中国重质碳酸钙产业现状与资源高效开发利用.pdf

7 2024 年第 1 期 中国非金属矿工业导刊 总第 163 期【综述】中国重质碳酸钙产业现状与资源高效开发利用郭佳1，牛博2，王文利1，唐靖炎1，朱进1，张杨1，向秋豪1，吕成帅1(1.中国非金属矿工业协会，北京100831；2 中国国际工程咨询有限公司，北京100044)【摘要】重质碳酸钙是符合现代工业发展要求的绿色环保的非金属矿产品，在传统产业和新兴产业领域都发挥着重要作用。分析我国重质碳酸钙矿物原料资源特点，梳理当前重质碳酸钙产业现状和资源高效开发利用情况，提出提升资源高效开发利用水平的建议，对于促进我国重质碳酸钙产业高质量发展具有重要意义。中国是世界重质碳酸钙生产大国和消费大国，近年来我国重质碳酸钙产量年复合增长率超过 19%，产业呈现出大型化、集聚化的趋势。为提升重质碳酸钙资源高效开发利用水平，应立足于贯彻新发展理念，实施“提升资源利用水平、加快产业技术创新、加强绿色体系建设、优化集群集约模式”等各项举措，从而推动重质碳酸钙产业高质量发展。【关键词】重质碳酸钙；产业现状；资源高效利用【中图分类号】F426.1；TD985 【文献标识码】A【文章编号】1007-9386(2024)01-0007-05Present Situation of Heavy Calcium Carbonate Industry and High-efficiency Utilization of Resources in ChinaGUO Jia1,NIU Bo2,WANG Wen-li1,TANG Jing-yan1,ZHU Jin1,ZHANG Yang1,XIANG Qiu-hao1,LV Cheng-shuai1(1 China Non-Metallic Minerals Industry Association,Beijing 100831,China;2 China International Engineering Consulting Corporation,Beijing 100044,China)Abstract:Heavy calcium carbonate is environmentally friendly non-metallic mineral product that meets the requirements of modern industrial development.Heavy calcium carbonate plays an important role in both traditional and emerging industries.Analyzing the characteristics of mineral raw materials,industrial status,and efficient utilization of heavy calcium carbonate in China,and proposing suggestions to improve the level of efficient utilization of resources,are of great significance for promoting the high-quality development of heavy calcium carbonate industry.China is a major producer and consumer of heavy calcium carbonate in the world.In recent years,the compound annual growth rate of heavy calcium carbonate production in China has exceeded 19%.The industry is showing a trend of large-scale and agglomeration.In order to improve the efficient utilization level of heavy calcium carbonate resources,we should follow the new development concept,improve the utilization level of resource,accelerate the speed of industrial technology innovation,improve the level of green system construction,and optimize the cluster intensive mode,thus promoting the high-quality development of the heavy calcium carbonate industry.Key words:heavy calcium carbonate;industrial status;high-efficiency utilization of resources重质碳酸钙作为一种重要的非金属矿产品广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、人造石、油墨、饲料等传统产业领域，也在节能环保产业、生物产业、新材料产业等新兴产业领域发挥重要作用1-2。中国重质碳酸钙规模化生产始于 20 世纪 80 年代初期，依托丰富且优良的方解石、大理岩、石灰石资源以及下游市场与应用工艺的快速发展，中国逐步发展成为世界重质碳酸钙产业大国3。虽然是大国但并非强国，行业内仍存在开发利用方式粗放、资源利用效率较低、关键产品存在短板弱项、对外依存度高等问题，对我国重质碳酸钙产业绿色可持续发展【作者简介】郭佳(1985-)，女，博士，中国非金属矿工业协会碳酸钙专业委员会秘书长，主要研究方向为地质资源与地质工程，E-mail：。【引文格式】郭佳,牛博,王文利,等.中国重质碳酸钙产业现状与资源高效开发利用 J.中国非金属矿工业导刊,2024(1):7-11.留下隐患。随着我国经济的快速发展，对矿产资源的需求也不断增长，为保障我国矿产资源的产业链供应链安全，必须树立矿产资源高效利用观念，用最少的资源环境代价取得最大的经济社会效益，从而实现矿产资源的高效开发利用。重质碳酸钙在我国工业体系中占有十分重要的位置，是符合现代工业发展要求的绿色环保矿产品。推动重质碳酸钙资源的高效开发利用，引导产业转型升级，提高产业高质量绿色发展水平，已成为重质碳酸钙产业发展的迫切要求。81我国重质碳酸钙资源特点重质碳酸钙又称研磨碳酸钙，以天然石灰岩、大理岩、方解石、白垩、贝壳等作为原材料，经机械方法粉碎而制得，因其沉降体积比化学方法生产的轻质碳酸钙沉降体积小，因此称之为重质碳酸钙4。我国制备重质碳酸钙的优质矿物原料主要为方解石和白色大理岩，根据矿山实地调查和收集的有关资料研究，我国典型重质碳酸钙矿物原料矿床矿石类型与特征5-9如表 1 所示，安徽、广西、河南、浙江、四川等省(区)都具有较为优质的重质碳酸钙矿物原料。优质重质碳酸钙资源成因类型主要有接触变质型、区域变质型和低温热液型。其中，接触变质型矿床主要是由于岩浆活动的热量和析出的气液影响，石灰岩发生重结晶作用和褪色作用而形成，矿床规模一般较大，方解石呈半自形他形变晶，白度 90 93，矿石具有少量石英、滑石、黄铁矿、白云石、菱铁矿等深色杂质点，白度和酸不溶物可能对矿石质量产生影响，其典型矿床有安徽泾县陈园山方解石矿、建德市钦堂矿区大岩山矿段大理岩矿等；区域变质型矿床，是早期沉积的碳酸盐岩经区域变质发生重结晶作用而形成，不均匀含少量白云石，局部含少量绢云母、石英及钠长石矿物，矿石白度在 92%以上，重金属和有害元素含量较低，是较为优质的重质碳酸钙矿石，其典型矿床主要有四川宝兴锅巴岩方解石矿10、南召五峰顶方解石矿床等；低温热液型矿床，为富含碳酸钙溶液于碳酸盐岩断裂裂隙或溶蚀构造中沉淀结晶形成，多呈脉状、透镜状，矿体较分散，矿石质量较好，但矿床规模受断裂构造控制明显，多为小型矿山，其典型矿床主要有浙江建德后洞山方解石矿11-12、青阳双冲方解石矿等。图 12016 2022 年中国重质碳酸钙产量图 2中国重质碳酸钙消费结构表 1我国典型重质碳酸钙矿物原料矿床矿石类型与特征 省份 矿床名称 质量指标平均值 白度 矿石类型 成因类型 安徽 青阳县来龙山矿区方解石矿5 CaO 55.25%、SiO2 0.17%、92.9 巨晶、极粗晶、粗晶方解石大理岩 接触变质型 Fe2O3 0.033%、MgO 0.40%安徽 泾县陈园山方解石矿6 CaO 54.8%，MgO 0.6%91.7 中细晶块状方解石大理岩 接触变质型 安徽 青阳双冲方解石矿7 CaO 55.3%，MgO 0.43%91.8 块状他形巨粒方解石集合体 低温热液型 广西 贺州平桂区石羊山大理岩矿床 CaO 52.15%，Fe2O3 0.020%，91.93 巨粗粒块状方解石大理岩 接触变质型 MgO 0.76%，SiO2 0.04%河南 南召五峰顶方解石矿床8 CaO 55.37%，SiO2 0.75%，90 浅灰白色厚层状中粗粒大理岩 区域变质型 MgO 0.42%，Fe2O3 0.08%浙江 建德市钦堂矿区大岩山矿段大理岩矿9 CaO 54.8%，Fe2O3 0.086%，有害 90.6 中晶大理岩 接触变质型 组分盐酸不溶物平均含量 0.76%2重质碳酸钙产业现状2.1 产业发展现状中国是世界碳酸钙生产大国和消费大国，截至2022 年底，碳酸钙行业生产规模 7000 万 t/a，其中重质碳酸钙 5700 万 t/a，轻质碳酸钙 1150 万 t/a，纳米碳酸钙 150 万 t/a。2016 2022 年，重质碳酸钙产量由 2016 年的 2000 万 t 增加到 2022 年 5700 万 t，年复合增长率约 19%(图 1)。当前，中国重质碳酸钙被广泛应用于腻子粉、塑料、造纸、涂料、人造岗石、胶黏剂与密封胶等诸多领域，消费结构中腻子粉、造纸、塑料、涂料、人造岗石等五个领域占重质碳酸钙消费总量的 90%以上(图2)。重质碳酸钙产业位于工业产业链中上游，近年来受益于涂料油漆、塑料制品、造纸制品等下游市场的良好发展态势，重质碳酸钙的消费量和应用领域都在不断增加和拓展。截至 2022 年底，全国共有重质碳酸钙生产企业700 余家，企业遍布广西、广东、四川、浙江、河南 2024 年第 1 期 中国非金属矿工业导刊 总第 163 期9等省(区)，与发达国家相比产业集中度低，中低端产品价格竞争非常激烈。当前，国内已形成广西贺州、广西来宾、广东连州、安徽池州、浙江建德、河南南召、江西永丰、四川雅安、湖南临武等多个大型生产基地，大型产业集聚区产能占总产能 70%以上。近五年，各地纷纷兴建碳酸钙产业园并扩大产能，且产能逐步向有实力大企业靠拢，呈现大型化、集聚化的态势。2.2 进出口情况根据海关信息中心的统计数据，2016 2022年我国碳酸钙商品的进口情况如图 3 所示，我国碳酸钙进口量持续增加，从 2016 年的 28900t 增加至2022 年的 72284.2t，年复合增长率 16.5%；进口单价整体上呈现下降趋势，从 2016 年的 448.8 美元/t下降到 2022 年的 283.4 美元/t。情持续蔓延，叠加其他不确定性因素的影响，碳酸钙产业仍发展较为稳健，重质碳酸钙作为应用面广且绿色环保的矿物填料，市场需求刚性较强，相较其他矿产品重质碳酸钙产业抗风险能力较强。3重质碳酸钙资源高效开发利用情况矿产资源高效开发利用包含的要素有勘查开发水平、高值化利用水平、绿色矿山与绿色制造体系建设、科技创新能力、社会与经济效益等多项内容13。3.1 资源勘查与开采现状我国重质碳酸钙资源勘查程度偏低，很多地区的小规模方解石、大理岩矿山地质工作不够全面，缺少对于资源分布、矿体形态、资源品质的详细掌握，因此未能做到分级开采、分类利用。勘查工作的精细化程度不足限制了优质重质碳酸钙资源的规模化开发及高质利用。我国重质碳酸钙资源的开采方式包括露天开采和地下开采。露天开采主要采用组合台阶采矿法、全面采矿法等；地下开采主要采用房柱法、崩落法、留矿法等。经调研，重质碳酸钙资源露天开采的开采回采率基本在 80%以上；地下开采的开采回采率与采矿方法密切有关，以方解石的地下开采回采率为例，采用崩落法的地下开采回采率多数在 75%以上，留矿法的开采回采率多数在 55%以上，房柱法的开采回采率多数在 35%以上。在废石的综合利用方面，重质碳酸钙原料矿物的废石综合利用率地区差异较大，靠近城市的矿山废石利用率较高，其利用方向主要为建材、筑路填方、井下填充等。3.2 资源高值化利用水平目前，我国碳酸钙资源利用存在资源高值化利用程度较低的问题，碳酸钙矿物功能材料开发利用仍主要集中在初级阶段，深加工仅局限于干法细磨和较低层次的改性，未充分紧密衔接下游需求，结合资源禀赋和应用要求进行开发利用，存在着“优质低用”现象，把可制备高性能产品的优质资源用在初级产品的生产，浪费了较为优质的原料资源14。当前，在国内很多碳酸钙资源集聚区，由于矿权设置较分散，企业数量多，且多数企业规模小，发展水平和产能较低，生产过程单位能耗较高，创新能力不足，高值化利用程度偏低。较多小型重质碳酸钙生产企业在项目开发过程中，前期对资源品质掌握程度不够，对市场和客户的分析程度缺乏，采用生产工艺技术与生产片区内已有企业相似度过高，后期进入市场且盲目追求扩大产能，导致资源开发利用同质化严重，局限于低价竞争，未能高效利用资源，实现产品高附加值。2016 2022 年我国碳酸钙商品的出口情况如图4 所示，出口量由 2016 年 88226.7t 连续增加至 2019年 121321t，自 2020 年起开始下降，2021 年下降至101430.9t，2022 年回升至 107152.2t；出口单价逐年上升，由 191.9 美元/t 上升至 562.8 美元/t，年复合增长率为 19.6%。出口平均单价的快速提升说明中国碳酸钙出口产品结构调整，出口产品附加值显著提升。综上，近年来国内碳酸钙企业综合竞争实力持续提升，国内本土企业在中低端产品市场具有较强的竞争力，高端产品市场正逐步打破外资企业或其在华企业的垄断局面。虽然受到 2020 年以来新冠疫图 32016 2022 年中国碳酸钙进口量变化进口数量/t进口金额/万美元进口单价/(美元/t)数量/t金额/万美元图 42016 2022 年中国碳酸钙出口量变化出口数量/t出口金额/万美元出口单价/(美元/t)数量/t金额/万美元郭佳等：中国重质碳酸钙产业现状与资源高效开发利用103.3 绿色矿山与绿色制造体系建设 截至 2020 年底，根据自然资源部公告共有 1255家矿山纳入全国绿色矿山名录，其中非金属矿类 474家，占比 38%。碳酸钙原料资源(不包括水泥灰岩和建筑石料)中，石灰石国家绿色矿山 26 家，方解石国家绿色矿山 2 家，大理岩国家绿色矿山 3 家，白云岩国家绿色矿山 3 家。截至 2022 年底，根据工信部公告及中国非金属矿工业协会发布的行业级绿色矿山目录，重质碳酸钙行业的国家级绿色工厂 2家，行业级绿色工厂 2 家。综上，国家级绿色矿山和绿色工厂名录内重质碳酸钙企业数量偏少，绿色矿山和绿色制造体系建设相对滞后，尤其是小型重质碳酸钙资源的绿色矿山建设迟缓问题较为突出，通过比照 DZ/T0312-2018非金属矿行业绿色矿山建设规范以及自然资源部印发的绿色矿山评价指标，总结小型重质碳酸钙资源绿色矿山建设存在的问题多集中于自然景观要求不达标、矿区绿化覆盖率偏低、缺乏对废水、尾矿的动态监测、粉尘排放仍需加强控制、智能矿山建设水平薄弱、员工职业健康重视程度不足等六个方面。这主要与小型重质碳酸钙资源矿山规模普遍较小，企业管理者对于绿色矿山建设资金、技术、人力投入有限有关。矿山企业的复垦复绿工作不够及时，三废处理设施的维护实时性偏差，科技创新自主能力较弱，企业管理水平仍需提升，因此未来应注重给予重质碳酸钙生产企业更多理念引导和技术支持，引导企业依据不同的实际情况，抓住绿色矿山和绿色工厂建设的核心环节和优先事项，加快绿色矿山与绿色制造体系的建设进度。3.4 科技创新能力我国重质碳酸钙产业绝大多数小企业缺少研发部门和研发团队，自主创新能力亟需增强。行业科技创新碎片化，企业创新能力不足。我国从事碳酸钙相关开发利用的大学及科研院所虽多，但由于对碳酸钙产业下游需求了解不深入，应用要求模糊，研发重点及方向不清晰，造成大量研发项目内容重复，已取得的研究成果多数停留在实验室阶段，难以实现产业化；技术与产品标准化工作程度较低，行业标准及团体标准具有较大完善和补充空间15；国家和企业的科技投入不足，行业领军型创新人才缺乏，中小企业自主创新能力较差；相关职业教育机构不足，专业技能型人才缺乏，一线生产人员亟需专业技能提升，以更好的适应未来即将到来的产业升级及智能制造。3.5 社会与经济效益我国碳酸钙产业从 1931 年开始至今已有 90 多年的历史，其中重质碳酸钙企业 700 余家，重质碳酸钙生产企业多集中分布于广东连州、浙江建德、河南南召、江西永丰、四川石棉、湖南临武等县域地区，发展重质碳酸钙产业对当地的工业经济发展和提高就业率都具有重要意义。以广西贺州为例，2022 年贺州实现地区年生产总值 972.16 亿元，2022年规模以上石材碳酸钙企业达 194 家(新增 36 家)，实现规模以上工业总产值 205.71 亿元，占地区生产总值的 21%，带动了贺州大量的人口就业和上下游产业发展，成为了当地工业经济的强力引擎。在当前重视能耗指标和力争实现“碳减排碳中和”目标的政策引导下，发展重质碳酸钙产业已是很多具有碳酸钙资源地区发展的必然选择，绿色低碳的生产工艺、量大面广的市场需求、就业人口的有效拉动，吸引着地方政府和企业格外重视重质碳酸钙产业，力争实现地区经济效益与社会效益的共赢。4重质碳酸钙资源高效开发利用建议(1)提升资源利用水平，分类开采分级利用。对重质碳酸钙资源加强整合，智能化绿色开采，对于矿山的真实储量、品种、品位以及矿体内部结构等科学掌握，强化碳酸钙资源评价和产品性能分析，合理开发利用资源，做到资源分级利用、优质优用和循环利用。强化源头管控，合理设置矿业权，推进综合利用，严格审查矿产资源开发利用方案中的工艺与技术的先进性和“三率”达标情况。畅通矿山企业获取矿产资源节约和高效利用先进技术信息渠道，引导矿山企业应用先进适用技术，实施升级改造，提高自动化、信息化、智能化水平。(2)加快产业技术创新，紧密对接下游需求。紧密对接下游需求，推动产品从中低档初加工产品向多元化的精深加工、多功能化、系列化产品方向转型升级。优化重质碳酸钙产品结构，向高附加值、高技术含量的专业化、功能化方向发展，形成具有国际竞争力的重质碳酸钙产品体系。建议各重质碳酸钙产业集聚区加强行业重点实验室、产业工程技术中心、企业技术中心和工程研究中心等创新平台建设，加大重大研发平台建设力度。制定针对高层次人才、创新创业团队、海外留学人才在资金、政策方面的扶持计划。加强对引进人才的环境保障，优化从业环境，培育人才团队。(3)加强绿色体系建设，推进信息技术赋能。全面推进重质碳酸钙行业的绿色体系建设工作。加强绿色矿山建设，严格按照绿色矿山规范进行矿区环境综合治理，确保绿色矿山建设工作扎实开展，2024 年第 1 期 中国非金属矿工业导刊 总第 163 期11实现资源合理开发利用与环境保护协同发展；积极开展绿色制造体系创建工作，引导企业按照绿色工厂、绿色设计产品、绿色供应链管理示范企业等国家绿色制造体系建设标准和要求，在原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化等方面进行优化改进，有序推进碳酸钙行业企业绿色转型升级。推进信息技术赋能，深化工业互联网、物联网、大数据、5G 等现代先进技术与非金属材料产业融合发展，推进一批智能制造试点示范项目，加快建设一批数字化车间、智能化工厂，提升重质碳酸钙产业的自动化、智能化水平。(4)优化集群集约模式，树立发展协同意识。重质碳酸钙各产业集群，加强顶层设计，统筹考虑资源分布、产业基础和市场需求，合理布局产业发展，规范开发秩序，提升生产效率和生产水平。合理设置新增矿权和优化现有矿权，做好产业发展源头的掌控和规范引导。产业集群通过优化集群集约模式，提升产业链、供应链现代化水平，形成经济良性循环，更好地融入以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。在各碳酸钙产业集聚区，树立发展协同意识，完善延伸产业链条。上下游之间、同类企业之间建立相互配套、分工协作关系，形成相互关联、相互支撑、相互促进的发展格局，增强产业配套能力。同时，注重拓宽应用领域，培育新增长点，引导生产要素汇聚形成规模效应，从而构建高质量集成式产业化体系，更好地将产业集群的资源优势转化为经济优势和产业优势。5结语我国重质碳酸钙工业近十年发展迅速，但产业整体上与创新能力强、经济效益好、资源利用率高、绿色体系和智能制造建设水平高的高质量发展要求仍有较大差距。实现重质碳酸钙资源高效开发利用，应立足于贯彻落实新发展理念，实施“提升资源利用水平、加快产业技术创新、加强绿色体系建设、优化集群集约模式”等各项举措，以全国各大重质碳酸钙产业集聚区为载体，以创新型生产企业为依托，全面提升产业核心竞争力，最终实现我国重质碳酸钙产业高质量跨越式提升。【参考文献】1 田键,刘旻,胡攀,等.我国碳酸钙产业发展与资源梯级高值高效利用思考 J.矿产保护与利用,2020(6):109-116.2 秦广超.“十三五”期间重质碳酸钙产业转型升级发展探析 J.中国非金属矿工业导刊,2016(2):1-5.3 胡庆福,胡晓湘,宋丽英.中国碳酸钙工业生产现状及其发展对策 J.中国非金属矿工业导刊,2004(4):3-7.4 唐桂新,张宗国,蒋宗辰.浅析贺州市重质碳酸钙产业发展现状及应用前景 J.轻工科技,2019(5):116-117.5 中国建筑材料工业地质勘查中心安徽总队.安徽省青阳县来龙山矿区方解石矿补充详查地质报告 R.2002.6 冯书文,詹建华.安徽方解石矿床地质特征与找矿方向 J.中国非金属矿工业导刊,2020(4):31-35.7 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