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重质碳酸钙产品性质及行业发展趋势

   2024-03-28 粉体网200
核心提示:重质碳酸钙具有原料来源广、产品白度高、吸油值低、适用性好、无毒无害、价格低廉等特点,用于塑料、橡胶、胶粘剂、人造大理石等高聚物基复合材料可以节约树脂和提高复合材料的综合性能

重质碳酸钙具有原料来源广、产品白度高、吸油值低、适用性好、无毒无害、价格低廉等特点,用于塑料、橡胶、胶粘剂、人造大理石等高聚物基复合材料可以节约树脂和提高复合材料的综合性能;用于造纸可以节约纸浆,提高纸张的不透明性和吸墨性;用于涂料和油墨可以降低成本,改善白度、遮盖性和耐候性以及调节流变性等。总之,重质碳酸钙是重要的绿色环保、节能减排、符合国家可持续发展的非金属矿物材料。

重质碳酸钙产品性能特点

重质碳酸钙产品

虽然主要化学成分与轻质碳酸钙相同,但是,与轻质碳酸钙相比,重质碳酸钙具有堆积密度(g/cm3)大、沉降体积(ml/g)小、比表面积(m2/g)小、吸油值(ml/g)小等特点;此外,重质碳酸钙的团聚度较轻质碳酸钙小(轻质碳酸钙初级粒子粒度小,团聚度大);水溶液pH:轻钙/PCC9-10;重钙/GCC8-9;粉碎加工过程中,虽然在一定程度上可以影响颗粒形状,但不能像轻质碳酸钙那样可以通过碳化过程调控颗粒晶形,生产不同晶形的产品。

我国典型重质碳酸钙矿物原料矿床矿石类型与特征

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由于上述性质上的差异,重质碳酸钙与轻质碳酸钙的应用性能也各有特点。相同填充量下重质碳酸钙填充材料的体积小、密度大;因为比表面积和吸油值较小,和轻质碳酸钙相比与树脂混合较容易;但不同原料的杂质种类和含量不同,对制品的色泽影响不同。轻质碳酸钙因沉降体积大或堆积密度小,同样填充量下可增加制品的体积;原级粒度小,同样填充量下填充材料的力学性能较好;但由于比表面积和吸油值大,与树脂混合时阻力较大,加工性能较差。

主要理化指标对应用性能

重质碳酸钙的碳酸钙含量以及盐酸不溶物、铁、锰、重金属含量等化学成分影响产品白度、磨耗值、填充材料色泽、化学稳定性以及在牙膏和食品中应用的安全性;粒度大小及其分布影响产品的白度、亮度或光泽、磨耗值、堆积密度、填充材料力学性能(强度、断裂伸长率、模量等);沉降体积或堆积密度影响填充材料的密度;白度影响制品的色泽和亮度;吸油值影响重质碳酸钙在填充材料或制品中的分散性和填充树脂体系的加工性能(混合的难易程度),对于涂料和油墨则影响其分散稳定性、沉降性能或流变性;重质碳酸钙的水分含量主要影响填充材料或制品的表观性质,过高的水分含量不仅影响表面改性的效果,还可能影响填充材料或制品的表观质量;表面活性或活化度主要影响重质碳酸钙在树脂中的分散性及与高聚物基料的相容性,进而影响填充材料或制品的力学性能、耐老化性能以及表观性能等;比表面积主要影响重质碳酸钙的吸油值和在应用体系中的分散性;pH主要是影响填充材料或制品化学稳定性的主要因素之一。

重质碳酸钙行业蓬勃发展

中国重质碳酸钙主要产地为广西、广东、安徽、浙江、四川、湖北、江西、湖南、河南、贵州等地。近十年来,重质碳酸钙生产经营逐渐由分散型将向集约型发展,具有资源优势的地区或企业通过政府引导、资本运作、重组及联盟方式形成了一些地区性的大企业或企业集团。尤其是进入“十四五”发展时期,重质碳酸钙产能梯队逐步上升至50万吨/年,100万吨/年,200万吨/年,甚至在全国开展了跨区域战略布局,企业年产能甚至突破数百万吨,各产业集群产值都百亿、千亿规划,在此背景下年产值过亿的企业更是遍地开花。2024年2月1日,《产业结构调整指导目录(2024年本)》正式实施,超细重质碳酸钙(粒径≤5μm)、纳米碳酸钙、无机人造石产品被列为鼓励发展行列,碳酸钙行业迎来重要发展机遇。
随着下游行业对碳酸钙的需求不断增多,碳酸钙产量也逐年递增。2022年我国碳酸钙行业产能在4420万吨左右,同比增长2.2%;产量为3685万吨左右,同比增长3.8%;需求量在3681.5万吨左右,同比增长3.8%。2022年我国轻质碳酸钙生产能力1000万吨,实际产量约580万吨;纳米碳酸钙生产能力200万吨,实际产量约175万吨;重质碳酸钙产量在3000多万吨,我国已发展成为世界碳酸钙第一大生产与消费国。截至2023年,签约、启动、投产重质碳酸钙项目20多个,涉及产能约1100万吨,产业结构更加合理,产品附加值显著提高。

随着相关应用领域或下游产业需求的发展和变化,由最初d97=74mm(200目)和d97=45mm(325目)为主的细粉发展到超细粉、超细活性粉。而且,随着市场对超细粉需求量的增大和质量要求的提高,超细重质碳酸钙的在总产量中的比重不断提高。由于塑料、橡胶、胶粘剂、人造石材等高聚物基复合材料对重质填料填充性能和填充量不断提高的需求,表面改性或活性重质碳酸钙产品的比重逐年快速增加。

目前随着新材料、新能源产业快速发展,锂电池、功能涂料、特种橡胶、改性塑料、电子陶瓷、生物医药、食品、环保材料、钻井液、薄膜材料、发光材料抗菌材料、阻燃材料等功能材料与专用性填料需求快速增长,超细重质碳酸钙开始向功能化延伸,并与钛白粉、二氧化硅、稀土、粘土、纤维、碳材料协同改性的研究应用逐渐成熟,重质碳酸钙的作用由以量取胜的填料拓展至精细化工用高端粉体材料的强大助力或内核,是降本增效的新途径。

以下是一部分中国重质碳酸钙行业实力雄厚的企业:

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江西广源化工有限责任公司


广西贺州市科隆粉体有限公司
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四川贡嘎雪新材料股份有限公司
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河南鑫泰钙业有限公司
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浙江钦堂钙业股份有限公司
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四川亿欣新材料有限公司

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江西科越科技有限公司

重质碳酸钙产业发展趋势

近年来,在外部政策调整和内部竞争压力的双重驱动下,重质碳酸钙行业发展模式逐步向创新驱动转变,依靠科技进步、运用先进装备和技术、借助产业园区,向规模化、集约化、低能耗、低排放方向发展。
生产装备和技术方面,主要发展趋势是大型化、功能化以及智能化,这是重质碳酸钙生产集约化、产品质量稳定化、产品结构与应用性能优化和专用化以及提高生产效率、降低能耗、磨耗和生产成本之必然要求,也是市场需求量显著增大和节约高聚物基复合材料中树脂用量与适应相关应用领域创新发展对重质碳酸钙产业生产技术发展的必然要求。
从企业布局上,过去中国碳酸钙企业基本围绕资源产地自发发展而来,长期处于小、散、乱局面,布局分散。经过长期的治理整顿、兼并重组,特别是近几年来产能置换政策不断推进,整治提升效果显著,很多小、散、乱、污企业被重组或淘汰出局,产业集聚度已经显著提高。


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