性物質の分類

負極材料活性物質
炭素系負極
・・・

非炭素系負極ケイ素系負極チタン系負極SiC
SiO-C※SiO粒子表
面に導電
助剤として
機能する
カーボンを
コートした
もの。

その他負極

Li2TiO3
TiO2
LiTi2O4

メッキ金属化合物負極
Ex.NiメッキFe負極
合金負極
SbSn、InSb、CoSb3、Ag3Sb、
Ni2MnSb 、Sn2Fe、Sn2Co、
V2Sn3 、CeSn2等

金属Li（陈他，2023）を翻訳し一部編集。

17

炭素系負極活性物質の分類
天然黒鉛
グラファイトリチウムイオン電池の炭素系負極活性剤

非グラファイト

人造黒鉛

メソカーボンファイバー（MCP）

グラファイト化素材

高温焼成時のメソカーボンマイクロビーズ（MCMB）
コールタール

ソフトカーボン（易グラファイト化素材） 低温焼成時のメソカーボンマイクロビーズ（MCMB）

ポリフルフリルアルコール樹脂（PAF-C）

ハードカーボン（難グラファイト化素材） フェノール樹脂（PAS）
グラフェン

ポリパラフェニレン（PPY）

ナノカーボン

線状グラファイト混合物（LGH）
フラーレ類

異種元素ドーピングカーボン

カーボンナノチューブ（CNT）（伊和谢，2019）を和訳し加筆。

18

グラファイト鉱床の形成（塊状黒鉛）●鱗片状黒鉛は、岩石が地殻変動(熱変成や圧力変成)を受けて片麻岩、結晶片岩、石英岩のような再結晶岩石(変成岩)を形成するときに、そのマグマから揮発成分(CO、CO2)が岩石中に浸透 し、還元されて生じた炭素が結晶して堆積したものと考えられている。

●塊状黒鉛（鱗状黒鉛）は、地中深部においてペグマタイトガスが石灰石のCaCO3と反応して炭酸ガスを生じるとともに、このときマグマが徐々に固結し、多量のガスが岩石の割れ目に集中して、還元され黒鉛として成長して黒鉛鉱床を形成させたものと考えられている。
●土状黒鉛は、炭素質に富む水成岩または堆積岩中の石炭層が熱変成作用を受けて炭素質が再微結晶して、新しく黒鉛鉱床を生じたものと考えられている。
（杉本，2007）

負極向き（画像出典：富士黒鉛鉱業株式会社（https://www.fujikokuen.co.jp/）より）

19

天然グラファイトの性質と各製品への適正

黒鉛原料の種類

リチウムイオン
電池電極材料

球状黒鉛 膨張黒鉛 黒鉛るつぼ

ダイヤモンド用黒鉛

黒鉛シート 高純度黒鉛 黒鉛微粉末 フッ化黒鉛

コロイダル
グラファイト

炭化ケイ素

グラフェン

マグネシアー
カーボン質レンガ

石英型

×

×

×

〇

×

×

×

×

×

×

〇

〇

〇

石英―粘土型

×

×

〇

〇

〇

〇

×

×

〇

〇

〇

〇

〇

粘土型

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

大鱗片状

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

×

〇

〇

〇

〇

〇

小鱗片状

〇

〇

×

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

×

〇

〇

表面型

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

×

〇

〇

不純物の含有様態 挟雑型

×

×

×

〇

×

×

×

×

〇

〇

×

〇

〇

穿孔型

×

×

×

〇

×

×

×

×

〇

〇

〇

〇

〇

Fe, S多量型

×

×

〇

〇

〇

×

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

Fe, S少量型

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

高

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

低

〇

〇

〇

〇

×

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

不純物の種類

鱗片組織の大小

元素の種類

石墨化度

（沈他，2020）を和訳

20

人造グラファイトの焼成温度

加熱焼成温度

充電時に、層間にLi+イオンが充填される
インターカレーション
反応。

Li

無定形炭素

グラファイト

六方晶系グラファイトの模式構造

Korthaue他（2018）を翻訳

21

炭素系負極の比較

-3

2

-1

炭素系負極材（加熱焼成温度）

結晶度[Lc/nm]

格子定数[d/m]

密度[g・cm ]比表面積[m ・g ]アセチレンブラック

1.2

0.348

1.31

31.7

熱分解炭素

1.2

0.380

1.6

4.00

石油コークス（1,400℃）

3.9

0.346

2.13

9.5

瀝青炭コークス黒鉛（1,200℃）

2.6

0.347

2.02

4.0

人造黒鉛（1,900℃）

19.3

0.343

1.97

4.0

人造黒鉛（2,200℃）

47.4

0.339

1.96

2.8

人造黒鉛（2,500℃）

84.5

0.337

2.00

1.9

人造黒鉛（2,800℃）

112.3

0.336

1.98

1.5

天然黒鉛

229.1

0.335

2.20

6.3

（伊和谢，2019）を和訳
リチウム吸蔵にインターカレーション反応を用いる炭素系負極では、より結晶度が高い人造黒鉛や天然黒鉛が選択されている。

22

世界のグラファイト市況• 2022 年において、負極材料（負極活物質）の世界生産
量は約 82 万トンで、市場規模は約 7500 億円と見込まれる（左図）。
• 主要な負極材料として、グラファイト、アモル ファスカー
ボン、チタン酸リチウム（LTO：Li4Ti5O12）、シ リコン（Si）系などが流通している。

（向井＆坂本，2023）

23

世界の天然黒鉛鉱石生産量（～2023e）
単位：純分千t2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023e 23e/22比 構成比

1 中国

750

780

780

780

780

693

700

762

820 1,210 1,230

102%

77%

4

5

5

8

7

47

48

21

70

130

100

77%

6%

23

104

107

28

72

166

96

58%

6%

95

95

96

64

82

72

73

101%

5%

11

24

27

113%

2%

2 マダガスカル
3 モザンビーク-

4 ブラジル
5 韓国

95

-

80

-

80

-

95
-

-

-

-

-

6 ロシア

14

15

15

19

19

25

25

25

15

16

16

100%

1%

7 インド

170

170

170

149

150

35

35

6

7

11

12

105%

1%

8 北朝鮮

30

30

30

6

6

6

6

8

8

8

8

100%

1%

9 ノルウェー

2

8

8

8

8

16

16

12

6

10

7

70%

0%

10 カナダ

20

30

30

30

30

40

11

8

12

13

4

27%

0%

その他

25

72

72

55

82

59

56

32

27

20

28

140%

2%

966 1,130 1,680 1,600

95%

100%

合計

1,110 1,190 1,190 1,150 1,200 1,120 1,100

出典： United States Geological Survey「Mineral Commodity Summaries 2024 GRAPHITE(NATURAL)」World Mine Production（出典：Mineral Commodity Summaries 2024, Graphite(Natural)）• 韓国では2017年時点で国内8か所で採掘権が設定されていた（未生産）。
• 2021年に韓SC Engineering (KRX:023960)が国内黒鉛鉱山の買収に動いているとの報道あり。同社や国内鱗片状黒鉛産地の加平、泗洪、富川、公州、洪城、居昌や、土状黒鉛産地の平澤、洪川、報恩、沃川、尚州等からの小規模生産か？
24※송(2017）、정(2021）、산업통상자원부광업등록사무소(2023）より情報収集。

天然グラファイトの世界生産量と埋蔵量（2023年データ）

天然黒鉛鉱石生産量（2023）
1,600千t
ブラジル, 4%

韓国, 2%

天然黒鉛埋蔵量（2023）
280,000千t

他, 5%
その他, 22%

マダガスカル, 6%

中国, 28%モザンビーク, 6%
タンザニア, 6%

中国, 77%

マダガスカル, 9%

モザンビーク, 9%ブラジル, 26%

（USGS,2024）より作成

25

日本の人造／天然（鱗片状）グラファイトについての輸入相手国（2023年データ）

人造黒鉛（2023） 63,244t
スイス, 2%
米国, 2%

ポーランド, 3%

マレーシア, 1%
韓国, 1%
他, 2%

中国, 89%※10年以上前から中国依存度は90％前後で高いまま

鱗片状黒鉛（2023） 34,860t
スリランカ, 2%ブラジル, 1%

他, 3%

マダガスカル, 6%

中国, 88%※10年以上前から中国依存度は90％前後で高いまま（財務省貿易統計より作成）

26

天然黒鉛（出発原料）から負極材までのプロセス

天然グラファイト供給におけるボトルネック➢ 中間処理工程がボトルネックとされる。
➢ 球状化処理そのものよりも、純化処理の段にボトル
ネックがある模様。
➢ 純化処理はほぼ中国が専業化か。
➢ 廃液処理の困難さや処理コストが原因とみられる。
フロー図は西村黒鉛株式会社Web siteよりhttps://www.nishimura-graphite.co.jp/aboutgraphite/27

グラファイト純化工程の一覧

純化プロセスの種類

必要設備

純化プロセス後のグラファイト中の炭素
品位

浮選法

簡易な設備

80%～90%、最高でも95%まで

アルカリ酸法

簡易な設備、汎用性が高い

99%～99.99%

フッ酸法

簡易な設備

99%～99.99%

メリット

デメリット

処理工程におけるエネルギー消費が少なく、処理コストが安い。
初期投資が少なくて済み、グラファイト中の炭素品位を高品位化にできる。

グラファイト中の炭素品位を高純度化できない。

処理工程が単純であり、処理コストが低い。
処理工程におけるエネルギー消費が少なく、処理効率が高い。

塩化焙焼法

複雑な設備

98%

グラファイト中の炭素品位を高品位化できる。
高温法

専門的な設備>99.99%

処理工程におけるエネルギー消費が多く、処理工程が多段となる。処理設備が腐食しやすく、設備寿命が短い。また、工程における水の消費量が多い。
処理工程において有毒物質が生成しやすく、周辺環境への汚染が重篤である。
処理工程が複雑であり、他の純化プロセスと比較してグラファイト中の炭素品位が相対的に低い。また、工程における安定性が低い。塩素を使用することから相対的に毒性の高いプロセス
であり、周辺環境が破壊されやすく汚染が生じやすい。
処理工程におけるコストが高い。汎用性の低い処理設備を使用することから、多額の設備投資が生じる。

刘（2019）を翻訳および加筆。

28

固定炭素品位
固定炭素品位（固定炭素含有量）・・・対象の炭化物質中の全体組成から、定量分析した水分、灰分、揮発分、付着水分を除いて百分率で示した炭素品位。炭化物質のうち、チャー（英：Char）として表面燃焼する成分に相当する。

JOGMEC（2022）

29

浮選法
• 浮遊選鉱は、非金属鉱物の精製に一般的に使用される方法であるが、グラファイトにも使用される。主に鉱物表面の疎水性を利用して不純物を分離する。
• エネルギー消費が少なく、試薬が再利用できるという利点がある。
• 天然黒鉛鉱石は水に濡れにくく、浮遊性が良好である。浮選法により精製すると、固定炭素品位を95.00％
まで上昇達できるが、99.00％以上に上昇させることは困難で、回収率も低くなる。
• 通常、浮遊選鉱は黒鉛精製における最初の選鉱工程としてのみ使用される。より高純度の黒鉛を得る場合には、以降で紹介する他の選鉱法と組み合わせる必要がある。
• 捕集剤としてはディーゼル、灯油、硫酸塩、カルボン酸塩等が使用される。
• 発泡剤としてはテレピン、アルコールエーテル、ブチルエーテル油等が使用される 。
• ｐＨ調整剤としては、石灰、炭酸ナトリウムなど使用される。
• 抑制剤としては、石英や水ガラス等が使用される 。
• 浮選剤の種類の選択と新しい浮遊選鉱剤の適用は、浮遊選鉱研究における注目テーマであり、
刘他（2023）の事例研究では、粗精鉱ボールミルと撹拌ミルによる5 回の再磨鉱と 7 回の精選鉱を組み合わせて、結晶の大きな鱗片状黒鉛鉱石に対する選鉱プロセスのパラメータと再磨鉱設備を最適化し、固定炭
素含有量を39.87% から96.61% に増加させることに成功している。
（张他，2017）（于他，2024）等を翻訳および加筆

30

アルカリ・酸法
•
•
•
•
•
•
•

アルカリ・酸法は、アルカリ溶解工程と酸浸出工程から構成される。
不純物は、化学反応後に形成されるケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、石英などのケイ素化合物が主。
アルカリ焙焼はアルカリ金属酸化物の除去に効果的ではないため、続いて酸浸出が行われる。
酸浸出には塩酸が使用され、その後の洗浄工程まででアルカリ金属が除去される。
グラファイトはアルカリおよび酸に対して化学的に安定であるため、工程を通して品質の変化はない。
中国国内でも広く使用されている処理法であるが、機器に腐食が生じやすいという欠点がある。
最新の設備によるアルカリ・酸法単独の処理では、バッテリーグレードの99.95%に達する（黒竜江省・滴道鉱山等）。

グラファイト
+NaOH

焙焼
500~600℃&0.5~2h

水浸出

洗浄

イオン交換水
液：固=4:10↓アルカリ焙焼時
2NaOH+nSiO2 →Na2O·nSiO2+H2O↑
2NaOH+Al2O3 →2NaAlO2+H2O↑
Fe3++3OH–→Fe(OH)3
Ca2++2OH–→Ca(OH)2
Mg2++2OH–→Mg(OH)2

酸浸出

洗浄

ろ過
キルン乾燥

高純度グラファイト
・・・

↓酸浸出時
Na2O·nSiO2+HCl→H2SiO3+NaCl

・・・
・・・
・・・

Fe(OH)3+3HCl→FeCl3+3H2O
Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O
Mg(OH)2+2HCl→MgCl2+2H2O（张他，2017）（刘他，2018）（于他，2024）他を翻訳および加筆。

31

フッ酸法
• フッ酸は強酸性の物質であるが。黒鉛は耐酸性に優れており、フッ酸処理工程を通すことで不純物が化学反応を起こして可溶性物質や揮発性物質に変化する。これらの不純物は洗浄、脱水、乾燥によって除去可能で、最終的に電池グレードのグラファイトが得られる。
• 原鉱由来の不純物には、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどが含まれる。
これらの不純物がフッ酸と反応すると、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ケイ素類、フッ化アルミニ
ウム、水が生成しうる。
• 四フッ化ケイ素は、有毒で無色の不燃性の圧縮ガスだが、残りの生成物はほとんど固体である。
• 原鉱に含まれていたり、反応生成したフッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化鉄などのは、不溶性物質であるため、塩酸、硝酸、フッ酸、ヘキサフルオロケイ酸等の補助酸を適時加えて最終的に除去する 。
• 高固定炭素品位のグラファイトが得られるが、環境影響が大きい。
（刘，2019）（于他，2024）を翻訳および加筆。
↓フッ酸混合時
Na2O+2HF→2NaF+H2O
K2O+2HF→2KF+H2O
SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
Al2O3+6HF→2AlF3+3H2O
CaO+2HF→CaF2↓+H2O
・・・
MgO+2HF→MgF2↓+ H2O ・・・
Fe2O3+6HF→2FeF3↓+3H2O ・・・（李他，2015）（张他，2017）↓補助酸（H2SiF6）添加時
CaF2+H2SiF6→CaSiF6+2HF
MgF2+H2SiF6→MgSiF6+2HF
2FeF3+3H2SiF6→Fe2(SiF6)3+6HF

32

塩化焙焼法• グラファイトに還元剤を混合し、専用装置内で高温処理することによりグラファイト、と不純物である金属／半金属元素化合物との相分離を促進し、気体または固体の形態でこれらの不純物を洗浄除去する精製方法。
• 塩化焙焼法で処理される不純物は主にSi2O、Fe2O3、Al2O3等であり、高温処理により不純物をこれらの酸化物の形態とし、その後注入された塩素ガスと活発に化合させることで塩化物の形態にすることで気体として逃散させ、グラファイトの固定炭素品位を上昇させる純化プロセスである。
• この純化プロセスはエネルギー消費が少なく、 98%程度まで固定炭素品位を上昇させられるが、塩素ガスには一定の毒性があり、周囲の環境に深刻な被害と汚染を引き起こす可能性がある。
（于他，2024）（刘，2019）（罗他，2014）を翻訳および加筆。

塩化焙焼法における反応例
SiO2+2Cl2+C→SiCl4+CO2↑
2Fe2O3+6Cl2+3C→4FeCl3+3CO2↑
2Al2O3+6Cl2+3C→4AlCl3+3CO2↑ （于他，2024）

33

高温法
• 自然界に存在する黒鉛の融点は3,800℃～3,900℃と高く、現在知られている中で最も高い融点と沸点を持つ物質の一つ。
• グラファイト鉱石に含まれる不純物の融点と沸点は、グラファイトよりもはるかに低いため、グラファ
イトと不純物の融点差に基づいて精製プロセスが可能。
• 工程において、黒鉛を特殊な装置に入れ2500℃前後まで加熱し続けると、不純物が蒸発し、グラファイトが精製される。
• 最新の設備では最終的にグラファイト中の固定炭素品位は99.99% 以上に達する（湖北赤壁经济开发区プロジェクトでは、99.99%品原料に適用して99.9995%の製品を製造している）。
• 高温法にはかなり特殊で専用の装置が必要となり、従来の精製法で使用されていた装置では対応できないことから、設備投資に巨額の資金を投じる必要があり、精製コストが高くなる。

（刘，2019） （于他，2024）等を翻訳および加筆↓直接気化
Cu→Cu↑
Fe→Fe↑
Ni→Ni↑
Al→Al↑↓酸化物還元気化
CaO+C→Ca+CO↓分解気化
SiO2+2C→SiC+2CO
SiC→Si+C等

34中華人民共和国のグラファイト資源35

中国国内のグラファイト省別埋蔵量の割合

河南
山東

その他

山西

黒竜江

内蒙古
四川

黒竜江
内蒙古
四川
山西
山東
河南
その他

（中国地质调查局，2016）36

中国の天然グラファイト鉱床区

鉱床区名

読み

①

佳木斯地塊鉱床区

Jiāmùsī dì kuài chéng kuàngqū

②

額尔古納地塊鉱床区

É ěr gǔ nà dì kuài chéng kuàngqū

③

吉黒鉱床区

Jí hēi chéng kuàngqū

④

遼吉裂谷鉱床帯

Liáo jí liè gǔ chéng kuàng dài⑤

華北陸塊北縁鉱床帯

Huá běi lù kuài běi yuán chéng kuàng dài⑥

阿拉善陸塊鉱床区

Ālā shàn lù kuài chéng kuàng qū⑦

塔里木古陸塊東北縁鉱床区 Tǎ lǐ mù gǔ lù kuài dōng běi yuán chéng kuàng qū⑧

阿尔泰鉱床帯Ā'ěrtài chéng kuàng dài⑨

華北陸塊南縁鉱床帯

Huá běi lù kuài nán yuán chéng kuàng dài⑩

胶東地塊鉱床区

Jiāo dōng dì kuài chéng kuàng qū⑪

揚子陸塊北縁鉱床帯

Yáng zǐ lù kuài běi yuán chéng kuàng dài⑫

康定地軸鉱床区

Kāng dìng dì zhóu chéng kuàng qū⑬

華夏陸塊北部鉱床帯

Huá xià lù kuài běi bù chéng kuàng dài⑭

東南地区鉱床区

Dōng nán dìqū chéng kuàng qū⑮

華夏陸塊南部鉱床帯

Huá xià lù kuài nán bù chéng kuàng dài（沈他，2020）

②
③

⑧
⑦⑥ ⑤

①

④
⑩
⑨

⑪

⑬

⑫

⑭

⑮

（中国地质调查局，2016）37

中国のグラファイト鉱床区の詳細
鉱床区名

主な鉱床

読み

鉱床タイプ

形成年代

①

佳木斯地塊鉱床区

柳毛Liǔ máo

広域変成型

中太古代

②

額尔古納地塊鉱床区

門都里

Mén dū lǐ

広域変成型

古元古代

③

吉黒鉱床区

仙人洞

Xiānrén dòng

スカルン型

中生代

④

遼吉裂谷鉱床帯

三半江

Sān bàn jiāng

広域変成型

古元古代

⑤

華北陸塊北縁鉱床帯

興和Xìng hé

広域変成型

中太古代

⑥

阿拉善陸塊鉱床区

査汗木胡鲁 Chá hàn mù hú lǔ

広域変成型

中太古代

⑦

塔里木古陸塊東北縁鉱床区 蘇吉泉

Sū jíquán

熱水型

中生代

⑧

阿尔泰鉱床帯黄羊山

Huáng yáng shān

熱水型

中生代

⑨

華北陸塊南縁鉱床帯

背孜

Bèi zī

広域変成型

太古代

⑩

胶東地塊鉱床区南墅

Nán shù

広域変成型

古元古代

⑪

揚子陸塊北縁鉱床帯

坪河Píng hé

広域変成型

原生代

⑫

康定地軸鉱床区中坝Zhōng bà

広域変成型

カンブリア紀⑬

華夏陸塊北部鉱床帯

三岔垭

Sān chà yā

広域変成型

新太古代～古原生代⑭

東南地区鉱床区

鲁塘Lǔ táng

スカルン型

二畳紀

⑮

華夏陸塊南部鉱床帯伍园Wǔ yuán

広域変成型

カンブリア紀左他（2019）38中国の特に優良な天然グラファイト鉱床

黒竜江夢北

内蒙古興和

黒竜江鶏西
吉林磐石

山東平度

結晶質黒鉛
隠微晶質（土状）黒鉛（中国地质调查局，2016）

湖南郴州

39

中国の特に優良な天然グラファイト鉱床

埋蔵量／万t 固定炭素量／% 2017年産出量／万t

生産センター名 読み

黒鉛の特徴

黒竜江鶏西

Hēi lóng jiāng jīxī

3,429

9

22 結晶質黒竜江夢北Hēi lóng jiāng

4,687

10

20 結晶質内蒙古興和

Nèi méng gǔ Xīng hé

161

4

3 結晶質

山東平度

Shān dōng píng dù

1,932

4

15 結晶質湖南郴州

Hú nán chēn zhōu

953

71～86

10 土状

吉林磐石

Jí lín pán shí

284

67

4 土状

11,446

―

74

合計

―

―

沈他（2020）40

天然黒鉛鉱床（中国）
省

黒竜江

内蒙古

四川

山西

山東

粒形（割合）

埋蔵量

固定炭素

鱗片黒鉛

黒鉛(万t)

品位（%） 分布率（%） 引用

鉱床例

粒形

萝北雲山（Luó běi yún shān）

0.045~0.15mm 56%～72%<0.045mm

28%～44%

萝北（Luó bě）のとある鉱山>0.15mm

16.08%

鶏西柳毛（Jīxī liǔ máo）

0.3~1.0mm

主流

鶏西東沟（Jīxī dōng gōu）

0.15mm43.70%～78.09%

6.33（巩＆翟，1998）

牡丹江穆棱光義（Mǔ dān jiāng mù léng guāng yì）

0.2~0.6mm

主流

16.26

（张，2005）

興和瑞盛石（Xìng hé ruì shèng shí）

>0.3mm30%
25%

3.0～5.0（郭他，2018）

0.15~0.3mm（Ālā shàn zuǒ qí chá hàn mù hú lǔ）>0.15mm

ほぼ100%

包頭達茂旗査干文都日区>0.02mm

5.66%（Bāo tóu dá mào qí chá gàn wén dōu rì qū）<0.02mm

94.34%

攀枝花中坝（Pān zhī huā zhōng bà）>0.075mm

14.2%～38.15%<0.075mm

42.46%～73.8%

巴中市南江県尖山>0.3mm5.84%（Bā zhōng shì nán jiāng xiàn jiān shān）

0.01-0.3mm

75.59%<0.01mm

18.57%

12,884.78

9.87（郭他，2018）

13.27（郭他，2018）,（刘他，2015）

9.7

10

（杨他，2017）

阿拉善左旗査汗木胡鲁8,202.60

2,095.43

5.45

20（郑他，2016）

5.61（周他，2015）

6.21（郭他，2018）

7.89（高，2015）
4.4

巴中市南江県廟坪（Bā zhōng shì nán jiāng xiàn miào píng） 0.05~0.5mm

主流

5.12

（王他，2017）

巴中市南江県坪河（Bā zhōng shì nán jiāng xiàn píng hé）

0.2~0.5mm―

13.5（夏他，2017）

阿坝州（Ābà zhōu）のとある結晶質黒鉛鉱山

0.01~0.1mm

主流

5.0～10.0（肖他，2017）

大同天镇县白羊口（Dà tóng tiān zhèn xiàn bái yáng kǒu）

>0.15mm63.37%

3.49（刘＆张，2014）

大同新栄区七里村（Dà tóng xīn róng qū qīlǐ cūn）

>0.15mm

産量の38.52%

大同新栄区白山（Dà tóng xīn róng qū bái shān）>0.15mm96%

3.93（吴，2012）莱西南墅（Lái xī nán shù）

0.1~0.4mm

主流

5.18

（王，1988）平度市劉戈庄（Píng dù shì liú gē zhuāng）<0.5mm95%

平度阎鑫（Píng dù yán xīn）

>0.30mm

8%～12%

1,956.22

1,619.11

3.7

3.34
3.5

25

12

（张＆刘，2014）（倪他，2016）（郭他，2018）

41

主要な人造黒鉛生産企業

企業名

略称

読み

上場情報

上海璞泰来新能源科技股分有限公司

璞泰来

Pú Tài Lái

HKE：603659

貝特瑞新材料集団股份有限公司

貝特瑞

Bèi Tè Ruì

BSE：835185

寧波杉杉股份有限公司

杉杉股份 Shān Shān Gǔ Fèn

SSE：600884

広東凯金新能源科技股份有限公司

凯金能源 Kǎi Jīn Néng Yuán

SSE：IPO申請中止

湖南中科電気股份有限公司

中科電気 Zhōng Kē Diàn Qì

SSE：300035

深圳市翔豊華科技股份有限公司

翔豊華

Xiáng Fēng Huá

SSE：300890

石家庄尚太科技股分有限公司

尚太科技 Shàng Tài Kē Jì

SSE：001301※HKE：香港証券取引所、BSE：北京証券取引所、SSE：上海証券取引所

42

世界のグラファイトプロジェクト

43

世界の主な天然黒鉛生産企業Ver.20240327

国

企業

採掘対象黒鉛 採掘サイト

中国

鶏西柳毛石墨資源公司

鱗片状黒鉛

中・黒竜江省2,110万t（埋）10.3%

8 （左他,2019）中国

黒竜江奥寧石墨集团

鱗片状黒鉛

中・黒竜江省

142.8万t（埋）12.7%

10 （左他, 2019）

伯・Minas Gerais州Itapecerica

122.3万t（資）？

同Pedra Azul

2,979.3万t（資）？

同Salto da Divisa

6,491.9万t（資）？

199.4万t（資）？

4 （Dompieri Tecnologia em Mineração, 2020）

―

―

? S&P

11,000万t（埋）16%103,600万t（資）12%5,150万t（埋）7.4%9,350万t（資）7.3%

60万t（埋）24.8

119万t（資）22.70%

131.7万t（埋）27.77%

1,467万t（資）17.20%

1,077万t&251万t（資）7.75&8.16%

2,244万t（埋）7.02%

14,128万t（資）6.16%

329万t（資）16.7%

3,685.3万t（埋）0.231

226.0万t（資）0.241

スウェーデン・Jalkunen

3,150万t（資）0.149

スウェーデン・Raitajärvi

430万t（資）0.071

グリーンランド・Amitsoq

2,305万t（資）20.41%

ブラジル

Nationale de Grafit

鱗片状黒鉛

ブラジル

Grafita MG Ltda.

鱗片状黒鉛

伯・Minas Gerais州

ドイツ

AMG Critical Materials N.V.(AMS:AMG)

複数

欧州、アジア、アフリカ等

豪州

Syrah Resources Ltd.(ASX:SYR)

鱗片状黒鉛

モザンビーク・Balama

Renascor Resources Ltd.(ASX:RNU)

鱗片状黒鉛

Mineral Commodities Ltd.(ASX:MRC)

鱗片状黒鉛

Mason Graphite Inc.(TSX:LLG)

鱗片状黒鉛

カナダ

Leading Edge Materials Corp.(TSX:LEM)

鱗片状黒鉛

スウェーデン・Woxna

カナダ

NextSource Materials Inc.(TSX:NEXT)

鱗片状黒鉛

マダガスカル・Molo Graphite

Green Battery Minerals Inc.(TSX:GEM)

鱗片状黒鉛

豪州
ノルウェー
カナダ

カナダ

豪・南豪州Siviour
ノルウェー・Traelen
加・Lac Gueret

加・Lac Gueret South
スウェーデン・Vittangi

豪州

英国

Talga Group Ltd.(ASX:TLG)

GreenRoc Mining Plc.(LON:GROC)

鱗片状黒鉛

鱗片状黒鉛

資源量／埋蔵量

グラファイト品位 年産量（万t）参照

7 （Dompieri Tecnologia em Mineração, 2020）

4.1 （Syrah Resources Ltd.,2023）
6~ （Renascor Resources Ltd., 2023）
1.6 （Mason Graphite Inc., 2021）(5)（建設中） （Mason Graphite Inc., 2021）(16)（計画）（Leading Edge Materials, 2023）

1.7～（増産予定） （Next Source Materials Inc., 2023）? （Green Battery Minerals Inc., 2023）? （Talga Group Ltd., 2023）

8 （GreenRoc Mining Plc., 2023）

44

Fin
45