天沭设计院碳酸钙共性集成制备创新工艺

助推企业走上自救发展之路

碳酸钙是国内外产量及用量最大的填料剂之一，近十年来碳酸钙的产品功能已从一般填充材料发展为功能性材料，产品品种呈现多样化、功能化、精细化趋势发展，各种晶型、不同粒径、不同表面改性的产品相继出现，用途越来越广。可广泛用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油漆、油墨、电缆、建筑、食品、医药、纺织、饲料、牙膏、饲料、化妆品以及3D打印材料、皮革等行业。

碳酸钙是一种重要的无机粉体产品，它的使用已有百余年的历史。天然碳酸钙是一种无毒、无味、无嗅的物质，广泛分布在自然界中，以石灰石、大理石和珊瑚等形式出现，资源储量非常丰富，因此具有价格低廉、来源广泛等特点。由天然碳酸钙经过加工处理获得的碳酸钙产品在保持上述优点的同时还具有白度高及附加值高等特点。

中国是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一。据原国家建材局地质中心统计，全国石灰岩分布面积达43.8万km²(未包括西藏和台湾)，约占国土面积的1/20。如科学有效利用石灰岩优势资源，打造当地轻质碳酸钙绿色供应链产业，培育培养国内外龙头企业和引进重点企业，引用和研发先进工艺技术，生产科技含量高的高端产品，以及纳米、超亚细活性钙等深加工产品，形成碳酸钙下游绿色供应链产业的企业联盟，实现集聚发展，可较快打造出一批百亿元企业，培育一批百亿元产业园区，是区域经济发展的重要新兴增长极。

湖北大学天沭新能源材料工业研究设计院近几年来，湖北湖大天沭新能源材料工业研究设计院近几年来坚持不懈，一直在为建材行业中小企业打造创新转型之路，帮助企业转变经济增长方式，走出一条精细化、特色化、高新化之路，把过剩产能转化成消费升级需求，实现传统制造业转型升级。而具有自主知识产权的碳酸钙共性集成制备关键技术及工艺，就是我院在我国供给侧结构性改革成为经济工作主线这个大背景下，助推一批中小企业实现转型升级，解决了其资源投入不利、运营能力低下等难题，圆了企业减负助力实现经济腾飞的夙愿。

一、精品砂石骨料

精品砂石骨料，采用业内最先进的矿山开采加工一体化优化设计，充分利用石灰岩矿中的夹石及矿山废石或石灰石，通过日产10000吨石灰石骨料生产线的破碎系统、筛分输送系统、集中控制系统、多级除尘系统及集装箱空置房等设备，实现节能减排、低耗高产的要求。

该生产线可将矿区内全部废石加工成精品砂石骨料，整个矿区将会产生多方面效果：

一是环境效益明显：能充分利用矿产资源，整个矿岩都可作为骨料的原料，矿山可达到零排放，既节约了土地，又减少了二次污染；

二是生产成本大幅下降：开采加工一体化生产缩短矿产品运输距离，降低了运输投资，摊薄了骨料生产成本；

三是经济益效显著：吨精品骨料利润近40元，按年产250万吨计，年利润1亿元人民币；吨修形机制砂利润60元，按年产30万吨计，年利润1800万元人民币。

四是社会效益明显：精品砂石骨料市场需求量巨大，其产品既可用于各类工程建筑，又是各标号混凝土生产中所需的主要骨料。

二、轻质碳酸钙

简称轻钙，是将石灰石等原料煅烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分为氢氧化钙），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、干燥和粉碎而制得。

轻质碳酸钙用途广泛，可用于3D打印材料、医药、皮革、橡胶、塑料、造纸和涂料、油墨等行业中作填充剂，另可用于牙粉、牙膏、化妆品等日用化工制品中，还可以用于有机合成、冶金、玻璃和石棉生产中，并能作粘结剂、密封剂等。
随着技术进步和人类发展的需要，碳酸钙应用领域和需求量不断扩大，有长远的发展前景和广阔的应用空间。碳酸钙产业可充分利用方解石、石灰石资源丰富、易开采的优势，形成矿山开采及粉体加工为一体的特色产业，可打造一批完整的产业链、价值链，具有新的增长动力，是战略性朝阳产业，对促进相关产业转型升级和拉动区域经济增长具有重要的地位和作用，

由于廉价易得的石灰石、方解石，是经过高新装备技术及工艺加工，得到自然界所没有的特殊晶型碳酸钙型形态，从而赋予了产品较高的应用性能和很高的技术附加价值，衍生出一系列品种繁多的精细专用的PCC产品。因而，碳酸钙工业在21世纪，依然是可持续发展、大有作为的朝阳产业。

我院自主设计的一条年产100万吨高活性氧化钙生产线，按吨钙300元利润计，年可产生利润3亿元人民币。

三、纳米碳酸钙

近年来，随着纳米、超亚细技术的出现，碳酸钙进入了纳米时代，并带动了造纸、塑料、橡胶、医药及食品产业等领域的快速发展。纳米碳酸钙作为一种新型高档无机功能性填料，是目前唯一吨价位在万元以内的纳米材料，产品已广泛应用于橡胶、塑料、涂料、建材、造纸、纺织、密封剂、印刷、制革、油墨、日化用品、食品、饲料、药品等中，作为填充剂、加剂、补强剂、改性剂及增白剂，以节约母料、增容增量、降低成本、改善制品品质、增强制品功能、提高制品附加值等特点。

目前，西方发达国家的纳米级、超亚细碳酸钙和活性钙的需求不断增长，仅塑料用途方面就达900万吨/年。国外纳米、超亚细碳酸钙生产及市场较为成熟，己形成规模化工业生产。

我国纳米、超亚细碳酸钙生产起步较晚，目前只有几家纳米级、超亚细碳酸钙生产企业，产量只有几十万吨。随着新一轮科技革命和产业变革蓄势待发，以及碳酸钙下游绿色供应链产业对其提高产品的质量上档需求，纳米级、超亚细活性碳酸钙等系列高端产品的市场需求必将与日倶增，我囯目前以平均每年新增20万吨生产能力的速度快速发展。

运用炭化法生产工艺生产的纳米级、超亚细级碳酸钙具有超细、超纯的特点，在生产过程中可以有效地控制晶型和粒度大小，经过表面改性处理后的纳米碳酸钙与橡胶有很好的相容性，因而使用在橡胶中呈现出空间立体结构，从根本上改观橡胶制品的性能。

在发达国家的橡胶工业中，小至油封、汽车配件，大至轮胎、胶带等行业中已广泛使用纳米碳酸钙，它不但可作为补强填料单独使用，而且可根据生产需要与其他填料配合使用，如：碳黑、轻钙或重钙、陶土、钛白粉等，达到补强、填充、调色、改善加工工艺和制品性能、降低含胶率或取代部分进口的钛白粉、白碳黑等价格昂贵的白色填料的目的。

目前，相关产业对碳酸钙的粒度、表面改性及产品应用提出了越来越高的要求，必须大量生产各种规格产品以满足市场需求，超细化、表面改性和产业应用成为碳酸钙工业发展方向，纳米碳酸钙作为科技停含量高、附加值高的朝阳产业具有巨大的社会效益和经济效益。

我院自主设计的一条年产10万吨纳米碳酸钙生产线，按吨钙3200元利润计，年可产生利润3.2亿元人民币。

从2015年5月至2017年6月，我院已在山东、广西、湖南等多家企业自主研发设计的碳酸钙共性集成制备生产线先后投产或兴建，助力企业在优结构、增动力、扬优势、补短板方面实现了转型，在国家经济增速转变的新常态背景下走出了一条自救发展之路。

湖北湖大天沭新能源材料工业研究设计院有限公司

2017月6月10日