近兩年來，納米碳酸鈣受到越來越多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注，國際國內(nèi)著名的碳酸鈣企業(yè)都在積極研究納米碳酸鈣的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，市場規(guī)模逐步擴(kuò)大，但是由于種種原因，特別是由于個別企業(yè)借“納米材料”炒作，使很多人對納米碳酸鈣產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢產(chǎn)生了誤解，從而最終影響了該產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
實(shí)際上，從全世界范圍來講，碳酸鈣是一個比較小的行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2003年年底，全世界碳酸鈣的總產(chǎn)量約為7000萬噸，其中用物理方法生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣(簡稱GCC)約600()萬噸，用化學(xué)方法生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鈣(簡稱PCC)約100()萬噸，二者市場總值約為4050億美元。
1生產(chǎn)碳酸鈣方法
重質(zhì)碳酸鈣的原料為方解石，主要是通過粉磨加工而成，生產(chǎn)工藝較為簡單，生產(chǎn)成本較低，在國外其平均價格要遠(yuǎn)低于輕質(zhì)碳酸鈣，在我國也基本如此。目前世界領(lǐng)先的重質(zhì)碳酸鈣企業(yè)有Omya,Imerys,Global Stone, Franklin Minerals, Huber Engineered Matericals,Speciality Minerals等，這些企業(yè)控制了全世界差不多四分之三的產(chǎn)量，特別是Omya公司，在全世界擁有超過50家工廠，這些工廠分布在30多個國家，年產(chǎn)量達(dá)到全世界總產(chǎn)量的40%以上。
輕質(zhì)碳酸鈣的原料為石灰石，通過焚燒、消化、碳化、包覆、壓濾、干燥、粉碎等工藝加工而成，其生產(chǎn)流程較重質(zhì)碳酸鈣復(fù)雜許多，但是由于其能更好的實(shí)現(xiàn)粒徑和晶型控制，并選擇更合適的表面包覆材料，使其最終產(chǎn)品有更好的性能，特別在應(yīng)用中體現(xiàn)出很好的改性效果，因而有更好的應(yīng)用價值，其價格也較高。國外通常將輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)分為兩種類型，其一稱之為“衛(wèi)星廠”，它建立在造紙廠旁邊，和造紙企業(yè)直接配套;其二稱之“商用碳酸鈣廠”，主要是生產(chǎn)造紙用碳酸鈣以外的碳酸鈣，其產(chǎn)品通過正常的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)賣給用戶。
一般認(rèn)為，單純的粉磨方法是無法將碳酸鈣加工到納米級，因此，國外一般提到納米碳酸鈣均指輕質(zhì)碳酸鈣。碳酸鈣要真正達(dá)到納米級，并且有實(shí)用性相當(dāng)困難。目前國內(nèi)報(bào)道的納米碳酸鈣企業(yè)有數(shù)十家，既有輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)，也有重質(zhì)碳酸鈣企業(yè)，其是否真正達(dá)到納米級有待進(jìn)一步證實(shí)。納米(輕質(zhì))碳酸鈣的加工方法有幾種，如鼓泡碳化法、超重力法等，而從國外技術(shù)發(fā)展看，鼓泡碳化法是目前使用最為成熟，效果最好的納米碳酸鈣生產(chǎn)方法。
在我國，與國外一樣，目前絕大部分輕質(zhì)碳酸鈣采用的是鼓泡碳化法生產(chǎn)工藝，但所采用燃料主要是煤，而國外，既有用煤作燃料，也有用油和用氣。據(jù)了解，國外最高品質(zhì)的納米碳酸鈣多是采用天然氣作為燃料。
2 產(chǎn)業(yè)狀況
目前位居全世界前列的輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)依次為:Minerals Technologies Incorprated (MTI)，HuberEngineered Materials, Imerys, Omya , Okutama Kogyo,Solvay, Shiraishi Kogyo, Mississippi Lime Co.，Schaefer Kalk等，其中MTI公司是全世界目前最大的PCC生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)量超過300萬噸，是一家美國上市公司。這些企業(yè)中，有多家企業(yè)既生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣，也生產(chǎn)重質(zhì)碳酸鈣。
按照國內(nèi)外專家對“納米材料”的定義，所謂“納米材料”必須具備兩個條件，其一為粒徑在1一100nm之間，其二為在其應(yīng)用中是因其粒徑小而帶來性質(zhì)的改變。
納米碳酸鈣的粒徑通常在20-100nm，并因此粒徑小而使其在實(shí)際使用中體現(xiàn)了很多普通材料所不具備的性能，因此可以肯定的說，納米碳酸鈣是一種目前已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的納米材料。就目前納米碳酸鈣發(fā)展的情況看，它還是一種技術(shù)含量相對低一些納米材料，但這也同時說明，納米材料其實(shí)離我們的生活并不遙遠(yuǎn)。
3 應(yīng)用及需求
從應(yīng)用領(lǐng)域看，世界范圍內(nèi)輕質(zhì)碳酸鈣最大的市場在造紙，占市場總額的2/3左右，其次為塑料、涂料、粘結(jié)劑、橡膠、油墨、醫(yī)藥等領(lǐng)域，而這其中，真正的納米碳酸鈣需求量估計(jì)在150萬噸左右，主要應(yīng)用在粘結(jié)劑、油墨、塑料和橡膠等領(lǐng)域。
我國納米碳酸鈣在粘結(jié)劑中已經(jīng)取得了較好的應(yīng)用，其產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了替代進(jìn)口，如上海耀華納米科技有限公司生產(chǎn)的XM302產(chǎn)品已經(jīng)大量應(yīng)用國內(nèi)轎車底涂漆中。在高檔油墨領(lǐng)域，我國納米碳酸鈣與國外相比還有不小的差距，目前仍然需要依賴進(jìn)口。
國外納米碳酸鈣在塑料和橡膠領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域包括PVC和橡膠的電線電纜，注塑件，塑料型材和管材等。我國這幾年在該領(lǐng)域發(fā)展的速度較快，越來越多的企業(yè)開始使用納米碳酸鈣以提高他們的產(chǎn)品品質(zhì)，從而更好的參與國內(nèi)乃至國際競爭。
目前國內(nèi)用于塑料和橡膠領(lǐng)域的碳酸鈣有多種，既有進(jìn)口的，也有國產(chǎn)的納米碳酸鈣，同時還有相當(dāng)多的“亞納米碳酸鈣(其實(shí)是微細(xì)鈣)”。與國外的納米碳酸鈣產(chǎn)品相比，國內(nèi)產(chǎn)品還存在一些不足，如黑點(diǎn)問題、分散性問題、吸油值問題等，因此一些企業(yè)必須每年從國外進(jìn)口，而由于從國外進(jìn)口應(yīng)用于塑料和橡膠領(lǐng)域的納米碳酸鈣價格相當(dāng)高，嚴(yán)重制約了國內(nèi)塑料和橡膠領(lǐng)域納米碳酸鈣的使用和最終產(chǎn)品的品質(zhì)提升。
為了生產(chǎn)出與國外企業(yè)相競爭的納米碳酸鈣產(chǎn)品，最近，中外合資上海耀華納米科技有限公司投資2億元，引進(jìn)了世界最先進(jìn)納米碳酸鈣的生產(chǎn)線，建立了一條達(dá)到世界領(lǐng)先水平的以天然氣為燃料納米碳酸鈣生產(chǎn)線。與國內(nèi)一些以煤為燃料的碳酸鈣企業(yè)不同，公司從原材料開始實(shí)施更加嚴(yán)格的質(zhì)量控制，所使用的石灰石經(jīng)過嚴(yán)格挑選;工藝上采用天然氣作為燃料，使燃燒更為均勻，石灰的質(zhì)量更能保證，同時也大大減少最終產(chǎn)品的黑點(diǎn)問題;采用計(jì)算機(jī)全自動控制，更好的保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
4 耀華納米碳酸鈣的優(yōu)勢
上海耀華納米科技有限公司投資新建的年產(chǎn)5萬噸納米碳酸鈣生產(chǎn)線，其主要產(chǎn)品正是應(yīng)用于塑料和橡膠領(lǐng)域的納米碳酸鈣，其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌，但由于在國內(nèi)生產(chǎn)，其價格卻是國內(nèi)可以接受的價格，因此將彌補(bǔ)我國該產(chǎn)品的空白，并推進(jìn)我國塑料、橡膠領(lǐng)域用納米碳酸鈣的快速發(fā)展。值得一提的是上海耀華納米科技有限公司十分重視科研開發(fā)，擁有包括透射電鏡在內(nèi)的科研設(shè)備，并擁有一支非常專業(yè)的科研團(tuán)隊(duì)，公司正不斷加大研發(fā)力度，使產(chǎn)品更好的實(shí)現(xiàn)面向國際市場，替代國內(nèi)進(jìn)口產(chǎn)品市場的目標(biāo)。
5 結(jié)語
總之，碳酸鈣行業(yè)是一個較小的行業(yè)，而納米碳酸鈣僅是其中的一小部分。與國外相比，我國納米碳酸鈣的差距還較大，但隨著國外先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的引進(jìn)，以及國內(nèi)自主開發(fā)力度的加大，我國納米碳酸鈣產(chǎn)業(yè)必將能夠快速發(fā)展，并將促進(jìn)我國塑料、橡膠等產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。（上海耀華納米科技有限公司 劉險(xiǎn)峰）
實(shí)際上，從全世界范圍來講，碳酸鈣是一個比較小的行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2003年年底，全世界碳酸鈣的總產(chǎn)量約為7000萬噸，其中用物理方法生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣(簡稱GCC)約600()萬噸，用化學(xué)方法生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鈣(簡稱PCC)約100()萬噸，二者市場總值約為4050億美元。
1生產(chǎn)碳酸鈣方法
重質(zhì)碳酸鈣的原料為方解石，主要是通過粉磨加工而成，生產(chǎn)工藝較為簡單，生產(chǎn)成本較低，在國外其平均價格要遠(yuǎn)低于輕質(zhì)碳酸鈣，在我國也基本如此。目前世界領(lǐng)先的重質(zhì)碳酸鈣企業(yè)有Omya,Imerys,Global Stone, Franklin Minerals, Huber Engineered Matericals,Speciality Minerals等，這些企業(yè)控制了全世界差不多四分之三的產(chǎn)量，特別是Omya公司，在全世界擁有超過50家工廠，這些工廠分布在30多個國家，年產(chǎn)量達(dá)到全世界總產(chǎn)量的40%以上。
輕質(zhì)碳酸鈣的原料為石灰石，通過焚燒、消化、碳化、包覆、壓濾、干燥、粉碎等工藝加工而成，其生產(chǎn)流程較重質(zhì)碳酸鈣復(fù)雜許多，但是由于其能更好的實(shí)現(xiàn)粒徑和晶型控制，并選擇更合適的表面包覆材料，使其最終產(chǎn)品有更好的性能，特別在應(yīng)用中體現(xiàn)出很好的改性效果，因而有更好的應(yīng)用價值，其價格也較高。國外通常將輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)分為兩種類型，其一稱之為“衛(wèi)星廠”，它建立在造紙廠旁邊，和造紙企業(yè)直接配套;其二稱之“商用碳酸鈣廠”，主要是生產(chǎn)造紙用碳酸鈣以外的碳酸鈣，其產(chǎn)品通過正常的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)賣給用戶。
一般認(rèn)為，單純的粉磨方法是無法將碳酸鈣加工到納米級，因此，國外一般提到納米碳酸鈣均指輕質(zhì)碳酸鈣。碳酸鈣要真正達(dá)到納米級，并且有實(shí)用性相當(dāng)困難。目前國內(nèi)報(bào)道的納米碳酸鈣企業(yè)有數(shù)十家，既有輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)，也有重質(zhì)碳酸鈣企業(yè)，其是否真正達(dá)到納米級有待進(jìn)一步證實(shí)。納米(輕質(zhì))碳酸鈣的加工方法有幾種，如鼓泡碳化法、超重力法等，而從國外技術(shù)發(fā)展看，鼓泡碳化法是目前使用最為成熟，效果最好的納米碳酸鈣生產(chǎn)方法。
在我國，與國外一樣，目前絕大部分輕質(zhì)碳酸鈣采用的是鼓泡碳化法生產(chǎn)工藝，但所采用燃料主要是煤，而國外，既有用煤作燃料，也有用油和用氣。據(jù)了解，國外最高品質(zhì)的納米碳酸鈣多是采用天然氣作為燃料。
2 產(chǎn)業(yè)狀況
目前位居全世界前列的輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)依次為:Minerals Technologies Incorprated (MTI)，HuberEngineered Materials, Imerys, Omya , Okutama Kogyo,Solvay, Shiraishi Kogyo, Mississippi Lime Co.，Schaefer Kalk等，其中MTI公司是全世界目前最大的PCC生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)量超過300萬噸，是一家美國上市公司。這些企業(yè)中，有多家企業(yè)既生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣，也生產(chǎn)重質(zhì)碳酸鈣。
按照國內(nèi)外專家對“納米材料”的定義，所謂“納米材料”必須具備兩個條件，其一為粒徑在1一100nm之間，其二為在其應(yīng)用中是因其粒徑小而帶來性質(zhì)的改變。
納米碳酸鈣的粒徑通常在20-100nm，并因此粒徑小而使其在實(shí)際使用中體現(xiàn)了很多普通材料所不具備的性能，因此可以肯定的說，納米碳酸鈣是一種目前已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的納米材料。就目前納米碳酸鈣發(fā)展的情況看，它還是一種技術(shù)含量相對低一些納米材料，但這也同時說明，納米材料其實(shí)離我們的生活并不遙遠(yuǎn)。
3 應(yīng)用及需求
從應(yīng)用領(lǐng)域看，世界范圍內(nèi)輕質(zhì)碳酸鈣最大的市場在造紙，占市場總額的2/3左右，其次為塑料、涂料、粘結(jié)劑、橡膠、油墨、醫(yī)藥等領(lǐng)域，而這其中，真正的納米碳酸鈣需求量估計(jì)在150萬噸左右，主要應(yīng)用在粘結(jié)劑、油墨、塑料和橡膠等領(lǐng)域。
我國納米碳酸鈣在粘結(jié)劑中已經(jīng)取得了較好的應(yīng)用，其產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了替代進(jìn)口，如上海耀華納米科技有限公司生產(chǎn)的XM302產(chǎn)品已經(jīng)大量應(yīng)用國內(nèi)轎車底涂漆中。在高檔油墨領(lǐng)域，我國納米碳酸鈣與國外相比還有不小的差距，目前仍然需要依賴進(jìn)口。
國外納米碳酸鈣在塑料和橡膠領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域包括PVC和橡膠的電線電纜，注塑件，塑料型材和管材等。我國這幾年在該領(lǐng)域發(fā)展的速度較快，越來越多的企業(yè)開始使用納米碳酸鈣以提高他們的產(chǎn)品品質(zhì)，從而更好的參與國內(nèi)乃至國際競爭。
目前國內(nèi)用于塑料和橡膠領(lǐng)域的碳酸鈣有多種，既有進(jìn)口的，也有國產(chǎn)的納米碳酸鈣，同時還有相當(dāng)多的“亞納米碳酸鈣(其實(shí)是微細(xì)鈣)”。與國外的納米碳酸鈣產(chǎn)品相比，國內(nèi)產(chǎn)品還存在一些不足，如黑點(diǎn)問題、分散性問題、吸油值問題等，因此一些企業(yè)必須每年從國外進(jìn)口，而由于從國外進(jìn)口應(yīng)用于塑料和橡膠領(lǐng)域的納米碳酸鈣價格相當(dāng)高，嚴(yán)重制約了國內(nèi)塑料和橡膠領(lǐng)域納米碳酸鈣的使用和最終產(chǎn)品的品質(zhì)提升。
為了生產(chǎn)出與國外企業(yè)相競爭的納米碳酸鈣產(chǎn)品，最近，中外合資上海耀華納米科技有限公司投資2億元，引進(jìn)了世界最先進(jìn)納米碳酸鈣的生產(chǎn)線，建立了一條達(dá)到世界領(lǐng)先水平的以天然氣為燃料納米碳酸鈣生產(chǎn)線。與國內(nèi)一些以煤為燃料的碳酸鈣企業(yè)不同，公司從原材料開始實(shí)施更加嚴(yán)格的質(zhì)量控制，所使用的石灰石經(jīng)過嚴(yán)格挑選;工藝上采用天然氣作為燃料，使燃燒更為均勻，石灰的質(zhì)量更能保證，同時也大大減少最終產(chǎn)品的黑點(diǎn)問題;采用計(jì)算機(jī)全自動控制，更好的保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
4 耀華納米碳酸鈣的優(yōu)勢
上海耀華納米科技有限公司投資新建的年產(chǎn)5萬噸納米碳酸鈣生產(chǎn)線，其主要產(chǎn)品正是應(yīng)用于塑料和橡膠領(lǐng)域的納米碳酸鈣，其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌，但由于在國內(nèi)生產(chǎn)，其價格卻是國內(nèi)可以接受的價格，因此將彌補(bǔ)我國該產(chǎn)品的空白，并推進(jìn)我國塑料、橡膠領(lǐng)域用納米碳酸鈣的快速發(fā)展。值得一提的是上海耀華納米科技有限公司十分重視科研開發(fā)，擁有包括透射電鏡在內(nèi)的科研設(shè)備，并擁有一支非常專業(yè)的科研團(tuán)隊(duì)，公司正不斷加大研發(fā)力度，使產(chǎn)品更好的實(shí)現(xiàn)面向國際市場，替代國內(nèi)進(jìn)口產(chǎn)品市場的目標(biāo)。
5 結(jié)語
總之，碳酸鈣行業(yè)是一個較小的行業(yè)，而納米碳酸鈣僅是其中的一小部分。與國外相比，我國納米碳酸鈣的差距還較大，但隨著國外先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的引進(jìn)，以及國內(nèi)自主開發(fā)力度的加大，我國納米碳酸鈣產(chǎn)業(yè)必將能夠快速發(fā)展，并將促進(jìn)我國塑料、橡膠等產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。（上海耀華納米科技有限公司 劉險(xiǎn)峰）
