一、行業(yè)相關定義
碳酸鈣是一種無機(jī)化合物,化學式爲CaCO₃,是石灰(huī)石(shí)、大理石等的主要(yào)成分。碳酸鈣通常爲白色晶體,無味,基本上不溶于水,易與酸反應放(fàng)出(chū)二(èr)氧化碳。它是地球上常(cháng)見物質之一,存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰華等岩(yán)石内,亦爲某些(xiē)動物骨骼或外殼(ké)的主要成分。碳酸鈣也是重要的建築材料,工(gōng)業上用途甚廣。
橡(xiàng)膠行業:碳酸鈣(gài)是橡膠工(gōng)業中使用量(liàng)最大填充劑之一。碳酸(suān)鈣大量填充在橡膠之中,可增加其制品(pǐn)的容積,并節約昂貴的天然橡膠,從而大大降低成本。碳酸鈣填入橡膠中,能獲得比純橡膠硫化物更(gèng)高的抗張強度、撕裂強度和耐磨性(xìng)。
塑料(liào)行業:碳酸鈣在塑料制品中能起到一種骨架作用,對塑(sù)料制品尺寸的穩定性有很大作用,還能提高(gāo)制品的硬度,并提高制品的表面光(guāng)澤和表面平整性。由于(yú)碳酸鈣白度在90%以上,還(hái)取代(dài)昂貴的白色顔料。
油漆行(háng)業:碳酸鈣在油漆行業中的用(yòng)量也較大,是如在(zài)稠(chóu)漆中用量爲30%以(yǐ)上。
水性(xìng)塗料行業(yè):碳酸鈣(gài)在水性塗(tú)料行業的(de)用途更爲廣泛,能(néng)使(shǐ)塗料(liào)不(bú)沉降,易分散,光(guāng)澤好等特性,在水性塗料用量爲20-60%。
另外,碳酸鈣在造紙工業(yè)的重要作用,能保證紙張的強度和白度(dù),且成本(běn)較低。在電纜行業(yè)産品中,能起一定的絕緣(yuán)作(zuò)用。
根據(jù)碳酸鈣生産方法的(de)不(bú)同,可以将碳酸鈣(gài)分爲重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣(gài)、膠體碳酸(suān)鈣和晶體碳酸鈣。根據碳酸鈣粉體平均粒徑(d)的大小,可以将(jiāng)碳酸鈣分爲微粒碳酸鈣(d>5μm)、微粉碳酸鈣(1-5μm)、微細碳(tàn)酸鈣(0.1-1μm)、超(chāo)細碳酸鈣(0.02-0.1μm)超微細碳酸鈣(d≤0.02μm)。根據組成碳酸鈣的原(yuán)子和(hé)離子(zǐ)的排列是否有規律,可以将碳酸鈣分爲晶體碳酸鈣和非晶體碳(tàn)酸鈣。此外,還有納米碳酸鈣等。
二、行業發展曆程回顧
自1960年以來,中國碳酸鈣工業的發展曆程大體可劃分(fèn)爲3個(gè)階段。
(一)第一階段:改(gǎi)革開放前探索前進
中國(guó)碳酸鈣工(gōng)業起源于1931年,上海大(dà)中華橡(xiàng)膠廠建立了(le)中國第一(yī)個生産輕質(zhì)碳酸鈣的工廠——大中華制鈣廠。到改(gǎi)革開放前,中國輕質碳酸鈣生産企業(yè)有50餘家,産量約爲30萬t/a。這一階段碳酸鈣産能緩慢增加,生産技術不斷改進,裝備水平逐漸提升(shēng),新的生産設備不斷開發,一(yī)些土(tǔ)法裝備被更爲先進的機械設備所取代,部分實現(xiàn)了機械化生(shēng)産。
1958年(nián),青島太信化工廠設計制造出第一台回轉幹燥機,并在山東張店(diàn)工農化工廠成功使用;1967年,在上海碳酸(suān)鈣廠、唐山東礦化工廠、黃石化工廠的聯合贊助下(xià),北京礦材廠制造出(chū)第(dì)一台上懸離心(xīn)機;1969年,重慶松山化(huà)工廠首先在碳酸鈣生産中使用鋼殼機械化立窯;1976年,北(běi)京礦材廠成功(gōng)開發回轉(zhuǎn)化灰機;1978年唐山建華化工(gōng)廠在碳酸鈣生産(chǎn)中(zhōng)第一個推廣使(shǐ)用泡(pào)沫洗氣塔。同時,這一時期新的(de)碳酸鈣品(pǐn)種陸續實現國産化。
1960年山東張店工農化工廠(後改爲湖田化工廠、信華化工廠等)首先實現了活性碳酸鈣的國産(chǎn)化,當時的商标名稱是“白豔(yàn)華”。在原化工部相關領導(dǎo)的籌劃與組織下,碳酸鈣行業的第一次全國性行業交(jiāo)流(liú)會于1974年6月在浙江(jiāng)菱湖召開,爲行業的信息交流提供了平台,大大推動了行業的技術進步。全國42家(jiā)碳酸鈣企業及相關(guān)單位的135位(wèi)代表參加了會議,會上制定了(le)中(zhōng)國第一部碳(tàn)酸鈣部頒标準(HG517—1974《輕質碳酸鈣》)。自此,碳酸鈣行業由(yóu)自發發展轉爲有(yǒu)組織的發展階段。
(二(èr))第二階段:改革開(kāi)放後蓬勃發展
改革開(kāi)放後,随着(zhe)中國經濟社會的飛(fēi)躍式發展,碳酸鈣行業也如雨(yǔ)後春(chūn)筍般蓬勃發(fā)展起(qǐ)來。中(zhōng)國有着豐富(fù)而優質的石灰石、方解石、大理石等碳酸(suān)鈣資源,各地靠山吃山,紛紛發展碳酸鈣産業。同時(shí),由于塑料、橡膠、造紙、塗料等下(xià)遊用戶的不斷(duàn)擴張,碳酸(suān)鈣市場需求跨越式擴大,加之改革(gé)開放早期碳酸鈣生産技術和資金門檻較低,碳酸鈣生産企(qǐ)業的數量和産能呈爆炸式增長态勢。
此(cǐ)階段中國成功跨越爲世界第一大(dà)碳酸鈣生産國,到2014年左右中國碳酸鈣生産企業的數量和(hé)産能達到高峰,輕質碳酸鈣生(shēng)産企業達510家以上,産能突破1000萬t/a,規模已超過美國成爲(wèi)世界第一;重質碳酸鈣生産企業超過1000家,産能爲2000萬t/a以上,約占世界産能的1/4。圍繞石灰石、方解(jiě)石、大理石等碳(tàn)酸鈣(gài)資源(yuán)聚集地形成了(le)十餘個碳酸鈣生産基(jī)地,如(rú)河北井陉,山東淄(zī)博,河南南召,浙江衢州(zhōu)、建德、常(cháng)山、長興,安徽池(chí)州、宣(xuān)城,江西萍鄉、永(yǒng)豐、高安、德興,廣東連州、恩(ēn)平,廣西賀州、桂林、來賓,四川寶興、石棉等。
碳酸鈣企(qǐ)業生産規模持續增加,改革開(kāi)放初(chū)期輕質碳酸鈣企業年生産能力以(yǐ)0.3萬~0.5萬(wàn)t爲主,全國達到年産1萬t的(de)輕鈣生産企業隻有7家。到20世紀80年代,當時(shí)中國最大的輕鈣生(shēng)産企業唐山東礦化工廠年産(chǎn)能達到5萬t;20世紀90年代末,都江堰(yàn)鈣品股份(fèn)有限公司年産能達到10萬t;2005年全國年産輕鈣10萬t以上的企業已發展到12家。
20世紀80年代(dài)初,中國重質碳酸鈣開始規模化生産,其生産廠(chǎng)家集中在浙(zhè)江的富陽與建德地區,經過20餘(yú)年的發展生産規模已從最初的年産幾萬噸(dūn)發展(zhǎn)到近(jìn)300萬t,主要生産地區(qū)已從浙江的建德(dé)、富陽擴展到廣東、廣西、四川、江(jiāng)西、湖(hú)南、安徽、江蘇、河南、吉林、黑(hēi)龍江等地,生産企業由幾家增(zēng)加至近200家,産品品種由最初的雙飛粉(75μm)、三飛粉(45μm)發展到<38μm、23μm[d(97)=20μm]、18μm[d(97)=16μm]、11μm[d(97)=10μm]和5μm[d(80)≤2μm、d(90)≤2μm],白度(dù)≥90%(最高達(dá)到96%),已基本滿足國内塑料、橡(xiàng)膠、塗料(liào)、造紙、油墨、日化、飲料等行業的要求。2013年江西(xī)廣源(yuán)化工有限公司重質(zhì)碳酸鈣生産能力達(dá)120萬t,成爲中(zhōng)國最大的重質碳酸鈣生産企業。
在活躍的市場需求引領和技術進步推動下,碳酸鈣産品新(xīn)品(pǐn)種不斷湧現。産品的(de)功能化、精細化(huà)水平快速提(tí)升,相應的附加值也得(dé)以提高。油墨鈣、汽車底盤(pán)漆鈣、塑料鈣、造紙鈣、牙膏鈣、矽酮膠鈣(gài)、食(shí)品鈣(gài)、藥用鈣等高附加值的專用碳酸鈣(gài)相繼開發并投放市場(chǎng)。不(bú)同粒度、不同晶型、各種(zhǒng)改性處理的碳酸鈣滿(mǎn)足了不同領域用戶的要求。
碳酸鈣生産裝置的機械化、自動化水平(píng)快速提升。石灰(huī)窯由土(tǔ)窯變成了機械化環保立(lì)窯,人(rén)工(gōng)裝卸料(liào)變爲微機控制、自動裝卸料。消化工藝由人工操作、池式化灰升級爲籠式、滾筒和(hé)槽式自動消化。幹燥(zào)工藝由地炕燃煤幹燥、人工翻動變爲燃(rán)煤、燃氣或蒸汽加熱旋轉列管、盤式幹燥;脫水工藝由瀝濾沉降、上懸(xuán)式離心機升(shēng)級爲全自動刮刀離心機。包裝工(gōng)序由人工操作變爲先進(jìn)的自動包裝、碼垛。
重質(zhì)碳酸鈣生(shēng)産裝備單機生(shēng)産能力穩步提升(shēng),由1987年第(dì)一代雷蒙(méng)磨的0.5~5t/h,到1994年高壓懸輥(gǔn)磨的1~8t/h、2005年(nián)超壓梯形磨(mó)的1~8t/h、2009年歐版磨的4~20t/h,直至2016年第五代智(zhì)能歐版磨(mó)的10~50t/h,實現(xiàn)了自磨自選,大大提高了産量和生産效率,産品品(pǐn)質不斷提高、品種結構漸趨豐(fēng)富。生産工藝不僅有幹法破碎,而且有濕法研磨。幹法工藝(yì)設備主要是雷蒙機(占70%以上)和高速機械沖擊式粉碎(suì)機、球磨機、旋磨機(jī)、立式磨等。其中雷蒙機主要加工38~75μm的(de)粗粉,配(pèi)置精細分級機後可加工(gōng)28、23、18μm等的細粉;高速機械(xiè)沖擊式磨機主要用于加工(gōng)9~13μm的産品(pǐn);球磨機與幹式精細分級機組合可(kě)以加工d(97)=5~10μm的超細(xì)粉體。這種GCC加工工藝屬連續閉路生産多重分級,循環負荷達(dá)300%~500%,單機(jī)生産能力(lì)大。旋磨機或飓風磨用于加工18~28μm的産品,配以精細分(fèn)級機(jī)後可用于加工11μm以内的産品,單機生産能力爲1.5~2.0t/h。
濕法生産工藝在1993年以後才陸續建立,主要用于生産d(60)=2μm和(hé)d(90)=2μm的造紙填料和塗(tú)料級産品,研磨主要設備(bèi)是研磨剝片機、攪拌磨和砂(shā)磨機等。
這一階段(duàn)中國雖已躍升爲世界碳酸鈣生産第一大國,卻遠非強國。由于大部分碳(tàn)酸鈣企業基本是依托當地自然(rán)資源自發地應時而生、從小到大、從少到多(duō)逐步發展起來的,缺乏統一規劃,受技(jì)術、資金(jīn)、場地、成本控制等限制,普遍存在産(chǎn)業(yè)層(céng)次(cì)低、資源消耗高、環(huán)境污染重、土地和能源集約節約程度低、高端人才匮乏、企業自主創新能力(lì)不足(zú)等問題。
(三)第三階(jiē)段(duàn):新時代提檔(dàng)升(shēng)級
2014年以後中國經濟發展進入新常(cháng)态,整體(tǐ)經(jīng)濟從高速增長轉爲中高速增長,經濟結構不斷優化升級,從要素(sù)和投資驅動轉爲創新驅(qū)動。2015年10月黨的十八屆五中(zhōng)全會(huì)提出創新、協調、綠色、開放、共享發展理念。以此爲背景碳酸鈣行業發展開始進入新階段,各碳(tàn)酸鈣産業集聚地政府(fǔ)紛紛出台政策、編(biān)織規劃,對碳酸鈣(gài)行業進行大規(guī)模的(de)整頓改造、提檔升級。
2015年起浙江衢州、建德、常山、長興,廣西興業、來賓,河(hé)北井陉、唐山,山東淄博(bó),河南南召等地貫徹生态優先、綠色(sè)發展理念,紛紛啓動大規模的(de)碳酸鈣産業整頓和發展規劃。以壯(zhuàng)士斷腕、刮骨療毒的勇氣大幅度淘汰落後産能,促(cù)進産業(yè)集聚;設置規模、技術、投資、環保(bǎo)等方面的準入門(mén)檻(kǎn),提(tí)高産業層次,倒逼企業擺脫粗(cū)放式、要素依賴的發展模式,走向内涵式、創新驅動的發展新(xīn)路;推廣先(xiān)進、節能(néng)、環保的技術和裝備,提升産(chǎn)品質量的同時(shí)改(gǎi)善生态環境。
三、行業市場發展情況
1、基本情況
2018-2022年,我國碳酸鈣市場規模逐年增長,目前我(wǒ)國經濟前景良好、制造(zào)業擴張、外(wài)商(shāng)投資不斷放寬。雖然碳酸鈣下遊産業在2020年初遭受了疫情的沖擊有所萎頓(dùn),但至2020年第二季度已逐漸恢複,截(jié)止2022年國内碳酸鈣行業市場規模爲278.73億元。
目前已躍居世界第一大碳(tàn)酸鈣生産國和消費國,其碳酸鈣市場規模約占全球30%左右,并正在穩步(bù)邁向碳酸鈣生産強國。由改革開放初期的遍地開(kāi)花逐漸走向集聚布局、集約化發展;由粗放式、要素依賴(lài)的發展模式走向内涵式、創新驅動(dòng)的發展新路;由靠消耗資源、污染環境爲(wèi)代價的不可(kě)持續發展逐步走(zǒu)向生态優先的綠色發展之路;在技(jì)術裝備上由原始的作坊(fāng)式生産發展到目前(qián)的現代化企業;産品(pǐn)質量(liàng)和品種數量可基本滿足下遊用戶(hù)需求。
中國國是全球(qiú)最大的塑料、粘合劑和密封劑、橡膠、油漆和塗料的制造國和(hé)消費國。大多數塑料、粘合劑和密封劑以及油漆和塗料被汽(qì)車和建築行業消耗。随着下遊塑料(liào)制品、汽車等終端用戶行業的持續需求增加,預計2030年(nián)國内碳酸鈣(gài)行業市(shì)場規模将增加至365.95億元(yuán)。
2、供應情況
我國碳酸鈣礦産資(zī)源豐富,儲量約(yuē)爲542億噸。在我國多個地區都有碳酸鈣資源分(fèn)布。中國東北産白雲石,西藏、山東、江蘇、甯夏(xià)、山西産石膏,浙江(jiāng)産螢石,雲(yún)南産大理石。此外,中國還有大量的冰洲石(shí)和方解(jiě)石。可以說除上海、香港、澳門(mén)外,每個省都有分布。國家關于碳酸鈣的原材料(liào)也有專門調查的數據,據國家有關部門調查,全國(guó)石灰岩分布面積達43.8萬KM2(未(wèi)包括西藏和台灣),約占國土面積的(de)1/20,其中能供(gòng)做水泥原料的(de)石灰岩資(zī)源量約占總資源量的1/4~1/3。全國已發現(xiàn)水泥(ní)石灰岩礦點七、八千處,其中已探明儲量(liàng)的有1286處,其中大型礦床257處(chù)、中型481處、小型486處(礦石儲量大于8000萬噸爲大型、4000~8000萬噸爲中型、小于4000萬噸爲小型),共計保有礦石儲量(liàng)542億噸,其中石灰岩(yán)儲量504億噸,占93%;大理岩儲量38億噸,占7%。
數據顯示,我國碳酸(suān)鈣産量由2018年(nián)3473萬噸增至2022年4010萬噸。爲了滿(mǎn)足環境保護、生态平衡,防止水土流失,風景旅(lǚ)遊等(děng)方面的需要(yào),特别是随着我國小城鎮建設規(guī)劃的不斷完善和落實,我國碳(tàn)酸鈣産量增速未來将會(huì)放緩。
目前圍繞碳酸鈣資源礦産地,我國逐步形成了廣西賀州(zhōu)、江西永豐、浙江建德、河南(nán)南召、廣東連州、浙(zhè)江衢州、安徽池州、河北(běi)井陉、湖南臨武、四川寶興等多個碳酸(suān)鈣産業基(jī)地。但受資(zī)源、技術、資金、場地、成本控制等限(xiàn)制,相比國外歐米亞、英(yīng)格瓷(cí)、邱博等龍頭企業,我(wǒ)國本土碳酸鈣企業(yè)規模普遍較小(xiǎo),生産技術落後,産業層次低(dī),自主(zhǔ)創新(xīn)不足,競(jìng)争力不強,主要爲中低端産品(pǐn),仍不是碳酸鈣産品強國(guó)。
3、需求情況
碳酸鈣的需求(qiú)動态與造紙、汽車(chē)、塑料和建築行業的趨勢密切相關,這些行業的特點是高(gāo)度周期性。2020年,新冠肺炎危(wēi)機期間,主要終端市場首當其沖受到經濟衰退和商業不确定性的影響,對市場的影響仍然相當明顯。碳酸鈣産業(yè)也同樣不可避免的受到(dào)一定影響。但随着(zhe)疫情的控制,情況(kuàng)在好轉。在外(wài)部政策調整和内部競争壓力的雙重(zhòng)驅動下,碳酸鈣行業發展模(mó)式(shì)也将逐步向創新驅動轉變,将依靠科技進步、運用先進裝備和技術、借助産業園區,向規模(mó)化、集(jí)約化、低能耗、低排放方向(xiàng)發展(zhǎn)。
在油漆和塗料領域的需求預計将由國(guó)内工業和基礎設施建設的上升來推動。作爲碳酸鈣(gài)重要的應用領域之一,塗料市場的潛力依舊有待挖掘,現在國内高附加值(zhí)的碳酸鈣産(chǎn)品依舊較少,如塗料用(yòng)納米碳酸鈣主要(yào)是汽車底塗,還(hái)有很(hěn)多細分領域沒有打開。不過,國(guó)内發展比重較大的建築(zhù)塗料及(jí)其專用(yòng)碳酸鈣現已經具備了一定基礎,如(rú)廣源化工生産的塗料用濕法研磨重質碳酸(suān)鈣已經在國内外範圍産(chǎn)生了較(jiào)大影響力。
由于(yú)造紙、塗(tú)料、塑料、橡膠等(děng)材料工業的快速發(fā)展,市場對重質碳酸鈣、輕質(納米)碳酸鈣(gài)等碳酸鈣(gài)産品需求量越來越大。2022年國内碳酸(suān)鈣行業(yè)需求量爲4112萬噸,同比增長4.74%。
四、行業細分市場(chǎng)分(fèn)析
1、重鈣
随着相關應用領域和下遊産業需求的發展和變化,重(zhòng)質碳酸鈣已由最初(chū)d50= 74 μm和d97=45 μm爲(wèi)主的細粉發展到超細粉(fěn)、超細活性(xìng)粉。随着市場對超細(xì)粉需求量的增大和質量要(yào)求的提高(gāo),超細重質碳酸鈣在總(zǒng)産量中的比重不斷(duàn)增加,目前已達到重質碳(tàn)酸鈣總産量的40%左右(yòu)。重鈣是典型的低碳、環保型非金屬礦産品,因此,轉型升級過程中(zhōng),重鈣應用(yòng)比例進一(yī)步增加将是必然趨勢,2022年中國重質碳酸鈣市場規模爲136.99億元。
2、輕鈣
輕(qīng)質碳酸(suān)鈣的生産(chǎn)是化學反應過程,生産的工(gōng)藝流程長,能耗大,污染較嚴重(zhòng)。特别是(shì)采取間隙式碳化生産,不但勞動強度大,自動化程度低,而(ér)且産品質量不穩定,制約了該行業的進一(yī)步發展。
其次,從我國塑料、塗(tú)料、油墨、醫藥、橡膠及造紙的高端用戶看,很大一部分使用的是屬納米級的專用産(chǎn)品,發展微細專用碳酸鈣(即納米級超細碳酸鈣)産品(pǐn)是近期我國碳酸鈣行業加快技術進步,獲取(qǔ)更高技術附加值得主攻方向。納米級超細(xì)碳酸鈣已成爲輕質碳酸(suān)鈣的(de)發展方向,2022年中國輕(qīng)質碳酸鈣市場規模(mó)爲141.74億(yì)元。
五、行業競争格局
長期以來,我國碳酸鈣行業發展偏(piān)重于(yú)輕質碳酸鈣,輕質碳酸鈣行業整體市場競争(zhēng)較爲充分,企業分布主要集中于浙江、江西、廣西、廣東(dōng)和河北等省份,大(dà)部分行業内企業相比國(guó)外領先企業來說(shuō)規模較小,競争力不強,市場(chǎng)集中度不高。
我國碳酸鈣資源(yuán)豐富,目(mù)前中國碳酸鈣年産量僅次于美國,占世界第二位,已成爲碳酸鈣生産大國,但還不是碳酸鈣(gài)生産(chǎn)強國。同時,産品的分散度較大,性能穩定(dìng)性差,遠遠不能滿足市場需求(qiú),每年(nián)仍需進口十幾萬(wàn)噸。國外納米級超細碳酸鈣己形成大規模工業化生(shēng)産,我們所采用燃(rán)料主要是煤,而國外,既有用煤作(zuò)燃料,也有用油和用氣,最高品質的納米碳酸鈣多是采用天然氣(qì)作爲燃料。
目前(qián)規模較大的跨國公司主要有美國礦物(wù)技術(shù)集團、Omya(歐米亞)、英格(gé)瓷、邱博等,國外企業依靠強大的研發能力、穩定可靠的産品質量(liàng)、精良的儀器、良好的品(pǐn)牌信譽,占據了國内大部分高端市場,價格普(pǔ)遍比國産同類産品高 1-3倍。
近年來國内企業(yè)綜合競争實力持續(xù)提升,一批實力較強的本土(tǔ)企業也相繼湧現,低端、中低端、中端産品市場幾乎全部被(bèi)國内企業占領,中高端産(chǎn)品市場份額也明顯提升,高端産品市場正逐步打破(pò)外資企業或其在華企業的壟斷局面。包括廣(guǎng)西華納新材料科技有限公司、東莞五全(quán)新材料有限公司、廣西桂林金山化工有限責任公司、山(shān)西蘭花華(huá)明納米材(cái)料有限公司、廣東恩(ēn)平納米碳酸鈣生産基地等優勢企業,在産品的質量水平和性價比方面與國際品牌的差距也日(rì)益(yì)縮小,甚至在(zài)部分領域逐漸替代了國際品牌(pái)。