从产品结构来看,碳酸钙产量粒径为200～325目产品占50%;325目～10μm产品约占35%;10μm以上产品占15%。其中,经表面处理的活性重钙产品占12%。与此同时,我国对纳米级碳酸钙的科研及其工业应用的研究,受到了高度的重视,并加快了工业化步伐,已有工业化规模生产企业。
国内碳酸钙在主要行业的应用情况
长期以来,世界上一些发达国家和地区碳酸钙的应用主要集中在造纸、塑料、油漆、涂料以及黏合剂和密封剂等领域。而我国碳酸钙产品主要应用集中在塑料、造纸、橡胶、涂料、油墨、胶粘剂、日用化工等领域。
1.碳酸钙在塑料工业中的应用塑料工业是我国重钙的应用市场,已达100万吨以上。未来的几年和十几年里,我国塑料加工工业对碳酸钙产品的需求有增无减,占国内消费结构总量的40%,为碳酸钙工业的发展提供了良好的机遇和光明的市场前景。
目前,重钙在塑料中主要作为填料使用,用于塑料薄膜、PVC管件、工程塑料中,可提高制品的韧性、拉伸强度和冲击强度。在塑料编织袋、编织布、打包袋中主要使用325目的粗粒重钙产品;在塑料地板、地板革、部分人造革、地板卷材、塑料鞋、聚氯乙烯百叶窗、聚氯乙烯护墙板中使用325目～10μm细磨重钙作填料;在聚氯乙烯和聚乙烯电缆护套料中,使用600目～5μm的超细重钙产品但需进行表面处理,且多与轻钙混用;在聚乙烯薄膜、聚氯乙烯等塑料薄膜制品中使用的超细、活性重钙,对其粒径及粒径分布要求严格,另有部分重钙用于工程塑料和其他塑料制品上。
2.碳酸钙在造纸工业中的应用目前,我国造纸用颜填料仍以滑石粉、碳酸钙和水洗高岭土为主,2001年重质碳酸钙消费量为61.3万吨,2002年为75万吨;而轻质碳酸钙2001年为35.7万吨,2002年为49万吨,造纸用重钙的消费量约占总消费量的18%,且消费量年均增长率在30%以上。预计至2005年造纸矿物颜料总消费量可能达到350万吨,其中碳酸钙约170万吨。造纸业也将成为碳酸钙的应用市场。
3.碳酸钙在油漆涂料工业中的应用我国涂料用量从名列世界第六位跃升到第三位。重质碳酸钙在涂料中主要是代替TiO2和其他颜料,也是主要的体质颜料,成本低、亮度合乎要求,粒度分布可以控制,细度碳酸钙又有很好的减光性能和抗老化性能。对基底介质的表面保护特性无任何妨碍。初级产品用于生产室内和室外浅色涂料喷涂料壁,精加工产品用于高亮度喷涂。
加之重质碳酸钙的白度高,是内外墙建筑涂料的主要白色填料和颜料之一,在某些水性建筑内外墙涂料中,由于碳酸钙呈白色又亲水,且又能提高涂料油漆的光泽,提高产品的光泽度、干燥性和遮盖力,同时还具有补强作用,用量可达50%以上。目前我国重质碳酸钙的缺点是粒度偏粗,表面未经改性处理,将来如能选用优质方解石原料加工出满足新型树脂漆及其他油漆质量要求的体质颜料,重质碳酸钙在油漆中的用量还将增加。2002年碳酸钙在涂料行业中的消费约为60万到100万吨,预测2004～2010年,重质碳酸钙在油漆涂料中的需求量将以年均8%左右的速度增长,略低于同期油漆涂料的实际增长速度。
4.碳酸钙在橡胶制品中的应用我国年耗胶量达235万吨,仅次于美国,居世界第二位。据有关部门预测,2005年橡胶需求量将达到250万吨,2010年达到295万吨,2015年将达到370万吨。碳酸钙是橡胶制品的主要无机非金属填料之一,据估计约占目前橡胶制品中无机非金属填料总用量的1/4,仅次于陶土,其用量约占无机矿物填料总量的27%。重钙能使橡胶制品增容增量,有时兼有补强,隔离,脱模或着色的作用,降低成本;改进加工性能,起到补强和半补强作用;便于其他助剂的加入;超细重钙加入到橡胶制品中与不加填料的硫化橡胶相比有更高的抗张强度、耐磨性和撕裂强度。
目前在橡胶制品领域,重质碳酸钙的应用比重要小于轻质碳酸钙,而且增长速度将要小于造纸和塑料领域,但超细活性重质碳酸钙在橡胶制品中的比重将不断提高,2002年碳酸钙在橡胶填料中消费为9万吨,预测2005年为10万吨,2010年为12万吨,年均增长率约8.5%。
5.碳酸钙在胶粘剂和密封剂中的应用由于我国目前超细重质碳酸钙的细度和表面活性满足不了要求,所以我国胶粘剂中填料的应用水平远不及欧美国家。根据欧美国家发展的经验,随着胶粘剂和密封剂中无机填料应用水平的提高和重质碳酸钙产品质量的提高,重质碳酸钙在胶粘剂和密封剂中将有良好的应用前景。考虑到我国目前重质碳酸钙在胶粘剂中应用水平较低的现实,按平均填充量12%计算,2005年我国胶粘剂和密封剂将需要碳酸钙30万吨左右,需要超细活性重质碳酸钙6.0万吨左右;2010年按平均填充量15%计算,我国胶粘剂和密封剂将需要碳酸钙55万吨左右,超细活性重质碳酸钙的用量将达到11万吨左右。
另外,碳酸钙在油墨、医药、保健食品、饲料等领域也有一些应用。