劉寶樹，郝志剛，馬永山，劉潤(rùn)靜，胡永琪

（1.河北科技大學(xué)化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河北石家莊050018；2.中國(guó)無機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會(huì)碳酸鈣行業(yè)分會(huì)秘書處；3.河北省藥物化工工程技術(shù)研究中心）

碳酸鈣是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品和功能型粉體材料，廣泛應(yīng)用于塑料、造紙、涂料、橡膠、化學(xué)建材、日用化工、油墨、牙膏、食品、醫(yī)藥、膠黏劑、密封材料等行業(yè)與領(lǐng)域［1-2］。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同碳酸鈣分為兩大類：以方解石、大理石、白堊、貝殼、石灰石等為原料經(jīng)機(jī)械粉碎及超細(xì)研磨等制取的產(chǎn)品稱為重質(zhì)碳酸鈣（Ground Calcium Carbonate，GCC）；以石灰石為原料經(jīng)煅燒、消化、碳酸化、分離、干燥分級(jí)制取的產(chǎn)品稱為輕質(zhì)碳酸鈣（Precipitated Calcium Carbonate，PCC）。

1 中國(guó)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程回顧

世界碳酸鈣工業(yè)化生產(chǎn)已有170 a的歷史［3］，而中國(guó)碳酸鈣工業(yè)則起步較晚，至今不足100 a的時(shí)間。但是，依托豐富而優(yōu)質(zhì)的石灰石、方解石資源以及廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)，中國(guó)碳酸鈣工業(yè)經(jīng)歷了不斷進(jìn)步和成長(zhǎng)的幾個(gè)階段，逐步發(fā)展成為世界碳酸鈣產(chǎn)業(yè)大國(guó)，特別是近十余年一直保持世界碳酸鈣生產(chǎn)和消費(fèi)的第一大國(guó)地位，輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)和消費(fèi)量均達(dá)到世界總量的50%以上，重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)量約占世界總量的25%以上［4-5］。自1960年以來，中國(guó)碳酸鈣工業(yè)的發(fā)展歷程大體可劃分為3個(gè)階段。

1.1 改革開放前探索前進(jìn)

中國(guó)碳酸鈣工業(yè)起源于1931年［1-3］，上海大中華橡膠廠建立了中國(guó)第一個(gè)生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的工廠——大中華制鈣廠。到改革開放前，中國(guó)輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)有50余家，產(chǎn)量約為30萬t/a。這一階段碳酸鈣產(chǎn)能緩慢增加，生產(chǎn)技術(shù)不斷改進(jìn)，裝備水平逐漸提升，新的生產(chǎn)設(shè)備不斷開發(fā)，一些土法裝備被更為先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備所取代，部分實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)［6］。1958年，青島太信化工廠設(shè)計(jì)制造出第一臺(tái)回轉(zhuǎn)干燥機(jī)，并在山東張店工農(nóng)化工廠成功使用；1967年，在上海碳酸鈣廠、唐山東礦化工廠、黃石化工廠的聯(lián)合贊助下，北京礦材廠制造出第一臺(tái)上懸離心機(jī)；1969年，重慶松山化工廠首先在碳酸鈣生產(chǎn)中使用鋼殼機(jī)械化立窯；1976年，北京礦材廠成功開發(fā)回轉(zhuǎn)化灰機(jī)；1978年唐山建華化工廠在碳酸鈣生產(chǎn)中第一個(gè)推廣使用泡沫洗氣塔。同時(shí)，這一時(shí)期新的碳酸鈣品種陸續(xù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。1960年山東張店工農(nóng)化工廠（后改為湖田化工廠、信華化工廠等）首先實(shí)現(xiàn)了活性碳酸鈣的國(guó)產(chǎn)化，當(dāng)時(shí)的商標(biāo)名稱是“白艷華”。在原化工部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的籌劃與組織下，碳酸鈣行業(yè)的第一次全國(guó)性行業(yè)交流會(huì)于1974年6月在浙江菱湖召開，為行業(yè)的信息交流提供了平臺(tái)，大大推動(dòng)了行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。全國(guó)42家碳酸鈣企業(yè)及相關(guān)單位的135位代表參加了會(huì)議，會(huì)上制定了中國(guó)第一部碳酸鈣部頒標(biāo)準(zhǔn)（HG 517—1974《輕質(zhì)碳酸鈣》）。自此，碳酸鈣行業(yè)由自發(fā)發(fā)展轉(zhuǎn)為有組織的發(fā)展階段。

1.2 改革開放后蓬勃發(fā)展

改革開放后，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛躍式發(fā)展，碳酸鈣行業(yè)也如雨后春筍般蓬勃發(fā)展起來。

中國(guó)有著豐富而優(yōu)質(zhì)的石灰石、方解石、大理石等碳酸鈣資源，各地靠山吃山，紛紛發(fā)展碳酸鈣產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，由于塑料、橡膠、造紙、涂料等下游用戶的不斷擴(kuò)張，碳酸鈣市場(chǎng)需求跨越式擴(kuò)大，加之改革開放早期碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù)和資金門檻較低，碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量和產(chǎn)能呈爆炸式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

此階段中國(guó)成功跨越為世界第一大碳酸鈣生產(chǎn)國(guó)，到2014年左右中國(guó)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量和產(chǎn)能達(dá)到高峰，輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)達(dá)510家以上，產(chǎn)能突破1 000萬t/a，規(guī)模已超過美國(guó)成為世界第一；重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)超過1 000家，產(chǎn)能為2 000萬t/a以上，約占世界產(chǎn)能的1/4。圍繞石灰石、方解石、大理石等碳酸鈣資源聚集地形成了十余個(gè)碳酸鈣生產(chǎn)基地，如河北井陘，山東淄博，河南南召，浙江衢州、建德、常山、長(zhǎng)興，安徽池州、宣城，江西萍鄉(xiāng)、永豐、高安、德興，廣東連州、恩平，廣西賀州、桂林、來賓，四川寶興、石棉等。

碳酸鈣企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)增加［6-7］，改革開放初期輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)年生產(chǎn)能力以0.3萬～0.5萬t為主，全國(guó)達(dá)到年產(chǎn)1萬t的輕鈣生產(chǎn)企業(yè)只有7家。到20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)中國(guó)最大的輕鈣生產(chǎn)企業(yè)唐山東礦化工廠年產(chǎn)能達(dá)到5萬t；20世紀(jì)90年代末，都江堰鈣品股份有限公司年產(chǎn)能達(dá)到10萬t；2005年全國(guó)年產(chǎn)輕鈣10萬t以上的企業(yè)已發(fā)展到12家；2012年桂林金山化工有限責(zé)任公司年產(chǎn)能達(dá)到30萬t，成為中國(guó)最大的輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)；2013年廣西華納新材料科技有限公司納米鈣（硅酮膠專用）生產(chǎn)能力達(dá)30 t。

20世紀(jì)80年代初，中國(guó)重質(zhì)碳酸鈣開始規(guī)?；a(chǎn)［8］，其生產(chǎn)廠家集中在浙江的富陽(yáng)與建德地區(qū)，經(jīng)過20余年的發(fā)展生產(chǎn)規(guī)模已從最初的年產(chǎn)幾萬噸發(fā)展到近300萬t，主要生產(chǎn)地區(qū)已從浙江的建德、富陽(yáng)擴(kuò)展到廣東、廣西、四川、江西、湖南、安徽、江蘇、河南、吉林、黑龍江等地，生產(chǎn)企業(yè)由幾家增加至近200家，產(chǎn)品品種由最初的雙飛粉（75μm）、三 飛 粉（45μm）發(fā) 展 到＜38μm、23μm［d（97）=20μm］、18μm［d（97）=16μm］、11μm［d（97）=10μm］和5μm［d（80）≤2μm、d（90）≤2μm］，白度≥90%（最高達(dá)到96%），已基本滿足國(guó)內(nèi)塑料、橡膠、涂料、造紙、油墨、日化、飲料等行業(yè)的要求。2013年江西廣源化工有限公司重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)能力達(dá)120萬t，成為中國(guó)最大的重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)。

在活躍的市場(chǎng)需求引領(lǐng)和技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下，碳酸鈣產(chǎn)品新品種不斷涌現(xiàn)。產(chǎn)品的功能化、精細(xì)化水平快速提升，相應(yīng)的附加值也得以提高。油墨鈣、汽車底盤漆鈣、塑料鈣、造紙鈣、牙膏鈣、硅酮膠鈣、食品鈣、藥用鈣等高附加值的專用碳酸鈣相繼開發(fā)并投放市場(chǎng)。不同粒度、不同晶型、各種改性處理的碳酸鈣滿足了不同領(lǐng)域用戶的要求。

碳酸鈣生產(chǎn)裝置的機(jī)械化、自動(dòng)化水平快速提升［6-10］。石灰窯由土窯變成了機(jī)械化環(huán)保立窯，人工裝卸料變?yōu)槲C(jī)控制、自動(dòng)裝卸料。消化工藝由人工操作、池式化灰升級(jí)為籠式、滾筒和槽式自動(dòng)消化。干燥工藝由地炕燃煤干燥、人工翻動(dòng)變?yōu)槿济?、燃?xì)饣蛘羝訜嵝D(zhuǎn)列管、盤式干燥；脫水工藝由瀝濾沉降、上懸式離心機(jī)升級(jí)為全自動(dòng)刮刀離心機(jī)。包裝工序由人工操作變?yōu)橄冗M(jìn)的自動(dòng)包裝、碼垛。

重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)裝備單機(jī)生產(chǎn)能力穩(wěn)步提升［11-14］，由1987年 第 一 代 雷 蒙 磨 的0.5～5 t/h，到1994年高壓懸輥磨的1～8 t/h、2005年超壓梯形磨的1～8 t/h、2009年歐版磨的4～20 t/h，直至2016年第五代智能歐版磨的10～50 t/h，實(shí)現(xiàn)了自磨自選，大大提高了產(chǎn)量和生產(chǎn)效率，產(chǎn)品品質(zhì)不斷提高、品種結(jié)構(gòu)漸趨豐富。生產(chǎn)工藝不僅有干法破碎，而且有濕法研磨。干法工藝設(shè)備主要是雷蒙機(jī)（占70%以上）和高速機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)、球磨機(jī)、旋磨機(jī)、立式磨等。其中雷蒙機(jī)主要加工38～75μm的粗粉，配置精細(xì)分級(jí)機(jī)后可加工28、23、18μm等的細(xì)粉；高速機(jī)械沖擊式磨機(jī)主要用于加工9～13μm的產(chǎn)品；球磨機(jī)與干式精細(xì)分級(jí)機(jī)組合可以加工d（97）=5～10μm的超細(xì)粉體。這種GCC加工工藝屬連續(xù)閉路生產(chǎn)多重分級(jí)，循環(huán)負(fù)荷達(dá)300%～500%，單機(jī)生產(chǎn)能力大。旋磨機(jī)或颶風(fēng)磨用于加工18～28μm的產(chǎn)品，配以精細(xì)分級(jí)機(jī)后可用于加工11μm以內(nèi)的產(chǎn)品，單機(jī)生產(chǎn)能力為1.5～2.0 t/h。

濕法生產(chǎn)工藝在1993年以后才陸續(xù)建立，主要用于生產(chǎn)d（60）=2μm和d（90）=2μm的造紙?zhí)盍虾屯苛霞?jí)產(chǎn)品［15］，研磨主要設(shè)備是研磨剝片機(jī)、攪拌磨和砂磨機(jī)等。

這一階段中國(guó)雖已躍升為世界碳酸鈣生產(chǎn)第一大國(guó)，卻遠(yuǎn)非強(qiáng)國(guó)。由于大部分碳酸鈣企業(yè)基本是依托當(dāng)?shù)刈匀毁Y源自發(fā)地應(yīng)時(shí)而生、從小到大、從少到多逐步發(fā)展起來的，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，受技術(shù)、資金、場(chǎng)地、成本控制等限制，普遍存在產(chǎn)業(yè)層次低、資源消耗高、環(huán)境污染重、土地和能源集約節(jié)約程度低、高端人才匱乏、企業(yè)自主創(chuàng)新能力不足等問題［5］。

1）產(chǎn)業(yè)層次總體偏低。企業(yè)數(shù)量多、產(chǎn)能分散，輕質(zhì)碳酸鈣單個(gè)企業(yè)平均產(chǎn)能不足2萬t/a，重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)廠家更多，每個(gè)資源集聚地基本上都有200～300家企業(yè)，而單個(gè)企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模普遍低于5萬t/a。單機(jī)規(guī)模小、產(chǎn)業(yè)集中度低、污染源過多等企業(yè)結(jié)構(gòu)性問題突出。總體來看，龍頭企業(yè)不強(qiáng)，骨干企業(yè)不多，其示范、引領(lǐng)和帶動(dòng)效應(yīng)嚴(yán)重偏低。行業(yè)整體處于要素驅(qū)動(dòng)、外延增長(zhǎng)發(fā)展模式。與科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型工業(yè)化要求差距較大。

2）產(chǎn)品檔次低，存在同質(zhì)低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。輕鈣大多數(shù)企業(yè)的碳酸鈣產(chǎn)品為通用型產(chǎn)品，處于產(chǎn)業(yè)鏈的前端，沒有品牌優(yōu)勢(shì)和定價(jià)權(quán)，大多數(shù)產(chǎn)品售價(jià)在500～700元/t，屬于低檔次、低附加值的產(chǎn)品。企業(yè)間產(chǎn)品雷同，未能實(shí)現(xiàn)錯(cuò)位發(fā)展，同質(zhì)低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。高端、高附加值、專用碳酸鈣產(chǎn)品產(chǎn)量較低。重鈣65%的產(chǎn)品為中低端產(chǎn)品，普通產(chǎn)品產(chǎn)能過剩8%～12%，而且產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)品種類單一，多為普通產(chǎn)品，個(gè)性化產(chǎn)品缺乏，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完善程度遠(yuǎn)低于世界先進(jìn)水平。優(yōu)礦未能優(yōu)用，資源優(yōu)勢(shì)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)間未能有效切換。

3）生產(chǎn)方式總體陳舊落后。雖然在政府的引導(dǎo)和組織下碳酸鈣企業(yè)經(jīng)歷了幾次整治提升，在立窯卸料抑塵、碳化及干燥尾氣“白煙”消除、廢水循環(huán)利用等方面有了明顯改善與提升。但是，大多數(shù)企業(yè)仍存在技術(shù)裝備陳舊落后、企業(yè)間明面技術(shù)雷同、自動(dòng)控制和信息化水平低下等問題。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理粗放，車間衛(wèi)生及勞動(dòng)保護(hù)不到位，無組織粉塵排放嚴(yán)重，特別是破碎、灰乳精制、離心脫水、產(chǎn)品包裝等工序現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較差。生產(chǎn)工藝和裝備的落后導(dǎo)致高能耗、高污染、高排放以及產(chǎn)品檔次低且不穩(wěn)定等問題。

4）企業(yè)創(chuàng)新能力不足，行業(yè)可持續(xù)發(fā)展乏力。大多數(shù)碳酸鈣企業(yè)沒有自己的技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)能力，行業(yè)自主創(chuàng)新能力急需增強(qiáng)；新產(chǎn)品研發(fā)相對(duì)滯后，產(chǎn)品技術(shù)含量較低。技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新和管理創(chuàng)新能力薄弱。

5）環(huán)境保護(hù)、能耗指標(biāo)壓力大。由于生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備落后，加之管理粗放，帶來較大的環(huán)境壓力。經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)未能實(shí)現(xiàn)良性互動(dòng)。雖經(jīng)多年的整治提升環(huán)境狀況有所改善，但無組織粉塵排放仍較為嚴(yán)重，廢水超標(biāo)排放時(shí)有發(fā)生，超限超載帶來的道路交通設(shè)施破損問題突出，“渣滓洞”、“白公館”、“白頭山”、“牛奶河”等時(shí)常見諸報(bào)道，這些碳酸鈣生產(chǎn)帶來的環(huán)境問題給當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)、生活帶來嚴(yán)重困擾。另外，各地工業(yè)能耗指標(biāo)有限，再考慮全面推行的二氧化碳減排與排放交易政策，碳酸鈣產(chǎn)業(yè)必需改變粗放式、外延式發(fā)展的老路，走內(nèi)涵式發(fā)展之路。

綜上所述，碳酸鈣產(chǎn)業(yè)整體整頓改造、提檔升級(jí)勢(shì)在必行、呼之欲出。

1.3 新時(shí)代提檔升級(jí)

2014年以后中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，整體經(jīng)濟(jì)從高速增長(zhǎng)轉(zhuǎn)為中高速增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)，從要素和投資驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。2015年10月黨的十八屆五中全會(huì)提出創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念。以此為背景碳酸鈣行業(yè)發(fā)展開始進(jìn)入新階段，各碳酸鈣產(chǎn)業(yè)集聚地政府紛紛出臺(tái)政策、編織規(guī)劃，對(duì)碳酸鈣行業(yè)進(jìn)行大規(guī)模的整頓改造、提檔升級(jí)。

2015年起浙江衢州、建德、常山、長(zhǎng)興，廣西興業(yè)、來賓，河北井陘、唐山，山東淄博，河南南召等地貫徹生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展理念，紛紛啟動(dòng)大規(guī)模的碳酸鈣產(chǎn)業(yè)整頓和發(fā)展規(guī)劃。以壯士斷腕、刮骨療毒的勇氣大幅度淘汰落后產(chǎn)能，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚；設(shè)置規(guī)模、技術(shù)、投資、環(huán)保等方面的準(zhǔn)入門檻，提高產(chǎn)業(yè)層次，倒逼企業(yè)擺脫粗放式、要素依賴的發(fā)展模式，走向內(nèi)涵式、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的發(fā)展新路；推廣先進(jìn)、節(jié)能、環(huán)保的技術(shù)和裝備，提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)改善生態(tài)環(huán)境。

表1 為各碳酸鈣重點(diǎn)生產(chǎn)地區(qū)整頓前后企業(yè)數(shù)量對(duì)比情況。表2為2019年中國(guó)碳酸鈣產(chǎn)銷情況。表3和表4分別為中國(guó)主要輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣企業(yè)2017年生產(chǎn)情況。表5為近年來中國(guó)碳酸鈣進(jìn)出口情況［16］。

表1 2015—2019年碳酸鈣重點(diǎn)生產(chǎn)地區(qū)整頓情況

表2 2019年中國(guó)碳酸鈣產(chǎn)銷情況

表3 2017年中國(guó)主要輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)生產(chǎn)情況

表4 2017年中國(guó)主要重質(zhì)碳酸鈣企業(yè)生產(chǎn)情況

表5 近年來中國(guó)碳酸鈣進(jìn)出口情況

經(jīng)過近5 a的整治提升，碳酸鈣產(chǎn)業(yè)總體上實(shí)現(xiàn)了脫胎換骨式的蛻變。

1）產(chǎn)業(yè)集聚度大幅提高，龍頭企業(yè)的自身實(shí)力和示范帶動(dòng)作用大大加強(qiáng)，涌現(xiàn)出了桂林金山新材料有限公司、常州碳酸鈣有限公司、德興市龍圣碳酸鈣有限公司等輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)龍頭企業(yè)，江西廣源化工有限責(zé)任公司、廣西賀州市科隆粉體有限公司、四川貢嘎雪新材料股份有限公司、浙江欽堂鈣業(yè)有限公司等重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)龍頭企業(yè)，廣西華納新材料科技有限公司、恩平燕怡新材料有限公司、連州市凱恩斯納米材料有限責(zé)任公司等納米碳酸鈣生產(chǎn)龍頭企業(yè)。

2）新技術(shù)、新裝備不斷開發(fā)。輕鈣生產(chǎn)智能環(huán)保型立窯、全自動(dòng)刮刀離心機(jī)全面推廣，大型盤式干燥機(jī)、機(jī)器手自動(dòng)化裝包、碼垛機(jī)成功應(yīng)用；重鈣引進(jìn)、推廣了德國(guó)、法國(guó)進(jìn)口以及中國(guó)臺(tái)灣和內(nèi)地生產(chǎn)的的超細(xì)重鈣干法/濕法生產(chǎn)線、改性復(fù)合生產(chǎn)線，全行業(yè)自動(dòng)化計(jì)量、智能化物流管理系統(tǒng)初步引入，生產(chǎn)逐步走向自動(dòng)化、智能化。

3）產(chǎn)品質(zhì)量和附加值明顯提升。由表5看出，近年來中國(guó)碳酸鈣進(jìn)口量基本維持在3萬～5萬t/a，而出口量卻穩(wěn)步提升，由2011年的7.97萬t/a升高到2019年的12.13萬t/a。同時(shí)出口價(jià)格逐步提高，進(jìn)出口價(jià)格比由2011年的2.85穩(wěn)步下降至2020年的0.78。以2019年為臨界點(diǎn)，出口價(jià)格超越進(jìn)口價(jià)格，表明中國(guó)碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量、附加值和價(jià)格正在日益得到國(guó)際市場(chǎng)的認(rèn)可，逐步走出低端鎖定，從一個(gè)側(cè)面反映出中國(guó)正在穩(wěn)步邁向碳酸鈣生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。

4）資源與能源利用率顯著增強(qiáng)。輕質(zhì)碳酸鈣噸產(chǎn)品石灰石消耗由1.40 t降至1.25 t左右；先進(jìn)環(huán)保型機(jī)立窯的推廣使煤石配比由1∶8降低到1∶13，最好的企業(yè)達(dá)到1∶16；噸石灰實(shí)耗煤由125 kg降至120 kg，干燥耗煤由85 kg降低到80 kg，全行業(yè)節(jié)省煤耗15%左右；重鈣的礦石利用率達(dá)到83%～90%。

5）廢水基本實(shí)現(xiàn)了零排放；燃?xì)忮仩t安裝了低氮燃燒器；碳化和干燥工序安裝了冷凝裝置，消除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的水蒸氣（俗稱“白煙”）；重鈣和輕鈣生產(chǎn)過程的原料破碎、石灰窯、出灰、烘干、篩分包裝、裝車外運(yùn)等工序全部安裝了高效脈沖布袋除塵裝置，粉塵達(dá)標(biāo)排放。環(huán)境污染狀況得到有效遏制，基本實(shí)現(xiàn)清潔綠色生產(chǎn)。

從技術(shù)角度看，目前中國(guó)輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)還存在以下主要問題：1）單線規(guī)?？傮w偏小，輕質(zhì)碳酸鈣以3萬t/a和5萬t/a生產(chǎn)線為主，單線10萬t/a生產(chǎn)線較少；2）自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)初步引入，但總體推廣率偏低，部分生產(chǎn)單元自控技術(shù)瓶頸未完全突破，亟需與目前新型的5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合；3）連續(xù)化生產(chǎn)于20世紀(jì)80年代即被提出和嘗試，但目前還沒有成熟、穩(wěn)定的連續(xù)化輕質(zhì)碳酸鈣工業(yè)化裝置；4）適應(yīng)于大規(guī)模生產(chǎn)的大型裝備配套能力不足，單線10萬t/a生產(chǎn)線基本由小型生產(chǎn)裝備累加而得；5）精細(xì)化、功能化產(chǎn)品占比仍偏低，新產(chǎn)品開發(fā)能力明顯不足。

2 中國(guó)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析

2.1 產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展趨勢(shì)

2.1.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力將發(fā)生轉(zhuǎn)變

中國(guó)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期處于要素驅(qū)動(dòng)、外延增長(zhǎng)發(fā)展模式，資源、能源消耗和環(huán)境污染嚴(yán)重，與科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型工業(yè)化要求差距較大。今后幾年，在外部政策調(diào)整和內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)壓力的雙重驅(qū)動(dòng)下，碳酸鈣行業(yè)發(fā)展模式將逐步向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變，將依靠科技進(jìn)步、運(yùn)用先進(jìn)裝備和技術(shù)、借助產(chǎn)業(yè)園區(qū)，向規(guī)?；?、集約化、低能耗、低排放方向發(fā)展。

2.1.2 產(chǎn)業(yè)布局將產(chǎn)生較大調(diào)整

隨著國(guó)家發(fā)展理念的提升、環(huán)境治理力度的加大，近年來中國(guó)主要碳酸鈣產(chǎn)區(qū)如河北井陘，浙江衢州、建德、常山，山東淄博等地面臨巨大的環(huán)保壓力，特別是京津冀地區(qū)對(duì)大氣環(huán)境治理工作日趨嚴(yán)格，碳酸鈣產(chǎn)業(yè)將面臨日趨緊迫的環(huán)保壓力，產(chǎn)業(yè)集聚和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移勢(shì)在必行。從總體上看，中國(guó)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)重心將向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，廣西、四川、安徽、江西、湖北、湖南等地區(qū)將成為碳酸鈣產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移發(fā)展的主要承接地。

2.1.3 產(chǎn)業(yè)集聚度將進(jìn)一步提高

過去中國(guó)碳酸鈣企業(yè)基本圍繞資源產(chǎn)地自發(fā)發(fā)展而來，長(zhǎng)期處于小、散、亂局面，布局分散。經(jīng)過長(zhǎng)期的治理整頓、兼并重組，特別是近5 a來的整治提升，很多小、散、亂、污企業(yè)被淘汰出局，產(chǎn)業(yè)集聚度已經(jīng)顯著提高，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍然不足，缺少像瑞士歐米亞（OMYA）、法國(guó)英格瓷（Imerys）、美國(guó)特礦（SMI）、日本白石（Shiraishi）這樣的大型龍頭企業(yè)。目前正威國(guó)際、中冶集團(tuán)等世界級(jí)中國(guó)500強(qiáng)企業(yè)正在分別考察廣西、安徽等地的碳酸鈣項(xiàng)目，有望投資碳酸鈣產(chǎn)業(yè)，這些航母級(jí)企業(yè)的涉足有望進(jìn)一步提高碳酸鈣產(chǎn)業(yè)的集聚度，推動(dòng)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.1.4 產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入門檻將更加嚴(yán)格

2019年10月30日國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目錄（2019年本）》將碳酸鈣項(xiàng)目列入限制類條目，意味著新建和擴(kuò)建碳酸鈣項(xiàng)目將面臨更加嚴(yán)格的監(jiān)管，甚至在很多地區(qū)將禁止新建和擴(kuò)建碳酸鈣項(xiàng)目。各地方政府和碳酸鈣行業(yè)協(xié)會(huì)將進(jìn)一步制定更為嚴(yán)格的準(zhǔn)入門檻，以規(guī)范行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

近期多地碳酸鈣產(chǎn)業(yè)整頓提出的產(chǎn)能準(zhǔn)入門檻：重質(zhì)碳酸鈣為30萬t/a；輕質(zhì)碳酸鈣為20萬t/a，其中單線產(chǎn)能為10萬t/a；納米碳酸鈣為5萬t/a。

2.1.5 綠色發(fā)展成為行業(yè)發(fā)展主方向

碳酸鈣行業(yè)要進(jìn)一步貫徹生態(tài)優(yōu)先綠色發(fā)展理念，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，努力構(gòu)建資源節(jié)約和環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)體系。通過能量梯級(jí)利用、采用清潔能源減少能耗和環(huán)境污染。通過優(yōu)化園區(qū)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝技裝、調(diào)度管理，實(shí)現(xiàn)碳酸鈣企業(yè)內(nèi)部、碳酸鈣企業(yè)之間以及與碳酸鈣企業(yè)與礦山、建材等相關(guān)企業(yè)在能源、物流上的銜接、匹配，減少物、能消耗，走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型工業(yè)化之路。

“十四五”期間碳酸鈣行業(yè)節(jié)能減排降耗目標(biāo)，能耗（標(biāo)煤）控制在175 kg/t（沉降體積為每克產(chǎn)品2.5 mL）；主要物耗，石灰石消耗＜1.30 t/t，水消耗＜4 m3/t；正常生產(chǎn)廢水零排放，特殊情況排放廢水達(dá)到pH=6～9，懸浮物質(zhì)量濃度≤50 mg/L，COD≤50 mg/L，氨氮質(zhì)量濃度≤10 mg/L，總氮質(zhì)量濃度≤20 mg/L，總磷質(zhì)量濃度≤0.5 mg/L；石灰窯污染物排放控制指標(biāo)，顆粒物質(zhì)量濃度≤20 mg/m3，二氧化硫質(zhì)量濃度≤80 mg/m3，氮氧化物質(zhì)量濃度≤180 mg/m3。

2.2 產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)

2020年7月，市場(chǎng)調(diào)查公司Report Buyer公布的 最 新《Global Calcium Carbonate Industry》顯 示［17］，盡管受新冠疫情危機(jī)的影響，全球碳酸鈣市場(chǎng)預(yù)計(jì)在2020年仍將達(dá)到238億美元，預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到326億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為4.6%。2020年，美國(guó)碳酸鈣市場(chǎng)規(guī)模為65億美元，占全球市場(chǎng)總量的27.12%。預(yù)計(jì)到2027年中國(guó)碳酸鈣市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到66億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為7%。

根據(jù)對(duì)新冠肺炎大流行及其引發(fā)的經(jīng)濟(jì)危機(jī)的商業(yè)影響的早期分析，造紙用碳酸鈣市場(chǎng)將以4.7%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率擴(kuò)張，到2027年將達(dá)到160億美元。涂料用碳酸鈣在未來7 a的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為5%，這一領(lǐng)域目前占全球碳酸鈣市場(chǎng)13%的份額。塑料用碳酸鈣市場(chǎng)份額為8.9%，預(yù)計(jì)未來7 a的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為4.5%。

2.2.1 輕質(zhì)碳酸鈣

截止到2019年底，中國(guó)共有輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)200余家，總產(chǎn)能為850萬t，實(shí)際產(chǎn)量為720萬t。輕質(zhì)碳酸鈣整體已進(jìn)入發(fā)展平臺(tái)期，產(chǎn)品升級(jí)、技術(shù)革新、節(jié)能降耗已成為行業(yè)發(fā)展的方向。今后需著力發(fā)展需求量大、科技含量和附加值高的精細(xì)化、功能型、專用性產(chǎn)品。

2.2.2 納米碳酸鈣

2019年納米碳酸鈣產(chǎn)能達(dá)到150萬t，實(shí)際產(chǎn)量約為95萬t，根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域不同，每噸產(chǎn)品售價(jià)為1 500～3 500元，相對(duì)于普通輕鈣有更大的利潤(rùn)空間。主要用于高端橡塑制品、造紙、硅酮膠、汽車底盤漆、油墨等行業(yè)，產(chǎn)品性能基本達(dá)到世界先進(jìn)水平。

納米碳酸鈣作為碳酸鈣系列產(chǎn)品中的高端產(chǎn)品，在很多領(lǐng)域?qū)⒅饾u取代普通碳酸鈣［18-20］，有較好的市場(chǎng)前景，預(yù)計(jì)未來幾年中國(guó)納米碳酸鈣的需求量年均增長(zhǎng)率為5%～10%。

2.2.3 重質(zhì)碳酸鈣

重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)能為2 600萬t/a，實(shí)際產(chǎn)量為2 200萬t/a。普通重鈣生產(chǎn)能力已經(jīng)趨于飽和，且產(chǎn)品價(jià)格較低，科技含量和附加值不高，不適宜再大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)。超細(xì)和活性重鈣，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能還不能滿足需求，仍具有較大的市場(chǎng)潛力。

高品質(zhì)的超細(xì)重鈣可以在某些領(lǐng)域代替部分價(jià)格相對(duì)較高的輕鈣甚至納米鈣，也可在輕鈣或納米鈣的生產(chǎn)過程中復(fù)配入部分超細(xì)重鈣，以降低生產(chǎn)成本、改善產(chǎn)品品質(zhì)、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域、降低能耗和二氧化碳排放。

2.3 生產(chǎn)裝備發(fā)展趨勢(shì)

今后一段時(shí)間碳酸鈣生產(chǎn)裝置將進(jìn)一步向大型化、連續(xù)化和智能化方向邁進(jìn)。3者相輔相成，是穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗物耗、提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的必然要求。

重鈣生產(chǎn)裝置大型化、連續(xù)化和智能化方面做得較好，智能歐版磨機(jī)單套產(chǎn)能可達(dá)40萬t/a，并已實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)。輕鈣生產(chǎn)則由于自身工藝的復(fù)雜性，裝置的大型化、連續(xù)化和智能化方面還存在大量技術(shù)瓶頸有待突破。

石灰石煅燒、碳化、脫水和包裝等工序已基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而灰乳消化、產(chǎn)品烘干等工序則主要依靠人工控制，整體裝置的自動(dòng)化水平有待進(jìn)一步提升。隨著5G通信、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)漸趨成熟并與傳統(tǒng)工業(yè)深度融合，碳酸鈣生產(chǎn)必將步入智能化時(shí)代。

目前，單線10萬t/a生產(chǎn)裝置基本由小型生產(chǎn)裝置簡(jiǎn)單累加而來，如脫水工序需27～30臺(tái)離心機(jī)、碳化工序需16臺(tái)碳化塔，過多的設(shè)備臺(tái)數(shù)給生產(chǎn)控制管理帶來困擾的同時(shí)不利于穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，亟需開發(fā)適應(yīng)于大規(guī)模生產(chǎn)的大型裝備。

碳化單元的連續(xù)化是輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)過程連續(xù)化的重要瓶頸，主要控制因素是連續(xù)碳化過程液相返混、氣體分布、通道堵塞以及結(jié)疤，可考慮多塔串聯(lián)流程，液相串聯(lián)、氣相并列，氣液逆流連續(xù)反應(yīng)，碳化塔形式可考慮噴霧-鼓泡組合式碳化。

3 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)碳酸鈣工業(yè)經(jīng)歷探索前進(jìn)、蓬勃發(fā)展、提檔升級(jí)3個(gè)階段的發(fā)展取得巨大成就，目前已躍居世界第一大碳酸鈣生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，并正在穩(wěn)步邁向碳酸鈣生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。由改革開放初期的遍地開花逐漸走向集聚布局、集約化發(fā)展；由粗放式、要素依賴的發(fā)展模式走向內(nèi)涵式、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的發(fā)展新路；由靠消耗資源、污染環(huán)境為代價(jià)的不可持續(xù)發(fā)展逐步走向生態(tài)優(yōu)先的綠色發(fā)展之路；在技術(shù)裝備上由原始的作坊式生產(chǎn)發(fā)展到目前的現(xiàn)代化企業(yè)；產(chǎn)品質(zhì)量和品種數(shù)量可基本滿足下游用戶需求。

但是必須指出中國(guó)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)整體上來看與科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型工業(yè)化要求仍有較大差距。今后應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局、加大基礎(chǔ)研究和工程技術(shù)開發(fā)、建立和落實(shí)準(zhǔn)入門檻、培育知名品牌、積極推進(jìn)“兩化融合”，以進(jìn)一步穩(wěn)固和提升中國(guó)碳酸鈣生產(chǎn)大國(guó)和強(qiáng)國(guó)的地位。