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)和應用技術(shù),其應用領(lǐng)域不斷拓展,市場規(guī)模逐步擴大,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,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)碳酸鈣復雜許多,但是由于其能更好的實現(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,特別在應用中體現(xiàn)出很好的改性效果,因而有更好的應用價值,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)絡賣給用戶。
一般認為,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。碳酸鈣要真正達到納米級,并且有實用性相當困難。目前國內(nèi)報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),其是否真正達到納米級有待進一步證實。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,納米材料其實離我們的生活并不遙遠。
3 應用及需求
從應用領(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在150萬噸左右,主要應用在粘結(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)取得了較好的應用,其產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了替代進口,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口。
國外納米碳酸鈣在塑料和橡膠領(lǐng)域的應用已經(jīng)十分成熟,其應用領(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,既有進口的,也有國產(chǎn)的納米碳酸鈣,同時還有相當多的“亞納米碳酸鈣(其實是微細鈣)”。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)必須每年從國外進口,而由于從國外進口應用于塑料和橡膠領(lǐng)域的納米碳酸鈣價格相當高,嚴重制約了國內(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,引進了世界最先進納米碳酸鈣的生產(chǎn)線,建立了一條達到世界領(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施更加嚴格的質(zhì)量控制,所使用的石灰石經(jīng)過嚴格挑選;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)品的黑點問題;采用計算機全自動控制,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)品正是應用于塑料和橡膠領(lǐng)域的納米碳酸鈣,其產(chǎn)品標準與國際接軌,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,因此將彌補我國該產(chǎn)品的空白,并推進我國塑料、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)的科研團隊,公司正不斷加大研發(fā)力度,使產(chǎn)品更好的實現(xiàn)面向國際市場,替代國內(nèi)進口產(chǎn)品市場的目標。
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,但隨著國外先進設(shè)備和技術(shù)的引進,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 劉險峰)
實際上,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,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)碳酸鈣復雜許多,但是由于其能更好的實現(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,特別在應用中體現(xiàn)出很好的改性效果,因而有更好的應用價值,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)絡賣給用戶。
一般認為,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。碳酸鈣要真正達到納米級,并且有實用性相當困難。目前國內(nèi)報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),其是否真正達到納米級有待進一步證實。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,納米材料其實離我們的生活并不遙遠。
3 應用及需求
從應用領(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在150萬噸左右,主要應用在粘結(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)取得了較好的應用,其產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了替代進口,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口。
國外納米碳酸鈣在塑料和橡膠領(lǐng)域的應用已經(jīng)十分成熟,其應用領(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,既有進口的,也有國產(chǎn)的納米碳酸鈣,同時還有相當多的“亞納米碳酸鈣(其實是微細鈣)”。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)必須每年從國外進口,而由于從國外進口應用于塑料和橡膠領(lǐng)域的納米碳酸鈣價格相當高,嚴重制約了國內(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,引進了世界最先進納米碳酸鈣的生產(chǎn)線,建立了一條達到世界領(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施更加嚴格的質(zhì)量控制,所使用的石灰石經(jīng)過嚴格挑選;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)品的黑點問題;采用計算機全自動控制,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)品正是應用于塑料和橡膠領(lǐng)域的納米碳酸鈣,其產(chǎn)品標準與國際接軌,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,因此將彌補我國該產(chǎn)品的空白,并推進我國塑料、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)的科研團隊,公司正不斷加大研發(fā)力度,使產(chǎn)品更好的實現(xiàn)面向國際市場,替代國內(nèi)進口產(chǎn)品市場的目標。
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,但隨著國外先進設(shè)備和技術(shù)的引進,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 劉險峰)