碳酸鈣是目前應(yīng)用最廣、用量最大的無機非金屬礦物粉體,工業(yè)上有重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣等不同品種。我國碳酸鈣年產(chǎn)量僅次于美國,占世界第二位,是碳酸鈣生產(chǎn)大國,但還不是碳酸鈣生產(chǎn)強國。
目前,國內(nèi)普通碳酸鈣產(chǎn)能依然過剩,國家環(huán)保、安監(jiān)、綠色礦山等政策形勢日益趨嚴,全國各地碳酸鈣產(chǎn)業(yè)整治進入實質(zhì)性階段,“小、散、亂、污”企業(yè)基本處于淘汰邊緣,產(chǎn)能逐步向資金雄厚、有實力的大企業(yè)靠攏,未來,我國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和生產(chǎn)裝備方面將呈如下發(fā)展趨勢:
1、碳酸鈣產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展趨勢
(1)產(chǎn)業(yè)發(fā)展驅(qū)動力將發(fā)生轉(zhuǎn)變
中國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)長期處于要素驅(qū)動、外延增長發(fā)展模式,資源、能源消耗和環(huán)境污染嚴重,與科技含量高、經(jīng)濟效益好、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)部競爭壓力的雙重驅(qū)動下,碳酸鈣行業(yè)發(fā)展模式將逐步向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變,將依靠科技進步、運用先進裝備和技術(shù)、借助產(chǎn)業(yè)園區(qū),向規(guī)?;⒓s化、低能耗、低排放方向發(fā)展。
(2)產(chǎn)業(yè)布局將產(chǎn)生較大調(diào)整
隨著國家發(fā)展理念的提升、環(huán)境治理力度的加大,近年來中國主要碳酸鈣產(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)對大氣環(huán)境治理工作日趨嚴格,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)移勢在必行。從總體上看,中國碳酸鈣產(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。
(3)產(chǎn)業(yè)集聚度將進一步提高
過去中國碳酸鈣企業(yè)基本圍繞資源產(chǎn)地自發(fā)發(fā)展而來,長期處于小、散、亂局面,布局分散。經(jīng)過長期的治理整頓、兼并重組,特別是近5年來的整治提升,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,但與國際先進水平相比仍然不足,缺少像瑞士歐米亞(OMYA)、法國英格瓷(Imerys)、美國特礦(SMI)、日本白石(Shiraishi)這樣的大型龍頭企業(yè)。目前正威國際、中冶集團等世界級中國500強企業(yè)正在分別考察廣西、安徽等地的碳酸鈣項目,有望投資碳酸鈣產(chǎn)業(yè),這些航母級企業(yè)的涉足有望進一步提高碳酸鈣產(chǎn)業(yè)的集聚度,推動碳酸鈣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(4)產(chǎn)業(yè)準入門檻將更加嚴格
2019年10月30日國家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目錄(2019年本)》將碳酸鈣項目列入限制類條目,意味著新建和擴建碳酸鈣項目將面臨更加嚴格的監(jiān)管,甚至在很多地區(qū)將禁止新建和擴建碳酸鈣項目。各地方政府和碳酸鈣行業(yè)協(xié)會將進一步制定更為嚴格的準入門檻,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)能準入門檻:重質(zhì)碳酸鈣為30萬噸/年;輕質(zhì)碳酸鈣為20萬噸/年,其中單線產(chǎn)能為10萬噸/年;納米碳酸鈣為5萬噸/年。
(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,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,能耗(標煤)控制在175kg/t(沉降體積為每克產(chǎn)品2.5mL);主要物耗,石灰石消耗<1.30t/t,水消耗<4m3/t;正常生產(chǎn)廢水零排放,特殊情況排放廢水達到pH=6-9,懸浮物質(zhì)量濃度≤50mg/L,COD≤50mg/L,氨氮質(zhì)量濃度≤10mg/L,總氮質(zhì)量濃度≤20mg/L,總磷質(zhì)量濃度≤0.5mg/L;石灰窯污染物排放控制指標,顆粒物質(zhì)量濃度≤20mg/m3,二氧化硫質(zhì)量濃度≤80mg/m3,氮氧化物質(zhì)量濃度≤180mg/m3。
2、碳酸鈣產(chǎn)品發(fā)展趨勢
2020年7月,市場調(diào)查公司Report Buyer公布的最新《Global Calcium Carbonate Industry》顯示,盡管受新冠疫情危機的影響,全球碳酸鈣市場預(yù)計在2020年仍將達到238億美元,預(yù)計到2027年將達到326億美元,年均復(fù)合增長率為4.6%。2020年,美國碳酸鈣市場規(guī)模為65億美元,占全球市場總量的27.12%。預(yù)計到2027年中國碳酸鈣市場規(guī)模將達到66億美元,年均復(fù)合增長率預(yù)計為7%。
根據(jù)對新冠肺炎大流行及其引發(fā)的經(jīng)濟危機的商業(yè)影響的早期分析,造紙用碳酸鈣市場將以4.7%的年均復(fù)合增長率擴張,到2027年將達到160億美元。涂料用碳酸鈣在未來7年的年均復(fù)合增長率為5%,這一領(lǐng)域目前占全球碳酸鈣市場13%的份額。塑料用碳酸鈣市場份額為8.9%,預(yù)計未來7年的年均復(fù)合增長率為4.5%
(1)輕質(zhì)碳酸鈣
截止到2019年底,中國共有輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)200余家,總產(chǎn)能為850萬噸,實際產(chǎn)量為720萬噸。輕質(zhì)碳酸鈣整體已進入發(fā)展平臺期,產(chǎn)品升級、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化、功能型、專用性產(chǎn)品。
(2)納米碳酸鈣
2019年納米碳酸鈣產(chǎn)能達到150萬噸,實際產(chǎn)量約為95萬噸,根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域不同,每噸產(chǎn)品售價為1500-3500元,相對于普通輕鈣有更大的利潤空間。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)品性能基本達到世界先進水平。
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,有較好的市場前景,預(yù)計未來幾年中國納米碳酸鈣的需求量年均增長率為5%-10%。
(3)重質(zhì)碳酸鈣
重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)能為2600萬噸/年,實際產(chǎn)量為2200萬噸/年。普通重鈣生產(chǎn)能力已經(jīng)趨于飽和,且產(chǎn)品價格較低,科技含量和附加值不高,不適宜再大規(guī)模擴產(chǎn)。超細和活性重鈣,國內(nèi)產(chǎn)能還不能滿足需求,仍具有較大的市場潛力。
高品質(zhì)的超細重鈣可以在某些領(lǐng)域代替部分價格相對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。3、碳酸鈣生產(chǎn)裝備發(fā)展趨勢
今后一段時間碳酸鈣生產(chǎn)裝置將進一步向大型化、連續(xù)化和智能化方向邁進。三者相輔相成,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,智能歐版磨機單套產(chǎn)能可達40萬噸/年,并已實現(xiàn)連續(xù)化、自動化生產(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現(xiàn)自動化,而灰乳消化、產(chǎn)品烘干等工序則主要依靠人工控制,整體裝置的自動化水平有待進一步提升。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)必將步入智能化時代。
目前,單線10萬噸/年生產(chǎn)裝置基本由小型生產(chǎn)裝置簡單累加而來,如脫水工序需27-30臺離心機、碳化工序需16臺碳化塔,過多的設(shè)備臺數(shù)給生產(chǎn)控制管理帶來困擾的同時不利于穩(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。
但必須指出,我國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)整體上來看與科技含量高、經(jīng)濟效益好、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)、建立和落實準入門檻、培育知名品牌、積極推進“兩化融合”,以進一步穩(wěn)固和提升中國碳酸鈣生產(chǎn)大國和強國的地位。