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碳酸钙是什么,三分钟了解碳酸钙?

碳酸钙是一种无机化合物

化学式CaCO₃

俗称灰石、石灰石、石粉、大理石等

呈碱性,基本不溶于水,易溶于盐酸

地球上常见物质之一

存在于霰石、方解石、石灰岩、

大理石、石灰华等岩石内

亦为动物骨骼或外壳的主要成分

是重要的建筑材料

工业上用途甚广

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无处不在的碳酸钙

在我们的日常生活中

碳酸钙无处不在

方解石晶体、大理石地砖,防火天花板

饱满丰润、色泽分明的珍珠

形态各异的贝壳、以及鸡蛋壳

主要成分都是CaCO₃

溶洞给人以神秘、梦幻的色彩

千姿百态的钟乳石﹑石笋﹑石幔和石花

都给人以美的感受

溶洞中构成乳石的是石灰岩

主要成分为CaCO₃

钟乳石一系列变化的产生原因

也来源于碳酸钙的性质

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中国碳酸钙产业发展历程

碳酸钙是什么,三分钟了解碳酸钙?

世界碳酸钙工业化生产已有170年的历史,中国碳酸钙工业起步较晚,至今不足100年。但是,依托丰富而优质的石灰石、方解石资源以及广阔的消费市场,中国碳酸钙工业迅速发展,逐步发展成为世界碳酸钙产业强国,近十余年一直保持世界碳酸钙生产和消费的第一大国地位轻质碳酸钙的生产和消费量均达到世界总量的50%以上,重质碳酸钙产量约占世界总量的25%以上。

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碳酸钙产品发展趋势

轻质碳酸钙

俗称轻钙,主要以石灰石为原料,经煅烧、消化、碳化、脱水、干燥、分级等工序得到的粉体材料。

截止到2019年底,中国共有轻质碳酸钙生产企业200余家,总产能为850万t,实际产量为720万t。轻质碳酸钙整体已进入发展平台期,产品升级、技术革新、节能降耗已成为行业发展的方向。今后需着力发展需求量大、科技含量和附加值高的精细化、功能型、专用性产品。

重质碳酸钙

俗称重钙,主要是以方解石、大理石、石灰岩、白垩、汉白玉等天然矿物为原料,经机械粉磨加工得到的粉体材料。

2019年我国重质碳酸钙产能为2600万t,实际产量为2200 万t。普通重钙生产能力已经趋于饱和,且产品价格较低,科技含量和附加值不高,不适宜再大规模扩产。超细和活性重钙,国内产能还不能满足需求,仍具有较大的市场潜力。

高品质的超细重钙可以在某些领域代替部分价格相对较高的轻钙甚至纳米钙,也可在轻钙或纳米钙的生产过程中复配入部分超细重钙,以降低生产成本、改善产品品质、拓宽应用领域、降低能耗和二氧化碳排放。

纳米碳酸钙

纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料,其粒度介于0.01~0.1μm之间。

2019年纳米碳酸钙产能达到150万t,实际产量约为95万 t,根据产品的应用领域不同,每吨产品售价为1500~3 500元,相对于普通轻钙有更大的利润空间。

主要用于高端橡塑制品、造纸、硅酮胶、汽车底盘漆、油墨等行业,产品性能基本达到世界先进水平。纳米碳酸钙作为碳酸钙系列产品中的高端产品,在很多领域将逐渐取代普通碳酸钙,有较好的市场前景,预计未来几年中国纳米碳酸钙的需求量年均增长率为5%~10%。

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碳酸钙的广泛应用

我国碳酸钙产品主要应用集中在塑料、造纸、橡胶、涂料、油墨、胶粘剂、日用化工等领域。

(1)碳酸钙在造纸工业中的应用

造纸业是碳酸钙最大的应用领域,每年的用量超过1000多万吨,代替木浆和其他颜料,改善纸张的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。

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(2)碳酸钙在涂料工业中的应用

碳酸钙白度较高,吸油值低,可减少乳液需要量,既降低乳胶漆的成本,又起到骨架作用,提高涂膜厚度、硬度、耐磨性,同时,超细化的重质碳酸钙还具有很强的空间位隔能力,应用于涂料中可以充分发挥钛白粉的遮盖力作用,减少钛白粉的添加量。目前我国每年涂料的年产量在1400万吨左右,对于重钙的需求量高达300万吨以上。

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(3)碳酸钙在塑料工业中的应用

碳酸钙价格低廉,填充于塑料制品中能起到增白作用;有助于提升塑料制品的尺寸稳定性、刚性及流变性,改善塑料的加工性能。我国作为塑料制品的生产和消费大国,粉体作为填料占塑料制品总量的10%,以碳酸钙在各种粉体填料总量占比70%计算,目前我国塑料工业每年使用的各种规格的重质碳酸钙至少在210万吨以上,具有广阔的经济效益。

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(4)碳酸钙在橡胶工业中的应用

碳酸钙填充在橡胶中,可以增加制品的容积,从而节约昂贵的橡胶用量以降低成本,另外,重质碳酸钙填入橡胶中能获得比纯橡胶更高的撕裂强度、抗拉强度、耐磨性,大大减少橡胶的硫化时间,调节稠度,是一种优质无毒性环保材料。

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我国主要碳酸钙产业基地

目前,碳酸钙产业在我国的发展基本都是围绕资源产地发展而成。我国主要碳酸钙生产基地又有哪些呢?

广西贺州

广西贺州白色大理石资源(“贺州白”)储量丰富,初步探明储量约26亿立方米,碳酸钙含量>99%,白度>95%,技术指标达到我国特级矿水平。碳酸钙是什么,三分钟了解碳酸钙?

▲贺州白色大理石

贺州是广西碳酸钙千亿元产业示范基地,全国最大重钙粉体和生态岗石生产基地。先后荣获“中国贺州•重钙之都”、“中国贺州•岗石之都”等荣誉称号。目前产业的发展是以贺州为龙头,形成贺州、来宾、河池、百色碳酸钙低碳产业链示范基地。

江西永丰县

江西永丰石灰石矿产资源得天独厚,全县石灰石裸露地表面积40多平方公里,已探明储量达110亿吨,属江南最大富矿区;大理石资源储量2亿立方,拥有广源化工、九峰纳米钙、科越科技等多家龙头碳酸钙企业。

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浙江建德

浙江建德碳酸钙资源丰富,石灰岩预测资源量80亿吨、保有查明资源储量1.56亿吨;大理岩预测资源量7000万吨、保有查明资源储量5235.55万吨;方解石保有查明资源储量416.51万吨。

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河南南召县

河南南召县境内方解石矿储量约10亿吨,其中CaCO3含量达95%以上,白度在92以上,可用于生产食品级碳酸钙粉的方解石储量在5000万吨以上;丰富的资源储量,造就了南召发展碳酸钙产业无可比拟的优势,使南召成为我国中部最大的碳酸钙矿产基地,被誉为“中原钙都”

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广东连州市

广东连州市被誉为“中国碳酸钙之城”,碳酸钙矿产资源储量达614.18亿吨,其中石灰岩资源为534.73亿吨,大理岩(重质碳酸钙)资源为78.36亿吨,CaCO3含量达49.69-54.95%,白度89.2-98.3。大理石矿产资源主要分布于西江、龙坪、星子、大路边四个镇,其矿脉延伸长度约50公里,平均矿脉宽度为900米。

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浙江衢州市

浙江省衢州市衢江区石灰石、方解石资源丰富,已探明储量达60亿吨,品位高,杂质少;石灰石储量和品位均居浙江省首位,具有发展碳酸钙生产的资源优势,初步形成了以上方镇为中心的碳酸钙生产基地,拥有金雄钙业、鑫雪纳米钙、南方碳酸钙等多家碳酸钙企业。

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安徽池州市

池州市保有方解石资源储量5.40亿吨,占全国保有储量的30%,白度品位高,主要矿床集中在青阳县南阳乡、酉华乡,贵池区等地。石灰岩保有资源储量19.68亿吨,潜在资源量335亿吨,大中型矿床6个,主要集中于贵池区和东至县的沿江区域。欧米亚钙业(安徽青阳)有限公司就位于安徽省青阳县陵阳镇南阳工业园区。

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河北井陉县

河北井陉县其探明的石灰石储量130亿吨,氧化钙含量达到55%,品质在长江以北是最好的;白云石储量4300万吨,储量、品质也享誉全国,被称为“中国钙镁之乡”

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湖南临武县

湖南临武县境内碳酸钙储量大、品质优,大理岩总储量超过10亿吨,其碳酸钙含量大于97%,是加工纳米碳酸钙的理想原料。

碳酸钙是什么,三分钟了解碳酸钙?

四川宝兴县

四川雅安市宝兴县是中国西部工业用重质碳酸钙生产开发基地,大理石资源十分丰富,仅汉白玉矿带就长达42多公里,远景储量高达21亿立方米,可开采量为17亿立方米,占全省大理石探明储量的56.9%。

碳酸钙是什么,三分钟了解碳酸钙?

宝兴县大理石矿以白色为主、质地细腻、晶莹净澈、结晶好、白度达95度以上,是生产大理石重质碳酸钙及其下游产品的优质原料,可用于生产医药级碳酸钙。

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小结

随着我国经济提出高质量健康发展,高端碳酸钙产品在塑料、橡胶、涂料、造纸等行业的需求量将会急剧增加,今后很长一段时间内碳酸钙产业具有旺盛的发展前景。

全球技术和产品同质化导致全球市场竞争强烈,我国高端碳酸钙产品行业面临挑战的同时也是机遇。

国产的高档纳米碳酸钙、超微细碳酸钙、医用级和食品级碳酸钙产品的开发必将加快进度;功能化、专用化的碳酸钙产品也是今后发展的方向;另外改良碳酸钙粉体性质的新型表面活性剂开发也是碳酸钙产业亟需攻克的难题。

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