طی سال‌های ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۳، به‌ طور میانگین سالانه حدود سه میلیون تن الکترود گرافیتی در جهان تجارت شد و بیشترین مقدار آن در سال ۲۰۲۱، به حدود سه میلیون و ۶۰۰ هزار تن رسید. با این حال تجارت این محصول کاربردی در سال ۲۰۲۳، اندکی کمتر از سه میلیون تن به ثبت رسیده است. با توجه به نیاز قابل توجه صنایع مختلف از جمله کوره‌های قوس الکتریکی فولادسازی در کشور، تجارت الکترود گرافیتی ایران صرفا مختص به واردات این محصول بوده و صادرات آن تقریبا صفر است. در فاصله سال‌های ۱۳۹۳ تا ۱۴۰۲، واردات الکترود گرافیتی ایران در سال ۱۳۹۵ به کمترین میزان رسیده است. پس از آن و با طی یک روند صعودی، بیشترین میزان واردات ثبت شده الکترودهای گرافیتی با رقم حدود ۱۶۷ هزار تن در سال ۱۳۹۸ ثبت شده است. در سال ۱۴۰۲، حدود ۱۰۵ هزار تن از این محصول به کشور وارد شد.

به گزارش پایگاه خبری و تحلیلی «فلزات‌آنلاین» و به نقل از روابط عمومی شرکت مشاوره اقتصادی آرمان آتورپات، از مهم‌ترین خواص الکترودهای گرافیتی می‌توان به خواص الکتروشیمیایی آن اشاره کرد که شامل، توانایی رساندن جریان الکتریکی، قابلیت اکسیداسیون بالا و مقاومت در برابر اسیدها، بازها و حلال‌های آلی است؛ بیشتر این ویژگی‌ها نشان از خواص الکتروشیمیایی گرافیت دارد. به‌ طور کلی هدایت الکتریکی، قابلیت اکسیداسیون و مقاومت شیمیایی، نقطه ذوب بالا، محتوای کم خاکستر و استحکام مکانیکی از خواص الکتروشیمیایی الکترودهای گرافیتی است.

تقسیم‌بندی الکترودهای گرافیتی

الکترودهای گرافیتی به‎ طور متداول بر اساس قدرت و کیفیت به سه دسته قدرت فوق‌العاده بالا (UHP) که دارای قدرت بسیار بالا هستند و برای فرایندهایی با مصرف بالای انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ قدرت بالا (HP) که دارای قدرت بالایی هستند و برای فرایندهای الکتروشیمیایی و فولادسازی با مصرف متوسط انرژی استفاده می‌شوند و قدرت عادی (RP) که دارای قدرت متوسطی هستند و برای فرایندهایی با مصرف کمتر انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند، تقسیم‌بندی می‌شوند. این تقسیم‌بندی بر اساس محصولات تولیدی و قدرت الکترود برای مصارف مختلف است.

الکترودهای گرافیتی به دلیل خواص الکتروشیمیایی منحصر به‌ فرد خود، در صنایع گوناگونی از قیبل پتروشیمی، فولادسازی، آلومینیوم، شیمیایی، آب و فاضلاب، باتری‌ها، کاتالیزورها، اتومبیل‌سازی، تولید فلز سیلیسم و مواد آتش‌زا کاربرد دارد.

• صنعت الکتروشیمی: به‌ عنوان الکترودهای اصلی در سلول‌های الکترولیز به کار می‌روند. این سلول‌ها در فرایندهایی مانند الکترولیز آب، تولید کلر و سدیم هیدروکسید، الکترولیز فلزات (مانند آلومینیوم) و سایر فرایندهای الکتروشیمیایی صنعتی کاربرد دارند.
• صنعت فولادسازی: در فرایندهایی مانند ذوب فولاد و ریخته‌گری کاربرد دارند. این الکترودها به‌ عنوان الکترودهای سازنده (به شکل یکی از جوانه‌ها) در قسمت بالای کوره‌های قوس الکتریکی استفاده می‌شوند.
• صنعت آلومینیوم: در تولید آلومینیوم به‌ عنوان الکترودهای سازنده در سلول‌های الکترولیز استفاده می‌شوند.
• صنعت شیمیایی: در صنعت شیمیایی به‌ عنوان الکترودهای استخراج و تولید مواد شیمیایی کاربرد دارند و شامل تولید کلر، سدیم هیدروکسید، هیدروژن و سایر ترکیبات شیمیایی می‌شوند.
• صنعت آب و فاضلاب: در صنایع تصفیه آب و فاضلاب به‌ عنوان الکترودهای اصلی در سلول‌های الکترولیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• باتری‌ها: در تولید برخی از باتری‌ها و سلول‌های الکتریکی مانند باتری‌های لیتیوم‌یون و باتری‌های الکتروشیمیایی کاربرد دارند.
• کاتالیزورها: به‌ عنوان کاتالیزور در برخی فرایندهای الکتروشیمیایی و واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شوند. این شامل الکترولیز فرمیک اسید، تولید هیدروژن و سایر واکنش‌های الکتروشیمیایی است.
• اتومبیل‌سازی: در برخی از قسمت‌های سیستم‌های الکترونیکی خودروها و خودروهای الکتریکی از جمله در بخش باتری و سیستم‌های الکتروشارژ استفاده می‌شوند.
• تولید فلز سیلیسیوم: در تولید فلز سیلیسیوم و آلیاژهای آن، الکترودهای گرافیتی به‌ عنوان اجزای حیاتی در کوره‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. آن‌ها امکان ذوب کوارتز و مواد کربنی برای تولید فلز سیلیسیوم با خلوص بالا را فراهم می‌کنند که در صنایع مختلف مورد استفاده است.
• مواد آتش‌ساز: الکترودهای گرافیتی به دلیل تحمل در برابر دماهای بالا و مقاومت در برابر فرسایش شیمیایی، در تولید مواد آتش‌ساز مانند کاسه‌ها و قالب‌ها استفاده می‌شوند.

تجارت جهانی الکترودهای گرافیتی

تجارت الکترودهای گرافیتی با توجه به نوع مصارف آن، به‌ منظور استفاده در کوره‌های الکتریکی و همچنین در مصارف الکتریکی انجام می‌گیرد. نمودار یک، میزان صادرات الکترودهای گرافیتی طی سال‌های ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۳ را مورد بررسی قرار می‌دهد.

همان‌طور که در نمودار یک قابل مشاهده است، صادرات الکترود‌های گرافیتی برای مصارف الکتریکی طی سال‌های ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۳، میزان ۷۰ درصد از کل صادرات الکترودهای گرافیتی جهان را به خود اختصاص داده است. طی سال‌های ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۳، بیشترین میزان صادرات ثبت‌ شده الکترودهای گرافیتی برای مصارف الکتریکی با دو میلیون و ۶۶۳ هزار تن، مربوط به سال ۲۰۲۲ و کمترین میزان صادرات الکترودهای گرافیتی برای مصارف الکتریکی با یک میلیون ۶۹۹ هزار تن، مربوط به سال ۲۰۱۵ بوده است.

شایان ذکر است در بازه زمانی مذکور کشورهای چین، هلند، هند، ژاپن و فرانسه به ترتیب بیشترین صادرکننده الکترودهای گرافیتی برای مصارف الکتریکی در جهان هستند که در میان آن‌ها چین با میانگین حدود ۳۰۰ هزار تن در سال، بیشترین و فرانسه با میانگین حدود ۴۰ هزار تن در سال، کمترین میزان صادرات الکترود گرافیتی برای مصارف الکتریکی در جهان را به خود اختصاص داده‌اند. در این بازه زمانی کشورهای ایسلند، آمریکا، روسیه، کره‌جنوبی و ترکیه به ترتیب پنج کشور برتر واردکننده الکترودهای گرافیتی برای مصارف الکتریکی هستند که ایسلند با میانگین حدود ۲۷۱ هزار تن در سال، بیشترین و ترکیه با میانگین ۴۳.۵ هزار تن در سال، کمترین میزان واردات الکترود‌های گرافیتی را به خود اختصاص داده‌اند.

تجارت الکترودهای گرافیتی در ایران

واردات الکترودهای گرافیتی ایران طی بازه زمانی ۱۳۹۳ تا ۱۴۰۲ در نمودار ۲ قابل مشاهده است. صادرات الکترود‌های گرافیتی طی بازه زمانی مذکور بسیار ناچیز بوده است.

همان‌طور که در نمودار ۲ قابل مشاهده است، واردات الکترودهای گرافیتی به ایران طی بازه زمانی ۱۳۹۳ تا ۱۴۰۲ با نوسانات صعودی و نزولی مختلفی همراه است اما همواره کمی بیش از ۶۵ هزار تن الکترود گرافیتی به ایران وارد شده و مقدار واردات بعضا به حدود ۱۶۷ هزار تن نیز رسیده است. در بازه زمانی ذکر شده، کمترین واردات در سال ۱۳۹۵ با حدود ۶۶ هزار تن هزار تن بود و پس از آن با طی یک روند صعودی، بیشترین واردات ثبت شده الکترودهای گرافیتی با رقم حدود ۱۶۷ هزار تن در سال ۱۳۹۸ به ثبت رسید. شایان‌ ذکر است که میزان واردات طی سال‌های ۱۴۰۱ و ۱۴۰۲ کاهش چشمگیری داشته است و در سال ۱۴۰۲ به میزان حدود ۱۰۵ هزار تن رسیده است.

در نمودار ۳، مهم‌ترین مبادی تامین الکترودهای گرافیتی در ایران طی بازه زمانی ۱۳۹۳ تا ۱۴۰۲ مورد بررسی قرار می‌گیرد.