碳酸鈣廣泛應用于造紙、塑料、涂料、橡膠、油墨、化學建材、粘接劑和密封材料、飼料、日化、食品、藥品等諸多領域。近年來，這些行業在中國均保持較快的發展速度。正是由于國內消費市場的強勁拉動和政府強有力的引導，我國碳酸鈣行業得到快速的發展。在我國碳酸鈣的消費市場中，機制紙及紙板行業約占34~36 %，塑料制品行業約占30~32 %，涂料行業約占15~16%，橡膠制品行業約占5~8 %。中國已經發展成為碳酸鈣生產和應用的重要市場。
2012年6月，由時任廣西壯族自治區主席馬飚主持召開專題工作會議，研究推進廣西碳酸鈣產業化工作。會議指出，為加快推進碳酸鈣產業化發展，發揮廣西資源優勢、推動產業轉型升級，決定由廣西大學牽頭組建廣西碳酸鈣產業化工程院，并選擇了賀州市、河池市、來賓市、百色市、桂林市作為五個碳酸產業發展的重要基地，打造廣西千億元碳酸鈣產業，拉開了廣西碳酸鈣產業的發展序幕。
1 廣西碳酸鈣產業現狀
1.1 產業現狀
廣西碳酸鈣產業經過多年的發展，基本形成了這樣一個布局：賀州市已經形成了國內最主要的重質碳酸鈣粉體生產基地；輕質碳酸鈣生產企業主要分布桂林市、來賓市、南寧市、百色市、河池市礦產資源豐富，但因產品運輸成本較大等原因，較大企業落戶不多。碳酸鈣產業的總體現狀分析如下：
（1）高技術裝備水平的企業不多，中小企業技術相對落后
廣西碳酸鈣新材料產業大部分企業在資金、技術、裝備等方面雖然都有了顯著提高，但企業生產技術裝備水平相對落后。重質碳酸鈣企業絕大多數采用干法生產工藝，粉磨設備主要有雷蒙機、沖擊式粉碎機、旋磨機、球磨機、立式磨等。少數大型企業基本上擁有現代化的生產車間，開始使用全自動設備，加工技術達到國內先進水平，具備生產普通碳酸鈣粉體乃至超細改性碳酸鈣粉體的能力。但大部分中小企業生產僅限于200-400目的普通碳酸鈣粉體，產品技術含量低下。同時，由于業主環保意識差，加上技術落后，使得生產廠區周邊粉塵飛揚，廢渣隨處堆放，粉塵、廢氣、廢水、固體廢棄物和噪聲污染極其嚴重。
（2） 企業自主創新能力較差，科研能力低下
少數企業在企業發展壯大的同時，能不斷加大科研投資力度，配備了如掃描電鏡、激光粒度分析儀等國內外先進的檢測儀器，建立企業生產工程技術中心，水平領先全國同行業；有少數企業還參與研究制定、修改行業內多個產品質量標準及國家檢驗標準，在同行業中，具有一定的影響力。但絕大多數企業沒有工程技術中心，有的企業連最基本的分析測試實驗儀器都沒有，自主創新能力急需增強。
（3） 礦產資源沒有分級利用，資源外流現象嚴重
廣西碳酸鈣資源豐富，但一直沒有得到有效開發和利用。僅賀州市大理石礦資源直接外運量每年高達300萬噸以上。企業產品結構單一，企業總體規模偏小，平均生產能力不到5~6萬噸/年，全區銷售收入突破4億元僅幾家，銷售收入在1-4億元之間的企業不到10家。礦產資源沒有分級利用，大量高品位碳酸鈣礦產資源低價外銷，資源外流直接影響粉體產業的發展，造成了優質資源不能有效轉化為經濟效益，稅收大量流失的現象。
1.2 “政產學研用”體系初步形成
在廣西區政府的引導下，廣西碳酸鈣產業“政產學研用”體系初步形成。其中，最重要的舉措就是由廣西大學牽頭組建了“廣西碳酸鈣產業化工程院” (以下稱工程院），工程院已成為政府和企業聯系的重要橋梁。自從2012年12月工程院正式建設以來，工程院以提高碳酸鈣技術自主創新能力和加快碳酸鈣技術產業化為目的，以碳酸鈣產業關鍵技術、共性技術為主攻方向，以企業為主體，以市場為導向，開展碳酸鈣及相關領域的基礎研究和新材料、新技術、新工藝、新設備、新產品的研發，積極推進產學研用一體化，提升碳酸鈣產業發展的技術研發能力，加快推進廣西碳酸鈣產業化發展、形成具有較強市場競爭力的碳酸鈣產業集群、實現廣西碳酸鈣產業跨越式發展提供技術支撐和人才支持。工程院組建了一流的科研人才隊伍，把建立科學規范的運行機制，營造良好的政策環境以及聯合攻關、政產學研結合、成果轉化等方面作為建設的主要內容。
目前工程院主持多項以碳酸鈣等礦物材料為研究對象的廣西自治區科技攻關項目、廣西自然科學基金項目，對碳酸鈣產品的化學制備工藝、碳酸鈣超細粉體制備和提純改性等技術進行了綜合研究，有多項專利技術推廣應用，取得了較好的經濟效益、社會效益和環境效益?？蒲袇f作單位清華大學、中國科學院過程工程研究所和北京化工大學在碳酸鈣研究方面也有比較好的基礎，如碳酸鈣的結晶分離技術、微結構化工系統、超細顆粒可控制備、納米碳酸鈣合成技術開發與資源綜合利用技術研究。此外，在無機超分子結構功能材料制備化學和催化新材料制備化學等方面也有較好積累，并取得了系列的科研成果。
楊征宇等開發了新型納米碳酸鈣生產用的中空纖維膜碳化反應器，反應器具有結構簡單、能耗低、產品質量高和方便連續生產的特點。生產的納米碳酸鈣其粒徑范圍為40-80 nm，平均粒徑為60 nm，完成中試后可面向市場推廣應用。
童張法等還發明了一種一步碳化合成立方形納米碳酸鈣的方法。將濃度為3.8～10.2 wt％ Ca(OH)2懸浮液加入到碳化反應器中，添加0.5～5.0 wt％三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的一種同時作為晶核促進劑與分散劑，控制碳化溫度在10～40 ℃，在攪拌作用下，將流量均為(10～120) m3/(h·m3懸浮液)的CO2和N2混合后通入反應器進行反應。當漿液pH＝6.5～7.0時，停止通氣，碳化反應結束。將碳化完成后漿液進行離心，90～105 ℃下干燥，粉碎，即得平均粒徑為30-80nm的立方形納米碳酸鈣產品。
周敬紅等發明了鋁酸酯和硬脂酸鈉原位改性碳酸鈣晶須的制備方法。在70～80 ℃、攪拌轉速600～900 rpm 的條件下，向質量濃度為0.5～1.5％的氫氧化鈣漿料中加入氯化鎂溶液，并使混合物中鎂鈣摩爾比為1～2.5，攪拌10 min，在速率為80～100 l/min 條件下，通入二氧化碳和氮氣體積比為1:3的氣體，并加入0.5 ％～3 ％鋁酸酯和0.5 ％～1.5 ％硬脂酸鈉進行改性，在反應液PH達到7時持續通氣30分鐘后為反應終點；將反應液進行洗滌、抽濾、干燥獲得功能性碳酸鈣晶須。得到的晶體形狀呈針狀，晶須徑粒分布集中，活化度高，應用于造紙填料能提高紙張性能，保持較高的留著率，制作工藝簡單，反應條件溫和，易于實現工業化生產。
周敬紅等還公開了一種用于造紙涂布的改性碳酸鈣晶須制備方法。以碳酸鈣晶須質量計，配制碳酸鈣晶須懸浮液；水浴狀態下，控制碳酸鈣晶須懸浮液溫度，添加鋁鈦復合偶聯劑改性劑，攪拌并反應；經上述處理后的產物真空抽濾，用丙酮洗滌，真空干燥并研磨過篩，以得到改性后細小碳酸鈣晶須。得到的碳酸鈣晶須活化度更高，吸油值和粘度更低，分散性能得到很大的改善。改性后的碳酸鈣晶須用于造紙涂布加工，能顯著地改善涂布紙張的力學性能、印刷性能和光學性能。
碳酸鈣有三種不同的晶型，而且這三種晶型都具有各自典型的形貌，分別是：方解石(斜方六面體型)，文石(針狀)和球霰石(多晶球形)。龔福忠等[5]發明了球霰石碳酸鈣及其制備方法，本發明提供了一種形貌為花球狀球霰石碳酸鈣的制備方法，粒徑大小在4～8 μm。即以氯化鈣為原料，用去離子水或蒸餾水配制成一定濃度的水溶液，然后在該溶液中插入pH電極，用氨水調節溶液至9.0～11.5，再通入經氣泡石預分散后的二氧化碳氣體，當溶液pH降至7.5時，停止通入二氧化碳氣體，最后加入乙醇，將沉淀過濾并用去離子水或蒸餾水洗滌后，于105 ℃下干燥，得到球霰石碳酸鈣。由上述發明所得到的產品進而發明[6]了一種室溫固相反應制備球霰石型碳酸鈣微球的方法，將氯化鈣、可溶性碳酸鹽、有機胺按一定比例混合，室溫下研磨或球磨20～60 min，再用水洗滌反應混合物兩次，過濾并于80 ℃下干燥后，得到形貌為球狀、粒徑大小為2～4 μm的球霰石型碳酸鈣。工藝簡單，反應條件溫和，設備簡單，易于工業化生產。
林寶鳳等發明提供了一種改性碳酸鈣，其特征在于，用具有雙官能團或多官能團的有機酸對碳酸鈣粉末改性，使碳酸鈣表面上形成有機酸層，然后用高分子聚合物繼續改性，形成高分子聚合物層；所述的高分子聚合物選自殼聚糖、殼聚糖衍生物、變性淀粉、改性纖維素、纖維素酯中的其中一種或它們的混合物。本發明產品可以用于生產功能性紙助劑、保鮮膜助劑、降解塑料添加劑、顏料或涂料添加劑等功能產品。
1.3 廣西區政府碳酸鈣產業化思路
2014年底，廣西自治區人民政府有關負責人在聽取工程院工作匯報時，提出了廣西未來碳酸鈣產業化發展的思路。之后，多次和工程院專家教授座談，深入探討了廣西碳酸鈣產業化發展之路。
（1）立意要高，培養龍頭企業，或引進重點企業。既然決定做一個行業就一定要做最好的，要不就不做。無論做什么類型的戰略、做什么規劃、都需要對自己從事的工作有無限的光榮感。特別是充分利用廣西是東盟自貿區核心地帶這一優勢，加強對外交流、貿易。從國外來看，美國特礦公司年產重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣產量均達200多萬噸，該企業的總產量占美國全國碳酸鈣總量的三分之一；奧地利歐來亞公司年產重鈣產量也達200多萬噸；英國11條重質碳酸鈣生產線年產量近400萬噸；挪威3條重質碳酸鈣生產線年產量達318萬噸。2015年1月1日新的環保法已經開始實施，只有培養出龍頭企業，將碳酸鈣的企業引上清潔生產的道路，才能培養環保企業，在推動產業發展的同時一定要留住綠色礦山。
（2）引進和研發先進技術，提高產品附加值。碳酸鈣行業發展應該以高端產品、高端技術為主，淘汰粗放型的產業。而技術的先進主要附著在設備上，研發先進的技術是下一階段的關鍵。碳酸鈣產業發展要有好的規劃、好的目標，要形成發展線路圖。廣西重質碳酸鈣機械生產設備有一定的基礎，年產2億元以上的機械企業有數家，為先進設備研發提供了堅實的基礎。
（3）碳酸鈣資源要合理分級利用，提高資源利用率。在礦山開采之前做好規劃，開采礦山的同時不可破壞環境，同時做好當地居民的安置、扶貧工作。要求引進的企業要為社會、為環境服務。政府可將大石山區的扶貧開發作為碳酸鈣產業的配套政策。對開采出來的不同礦石進行合理利用，可生產人造崗石、人造板材等，也可利用好的資源生產食品級粉體等。
（4）建立碳酸鈣產業交易市場和物流中心。廣西是我國唯一與東盟海陸空相連接的省區，是我國連接東盟的橋頭堡和排頭兵，地理位置十分重要。把廣西建設成中國重要的碳酸鈣產業基地，并輻射東盟國家和地區，具有重大意義。我們相信在自治區政府的引導下，廣西的碳酸鈣產業一定能提升到一個新的臺階。
2 廣西碳酸鈣產業技術創新能力
一個行業的技術創新能力，將決定該行業發展的未來。技術創新，特指生產技術方面的創新，包括開發新技術，或者將已有的技術進行應用創新，是產業創新的基礎。如何評價一個國家、一個區域、一個公司的技術創新能力，一個重要評價指標就是專利的數量，包括申請的數量和授權的數量。雖然應用專利數來評價創新能力，并不是很完美，但也足于讓人們對行業的創新能力有一個較佳的觀察。根據2015年5月1日中國專利網[8]數據，以省市自治區名稱為查詢“地址”，以“碳酸鈣”為文本“名稱”，查詢各省市自治區以碳酸鈣生產或改性應用為主題的專利數，總數排名前十五的省市自治區，見表1。
表1 部分省市自治區碳酸鈣專利數
| 序號 |
區域 |
發明公布 |
發明授權 |
實用新型 |
外觀設計 |
總數 |
| 1 |
安徽 |
129 |
28 |
31 |
0 |
188 |
| 2 |
廣東 |
91 |
56 |
12 |
0 |
159 |
| 3 |
上海 |
57 |
79 |
1 |
0 |
137 |
| 4 |
江蘇 |
84 |
26 |
12 |
0 |
122 |
| 5 |
浙江 |
34 |
38 |
23 |
2 |
97 |
| 6 |
北京 |
37 |
46 |
6 |
1 |
90 |
| 7 |
廣西 |
55 |
11 |
4 |
1 |
71 |
| 8 |
福建 |
20 |
13 |
27 |
0 |
60 |
| 9 |
河北 |
15 |
8 |
21 |
3 |
47 |
| 10 |
四川 |
25 |
13 |
9 |
0 |
47 |
| 11 |
湖南 |
26 |
10 |
9 |
1 |
46 |
| 12 |
湖北 |
20 |
10 |
8 |
0 |
38 |
| 13 |
河南 |
12 |
17 |
3 |
3 |
35 |
| 14 |
遼寧 |
14 |
13 |
2 |
0 |
29 |
| 15 |
天津 |
13 |
11 |
0 |
0 |
24 |
從表1可知，從專利總數來看，廣西在碳酸鈣產業方面的創新能力還有很大的潛能，與安徽、廣東、上海等省市相比，還需要更加努力發展。但從新公布的發明數來看，廣西自治區具有迎頭趕上的可能。特別是廣西碳酸鈣產業形成“政產學研用“格局后，政府引導，企業注視，高校科研院所參與，廣西的碳酸鈣產業將不斷地創新發展。
3 廣西培育碳酸鈣產業鏈的思路
產業鏈就是各個產業部門之間基于一定的技術經濟關聯，并依據特定的邏輯關系和時空布局關系客觀形成的鏈條式關聯形態。它是一個包含價值鏈、企業鏈、供需鏈和空間鏈四個維度的概念。這四個維度在相互對接的均衡過程中形成了產業鏈。產業鏈中大量存在著上下游關系和相互價值的交換，上游環節向下游環節輸送產品或服務，下游環節向上游環節反饋信息。在廣西碳酸鈣千億元產業實踐過程中，產業鏈的形成過程思路，就顯得特別重要。
在傳統的區域碳酸鈣產業鏈形成過程中，往往是“養雞生了蛋，再想辦法去賣蛋”的過程，即：按傳統的產業順勢發展模式初步形成產業鏈，首先礦山開采、粉體生產，對外銷售產品，或在有足夠的粉體供應條件下，引進粉體應用的下游環節企業。這種傳統的產業順勢發展模式造成了部分區域產能過剩，產品低價競爭，企業創匯能力差。舊的傳統的區域碳酸鈣產業鏈形成模式已經不適合廣西碳酸鈣產業的發展。
3.1 把傳統的“產供銷順勢模式”變為“銷供產反勢模式。
廣西不能再走舊的產業化路子，廣西要走“需要蛋，再養雞”的模式。先把產業的下游環節產品生產企業引進建設，再根據生產需要，規劃碳酸鈣粉體生產。廣西蘇源投資集團有限公司就是走了這個路子。該企業主要產業之一是房地產，因房地產需要大量的涂料，過去都是市面上采購，現在公司自行生產，生產所需有的重質碳酸鈣因為需要量較大，最后選擇自行開礦生產。公司內部已經形成了一個產業鏈。產品環環相扣，沒有過剩產能，利益實現了最大化。廣西碳酸鈣產業基地近年來的主要招商工作，重點是引進碳酸鈣應用下游企業，提高廣西碳酸鈣資源的利用價值。
3.2 與地方產業相關聯，擴寬碳酸鈣產業鏈范疇。
廣西第一重要的特色工業是鋁加工工業。據中國國家統計局發布的數據顯示，從2005年至2014年的十年，氧化鋁產量從2005年的859.22萬噸增長到2013年的4437.20萬噸，基本上2-3年的時間產量就能突破千萬噸增長。2014年中國氧化鋁產量4777萬噸，比2005年的859.22萬噸增長556 %。然而，氧化鋁用途單一，大部分用于制金屬鋁，其它用途的不到10%。把碳酸鈣產業與鋁工業地方特色產業關聯起來，是一個很好的思路。
把氧化鋁的生產和碳酸鈣生產相關聯，可以從兩個方面去研究。一個方面，是在工業氧化鋁生產過程關聯碳酸鈣的生產，另一個方面是利用氧化鋁和碳酸鈣礦產資源開發新材料新產品。
專利涉及一種拜爾法氧化鋁生產嫁接生產輕質碳酸鈣的方法。在拜爾法氧化鋁生產分解母液中Na2CO3的濃度累積為15~45 g/l；再將苛化所需的熟石灰添加到分解母液中，使分解母液CO32-和熟石灰中Ca2+的摩爾比為1: 0.5~1，在溫度為65~95 ℃條件下，使之完全苛化反應，反應時間為1~3 h，然后經過沉降、過濾、洗滌、烘干、破碎、包裝即得成品。因而具有工藝簡單，生產成本低，質量好的優點。
專利公開一種碳酸鈣氧化鋁復合劑，包括重量百分比為50%~60 %的碳酸鈣和40%~ 50 %的氧化鋁。將兩種原料的細度控制，并進行預混合，可以使原料進行非常充分的結合，產生一定的粘結效果，在隨后的使用中有效避免了碳酸鈣單組分使用時帶來的粘結力差的問題。
專利公開了一種利用氧化鋁-碳酸鈣復合吸附劑純化紅繼木花紅色素的方法，采用質量比為2:1的活化中性氧化鋁和碳酸鈣作為復合吸附劑，對紅繼木花紅色素的分離效果好；采用的活化中性氧化鋁與碳酸鈣作為復合吸附劑，價格最便宜，生產周期短，同時不需要復雜設備，因而生產成本低，生產效率高，設備投入小。
黃映恒等應用碳酸鈣和鋁土礦為主要礦源，在拜爾法氧化鋁生產嫁接生產高附加值的α、β、γ-Al2O3納米粉體和硼酸鋁晶須的設想。在工業生產Al2O3過程中，Al(OH)3漿液與氨水和CO2（來自石灰生產車間）反應制備堿式碳酸鋁銨（AACH）前驅體。前驅體再與分散劑、晶種、相變促進劑、形貌誘導劑等混合球磨，在熔鹽介質中熱分解，經精細調控Al2O3晶體的生長，制備三種晶型α、β、γ-Al2O3納米粉體；粉體形貌有片狀、球狀、棒形、晶須和中空微球等。產品在結構陶瓷、催化劑載體、集成電路基板材料、紅外吸收材料、熒光材料等方面都有廣泛應用前景。
廣西另一個重要的特色產業是蔗糖生產，碳酸鈣和蔗糖生產的關聯并不陌生。蔗糖常用作碳酸鈣的晶型控制劑，制糖生產過程中大量的石灰和二氧化碳作為澄清原材料，澄清環節對成品糖質量和產率起著極其重要的作用。同時公司的造紙、碳酸鈣、復合肥、堿回收、環保等部門的生產運行也需相當數量的石灰。把廣西的鋁工業、制糖、旅游業等和碳酸鈣產業相互關聯，進一步擴寬碳酸鈣產業鏈范疇，提高產業關聯度，促進廣西經濟發展，將具有深遠的意義。
3.3打造以碳酸鈣生產為基礎的扶貧產業
新華網曾報道都安瑤族自治縣作為廣西扶貧開發的重點區域，近年來走工業發展與扶貧開發相協調的新路徑。其中， 廣西都安魚峰西江新型建材項目是河池·都安臨港工業區的龍頭企業和重點項目，同時也是扶貧產業園的支撐產業。廣西魚峰集團有限公司聯袂西江投資集團，在都安縣投資建設魚峰西江新型建材項目，該項目第一工程投資為8億元，建設期為一年半，項目竣工投產后，將為都安提供近500個勞動崗位，同時，每年將向都安貢獻200萬元扶貧基金。廣西新型干法水泥制造工程技術研究中心和廣西水泥產業工程院也將落戶都安扶貧產業園，不斷推動企業科技創新，并致力于碳酸鈣產業的研究開發。
4 結束語
廣西具有豐富的碳酸鈣資源，但大企業不多，中小企業生產技術落后；高端產品不多，低端產品產能過剩；高素質人才不多，一線生產人員素質急需提高；礦產資源豐富，但分級利用率低；投資環境良好，但企業生產污染較嚴重。近幾年來，由政府的重視和強力引導下，行業“政產學研用”的格局初步形成，特別是碳酸鈣產業化工程院的建立，在國內也是一個不可多得的先例，可快速提升廣西碳酸鈣產業的研發能力，促進廣西碳酸鈣產業示范區園區（基地）的迅猛發展。
作者：黃映恒1,2，鐘玲萍1，童張法1,3
1.廣西碳酸鈣產業化工程院，南寧 530004；
2.廣西大學材料科學與工程學院 南寧 530004；
3. 廣西大學化學化工學院 南寧 530004。
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