公司動(dòng)態(tài)

國內(nèi)超細(xì)碳酸鈣應(yīng)用與發(fā)展調(diào)研報(bào)告

2016-07-06 11:34:01

國內(nèi)超細(xì)碳酸鈣應(yīng)用與發(fā)展調(diào)研報(bào)告
  一、 碳酸鈣基本知識(shí)
重鈣、輕鈣、活性鈣的定義
l         重質(zhì)碳酸鈣（GCC）：用機(jī)械方法直接粉碎天然的石灰石、白堊、貝殼等，再經(jīng)干燥、篩分制得。
l         輕質(zhì)碳酸鈣（沉淀碳酸鈣,PCC）：將石灰石等富含碳酸鈣的原料煅燒成生石灰，加水消化成石灰乳，再與二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行碳化反應(yīng)制得。
l         活性碳酸鈣（膠質(zhì)碳酸鈣）：將重質(zhì)或輕質(zhì)碳酸鈣表面進(jìn)行活化處理制得。一般采用脂肪酸、或特殊脂肪酸處理，使碳酸鈣表面活性改善，親油性提高。

碳酸鈣的工業(yè)等級(jí)
工業(yè)碳酸鈣按平均粒徑分5級(jí)：
1.       微粒碳酸鈣：> 5 um
2.       微粉碳酸鈣、1~5 um
3.       微細(xì)碳酸鈣、0.1~1 um
4.       超細(xì)碳酸鈣： 20~100 nm
5.       超微細(xì)碳酸鈣，< 20 nm
通常把超細(xì)碳酸鈣和超微細(xì)碳酸鈣稱為納米級(jí)碳酸鈣。

超細(xì)鈣的生產(chǎn)方式
1.         從國內(nèi)主要科研單位了解的情況是：
u       目前，重鈣達(dá)不到納米級(jí)別。
u       目前，所有的超細(xì)鈣都是輕鈣。
2.         我國超細(xì)鈣的主要生產(chǎn)方式
u       間歇鼓泡碳化法
u       連續(xù)鼓泡碳化法
u       連續(xù)噴霧碳化法
u       超重力反應(yīng)結(jié)晶法

二、超細(xì)碳酸鈣主要應(yīng)用范圍
橡膠工業(yè)：
碳酸鈣是橡膠工業(yè)中應(yīng)用*早、用量*大的填料。

主要作用：
l             增加產(chǎn)品體積、節(jié)約昂貴的天然橡膠和降低成本。
l             改進(jìn)橡膠的加工性能。添加了超細(xì)鈣的橡膠產(chǎn)品其硫化膠拉長率、抗撕裂性能、壓縮變形和耐屈撓性能，明顯好于添加一般碳酸鈣的產(chǎn)品。
l             用于丁氰、丁苯、丁基等原料中，可使硫化強(qiáng)度提高33-41％，屈繞度提高1-7倍
l             超細(xì)鈣具有良好的補(bǔ)強(qiáng)和增白作用,可制得透明和半透明的橡膠產(chǎn)品。

應(yīng)用要求：
l             微米級(jí)碳酸鈣在橡膠中可作為非功能型填料。
l             超細(xì)活性碳酸鈣（粒徑范圍在30~80 nm），能在橡膠中均勻分散，具有較強(qiáng)的補(bǔ)強(qiáng)能力。
l             粒徑小于20nm時(shí)，補(bǔ)強(qiáng)性能可與白炭黑比美�？梢院吞己凇滋己诘裙δ苄蕴盍吓浜鲜褂茫ㄟ@種超細(xì)活性鈣日本稱之為“白艷華”）。

塑料工業(yè)：
塑料工業(yè)是我國超細(xì)鈣行業(yè)*大的用戶之一,也是應(yīng)用技術(shù)較成熟的領(lǐng)域。

主要作用：
l             增加塑料產(chǎn)品體積，降低成本
l             提高塑料產(chǎn)品的穩(wěn)定性、硬度和剛度。
l             改進(jìn)塑料的加工性能、提高其耐熱性。
l             改進(jìn)塑料的散光性、抗擦傷性、平滑度和對(duì)缺口抗沖擊強(qiáng)度的增韌效果。
l             改善塑料在混煉過程中的粘流性等。

應(yīng)用要求：
l             吸油值不能太高。塑料加工需要使用增塑劑,如果碳酸鈣吸油值高,吸收增塑劑的量也大,這樣塑料的加工性能就會(huì)變差。
l             用于塑料填充的超細(xì)鈣,要選用合適的表面處理劑和相應(yīng)的活化方式，以提高產(chǎn)品的分散性，防止二次凝聚引起的局部缺陷。
l             根據(jù)不同的塑料原材料，*終產(chǎn)品的性能用途等情況，對(duì)超細(xì)鈣的要求也不同，添加比例也不一樣，*高可達(dá)到40% 。

油墨工業(yè)
       油墨用高性能超細(xì)鈣是部分替代鈦白粉，降低油墨成本的好原料。

主要作用：
l             調(diào)整油墨的分散性、透明性、光澤、遮蓋力，以及油墨的吸收性和干燥性。
l             白度高，可部分替代價(jià)格昂貴的鈦白粉。

應(yīng)用要求：
l             印刷油墨市場要求使用高性能的超細(xì)鈣
l             用于油墨的超細(xì)鈣必須經(jīng)過活化處理，晶形為球形或立方形。

涂料工業(yè)
       其增白、增容作用，廣泛應(yīng)用于涂料行業(yè)。

主要作用：
l             增白，提高涂料油漆的光澤，提高產(chǎn)品的光澤度、干燥性和遮蓋力
l             增容，降低成本，用超細(xì)鈣取代價(jià)格較貴的鈦白粉,完全可以達(dá)到相同的效果
l             同時(shí)還具有補(bǔ)強(qiáng)作用。
l             粒徑小于80ｎｍ的超細(xì)鈣因具有良好的觸變性而應(yīng)用于汽車底盤防石擊涂料及面漆。

應(yīng)用要求：
l             粒度、比表面積等參數(shù)，在不同的應(yīng)用中有較嚴(yán)格的要求。

其他可應(yīng)用行業(yè)：
粘合劑、密封劑行業(yè)
       主要用作填料和載體，同時(shí)使粘合劑和密封劑具有良好的預(yù)塑化性能和高拉伸強(qiáng)度。是未來一個(gè)很具潛力的應(yīng)用方向，此類應(yīng)用要求超細(xì)鈣必須進(jìn)行脂肪酸表面處理。

造紙工業(yè)：
造紙工業(yè)應(yīng)用碳酸鈣做填料和涂料的前提是采用堿性造紙法。目前國內(nèi)主要應(yīng)用的是微細(xì)碳酸鈣，超細(xì)碳酸鈣在造紙中應(yīng)用于在特殊紙制品的高級(jí)填料和涂料，是未來及具發(fā)展前途的應(yīng)用方向。

保健食品與飼料工業(yè)
只要控制超細(xì)鈣中鉛、砷等對(duì)人和動(dòng)物有害元素的含量，超細(xì)鈣作為一種鈣源添加劑可用于保健食品與飼料工業(yè)，具有質(zhì)優(yōu)價(jià)廉易于吸收等特點(diǎn)。目前已經(jīng)開始在奶粉等方面進(jìn)行研究和應(yīng)用。

日化與醫(yī)藥工業(yè)應(yīng)用
超細(xì)鈣可用作高檔化妝品、香皂、洗面奶、兒童牙膏等日化產(chǎn)品的填料。
在制藥工業(yè)中超細(xì)鈣是培養(yǎng)基中的重要成分和鈣源添加劑，作為微生物發(fā)酵的緩沖劑而應(yīng)用于抗生素的生產(chǎn)。在止痛藥和胃藥中也起一定的藥理作用。

三、國內(nèi)超細(xì)鈣狀況
國內(nèi)生產(chǎn)能力
l         據(jù)業(yè)內(nèi)人士了解，目前國內(nèi)具有超細(xì)碳酸鈣生產(chǎn)能力的企業(yè)約20家，年生產(chǎn)能力約20萬噸。因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量、價(jià)格、客戶習(xí)慣程度影響市場，實(shí)際年生產(chǎn)量不足15萬噸。

部分生產(chǎn)企業(yè)
l         山西蘭花華明納米材料有限公司，華東理工大學(xué)技術(shù)，年生產(chǎn)能力1.5萬噸。
l         上海卓越納米新材料股份有限公司，華東理工大學(xué)技術(shù)，年生產(chǎn)能力1.5萬噸。
l         內(nèi)蒙古蒙西高新材料股份有限公司，北京化工大學(xué)技術(shù)，年生產(chǎn)能力1萬噸。
l         山東盛大科技股份有限公司，北京化工大學(xué)技術(shù)，年生產(chǎn)能力1萬噸。
l         山西芮城華新納米材料有限公司，北京化工大學(xué)技術(shù)，年生產(chǎn)能力1萬噸。
l         安徽巢東納米材料有限公司，北京化工大學(xué)技術(shù)，年生產(chǎn)能力1萬噸。
l         廣東恩平市嘉維化工實(shí)業(yè)有限公司，自主研發(fā)，年生產(chǎn)能力9萬噸，占據(jù)塑料造粒行業(yè)80%市場份額。
l         廣東廣平化工有限公司，日本及北京化工大學(xué)技術(shù)，年生產(chǎn)能力1.8萬噸
l         河南科力新材料股份有限公司，東北大學(xué)技術(shù)，年生產(chǎn)能力1萬噸。
l         北京密云碳酸鈣廠，天津化工研究院技術(shù)，年生產(chǎn)能力0.3萬噸，占據(jù)油墨鈣需求70%市場份額。
說明：  不包含還未開工、投產(chǎn)的二期項(xiàng)目。
其他企業(yè)的超細(xì)鈣生產(chǎn)能力不足1萬噸或?qū)嶋H上沒有超細(xì)鈣產(chǎn)品。

企業(yè)名稱	生產(chǎn)能力	計(jì)劃中	技術(shù)來源	投產(chǎn)時(shí)間	備注
山西蘭花華明納米材料有限公司	1.5萬噸	1.5萬噸	華東理工大學(xué)技術(shù)	2001/8
上海卓越納米新材料股份有限公司	1.5萬噸		華東理工大學(xué)技術(shù)	1999/4
內(nèi)蒙古蒙西高新材料股份有限公司	1萬噸（號(hào)稱3萬噸）		北京化工大學(xué)		15-30nm
山東盛大科技股份有限公司	1萬噸	3萬噸	北京化工大學(xué)	2003/1	15～30納米
山西芮城華新納米材料有限公司	1萬噸		北京化工大學(xué)	2001/10	１５－４０納米
安徽巢東納米材料有限公司	1萬噸	2萬噸	北京化工大學(xué)	2002/12	平均粒徑為40nm
廣東廣平化工有限公司	3000噸；1.5萬噸		北京化工大學(xué)；日本	2000/10	？？
河南科力新材料股份有限公司	1萬噸	9萬噸	東北大學(xué)	2003/4
廣東恩平市嘉維化工實(shí)業(yè)有限公司	9萬噸		自主研發(fā)
北京密云碳酸鈣廠	0.3萬噸		天津化工研究院
福建省永安智勝化工有限公司	1萬噸		福州大學(xué)	2002/7	20—80nm

主要技術(shù)來源：
l         北京化工大學(xué)
l         華東理工大學(xué)
l         天津化工研究院
l         中科院合肥分院
l         東北大學(xué)
l         部分廠家引進(jìn)了日本、德國的技術(shù)。

進(jìn)出口狀況
l         海關(guān)沒有就超細(xì)鈣進(jìn)行專門紀(jì)錄，可以查到的只是碳酸鈣的總體數(shù)據(jù)，但我們可以通過進(jìn)出口平均價(jià)格來作出一些判斷。
l         我國年進(jìn)口碳酸鈣約7萬噸，平均每噸進(jìn)口價(jià)格在300美元左右。折合人民幣約2500元/噸，結(jié)合碳酸鈣國際市場行情，可以判斷，進(jìn)口的基本都是高品質(zhì)微細(xì)、超細(xì)鈣產(chǎn)品。
l         我國年出口碳酸鈣約3萬噸，平均每噸出口價(jià)格在90美元左右。折合人民幣約700元/噸，參考國內(nèi)普通碳酸鈣價(jià)格（500元/噸左右），可以判斷，出口的基本上是普通碳酸鈣產(chǎn)品。

國內(nèi)銷售價(jià)格
l         業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，國內(nèi)超級(jí)鈣市場價(jià)格較高，影響了超細(xì)鈣的廣泛應(yīng)用。
l         不做特殊要求的超細(xì)鈣產(chǎn)品，國內(nèi)銷售噸價(jià)在2000元左右。
l         高性能特殊用途超細(xì)鈣，如油墨鈣，高級(jí)粘合劑等，國內(nèi)銷售噸價(jià)在4000元左右。
l         汽車底盤防石擊涂料及面漆用高性能超細(xì)鈣，國內(nèi)銷售噸價(jià)在6000元左右。
l         普通碳酸鈣產(chǎn)品（325目、微米級(jí)），國內(nèi)銷售噸價(jià)在500~1000元左右。

四、國內(nèi)市場需求量預(yù)測
l         根據(jù)業(yè)內(nèi)人士的估計(jì)，我國目前超細(xì)鈣的需求量約為20萬噸（清華大學(xué)蓋國勝）
l         根據(jù)超細(xì)鈣主要應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展情況，我們?cè)谙嚓P(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算，預(yù)計(jì)到2006年，國內(nèi)超細(xì)鈣的需求量將達(dá)到45萬噸。以塑料、橡膠行業(yè)需求量*大，造紙業(yè)其次。

      橡膠行業(yè):
l         2001年中國橡膠消耗量為279萬噸，居世界第二位。其中天然橡膠約為122萬噸，合成橡膠約為157萬噸。2001年中國天然橡膠的產(chǎn)量為45.1萬噸，居世界五；合成橡膠產(chǎn)量105.2萬噸，居世界第三，較2000年增長26%，五年來以每年10%~20%的速度發(fā)展（《20世紀(jì)末21世紀(jì)初全球橡膠工業(yè)概況——世界橡膠工業(yè)一瞥》, 國家經(jīng)貿(mào)委石化離休干部局，于清溪）。按年遞增20%計(jì)算，到2006年，中國橡膠年消耗量為695萬噸
l         用于填充料的非金屬礦物材料的使用約占橡膠耗用量的1/4（北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，呂白齡），以2006年我國耗膠量695萬噸計(jì)算，填料年消耗量為173萬噸。
l         填料中碳酸鈣和陶土用量*大，按碳酸鈣用量占總填料用量的30%（北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，呂白齡）計(jì)算，到2006年，需要碳酸鈣52萬噸。
l         超細(xì)鈣比重按15%估計(jì)，2006年，用于橡膠工業(yè)的超細(xì)鈣需求量為8萬噸。

      塑料行業(yè):
l         2002年我國塑料年產(chǎn)量已超過2000萬噸，根據(jù)我國塑料加工業(yè)十五計(jì)劃和 2015年遠(yuǎn)景規(guī)劃，到2005年塑料制品年產(chǎn)量將達(dá)到2 500萬噸， 2015年則將達(dá)到5 000萬噸。（《我國塑料加工業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展前景》中國塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì) 廖正品理事長兼秘書長）預(yù)計(jì)到2006年，我國塑料制品年產(chǎn)量將達(dá)到2750萬噸。
l         我國塑料產(chǎn)品中使用的填料數(shù)量大約占塑料產(chǎn)品總量的15%左右（國際一般水平為10%），碳酸鈣占填料中的70%左右（《碳酸鈣在塑料工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及進(jìn)展》，中國塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)協(xié)會(huì)改性塑料*委員會(huì) 劉英俊），以此計(jì)算，到2006年，我國塑料行業(yè)碳酸鈣填料需求總量為288萬噸。
l         超細(xì)鈣比重按8%估計(jì)，到2006年，用于塑料行業(yè)的超細(xì)鈣需求量為23萬噸。

油墨行業(yè):
l         目前我國有油墨生產(chǎn)企業(yè)300多家，年綜合生產(chǎn)能力約25萬噸。我國油墨產(chǎn)量約占世界油墨總產(chǎn)量的6％，排在世界第四位（美國、日本、德國分別為*、二、三位）。
l         2002年我國油墨產(chǎn)量達(dá)到17.09萬噸，比2001年增長9.1％，2003年預(yù)計(jì)產(chǎn)量為18.5萬噸（中國油墨網(wǎng)）。按年遞增率9%預(yù)計(jì)，2006年我國油墨產(chǎn)量將達(dá)到24萬噸。
l         超細(xì)鈣比重按5%估計(jì)，超細(xì)鈣的需求量約為1.2萬噸。

      涂料行業(yè):
l         2001年，專用于汽車底盤防石擊涂料的超細(xì)鈣年需求量為8000~9000噸。（中國化工網(wǎng)）
l         2000年中國汽車產(chǎn)銷量超過200萬輛。高檔轎車的年遞增率超過20%（中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)）
l         參考高檔轎車的年遞增率，按年遞增率18%估計(jì)，到2006年，專用于汽車底盤防石擊涂料的超細(xì)鈣年需求量為1.8~2萬噸
l         其他高級(jí)涂料中超細(xì)碳酸鈣的需求量按2萬噸估計(jì)，涂料行業(yè)到2006年至少需要4萬噸超細(xì)鈣。

      造紙行業(yè):
l         目前我國有大小造紙企業(yè)約400家，2001年產(chǎn)量3200萬噸。（全國碳酸鈣協(xié)作組）
l         預(yù)計(jì)到2006年,我國紙及紙版的產(chǎn)量及消費(fèi)量將達(dá)5400萬噸，除去進(jìn)口量外,國內(nèi)產(chǎn)量將達(dá)4600萬噸。需要作為用作填料和涂料的碳酸鈣360萬噸，其中輕鈣約為75萬噸（全國碳酸鈣協(xié)作組）。
l         超細(xì)鈣比重按10%估計(jì)，到2006年，用于造紙行業(yè)的超細(xì)鈣需求量為7.5萬噸。

      粘合劑、密封劑行業(yè):
l

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