重质碳酸钙产业创新行业

当今，人类面对能源的枯竭和气候恶性变化的双重挑战，世界各国都在致力于节能减排工作。在我国，这个艰巨的任务已上升为国家意志加以重视。加强碳酸钙等粉体的科技研发，是进一步促进节能减排的有效途径。从事粉体工程工作40多年，已研发几十项成果进入生产的赵学华老师携同四川省都江堰市云艺钙业有限公司建议在西部建立一个粉体填料科技研发中心，专门从事各种粉体的研发工作。这样既有利于用该中心的辐射效应推动西部大开发的顺利进行，更有利于节能减排与产业结构优化的推进。他们深信，经过共同努力，粉体填料一定会在国民经济的发展和节能减排的工作中大放异彩。

碳酸钙作为最大众化的填料而广泛用于多种行业。目前，我国碳酸钙的总产量大约在2000万吨/年。在2005年塑料改性专业委员会上一致公认碳酸钙为环境友好材料，号召大家尽可能多的使用无机粉体材料，它不仅可以降低这些行业原材料的使用量，而且可以降低对环境的污染。2010年5月11日，全国碳酸钙行业科技专家组组长刘树文、中国无机盐工业协会碳酸钙分会会长陶连印等专家在评审会上说，碳酸钙产业是朝阳产业，发展空间很大……

素有碳酸钙领域“老法师”之称的赵学华告诉《中国科技财富》：碳酸钙作为无机粉体材料，具有无毒、无嗅、无味等特点，作为制品的填充剂或改质剂，是一种非常环保的材料，因而被广泛的接受和应用。通过科技创新，拓展碳酸钙的使用范围，增加碳酸钙的使用量对于节能减排，构建和谐社会具有重要意义。

据了解：碳酸钙分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙两大类。重质碳酸钙和轻质碳酸钙由于粒径、晶形、界面的性质不同，它所反应的特性也是千差万别，为此也就延伸出活性碳酸钙、造纸用碳酸钙、塑料用碳酸钙、纳米碳酸钙、食用碳酸钙、药用碳酸钙、日用化学用碳酸钙、涂料用碳酸钙等许许多多的不同品种、不同用途的碳酸钙品种。目前市场对碳酸钙的要求越来越高，我国虽有多家科研单位在从事该领域的研究，但远不能满足碳酸钙产业升级的迫切需求。因此早就有专家呼吁，让资深专家牵头龙头企业，建立新的研究机构，通过官、产、研的紧密协作，构建产业创新的重要技术辐射点，从而带动整个行业的快速健康发展。

应用前景广阔

“碳酸钙的应用前景非常广阔。塑料、橡胶、造纸、建材等领域是作为其用量大户还是深具挖潜的空间。”赵学华侃侃而谈，如数家珍。

我国是当今世界上塑料制品的生产和消费大国。目前塑料制品及材料的总产量达7000万吨/年，已成为名副其实的塑料大国。而塑料加工中用量最大的粉体填充料就是碳酸钙，每年用于塑料填充的碳酸钙量约为900—1000万吨。

碳酸钙在塑料制品应用，不但可以较好的改变制品的力学性能，而且又是非常便宜的增量剂，在制品中大量填充碳酸钙，可以节省大量塑料原料；更为重要的是它又是非常环保的材料。上世纪80年代，国外就已经出现了用碳酸钙和塑料生产塑料纸。近几年，我国也已经有了这种塑料纸，称之为石头纸。这种塑料纸实际上就是高填充量碳酸钙的塑料薄膜。用这种塑料薄膜取代纸张，可以节省大量木材，同时又可以回收重复利用。如果废弃在外面，经日光照晒，很容易分解，对环境也不会造成污染。所以加快这种高填充量碳酸钙的塑料薄膜技术的研究开发力度将是一件非常利国利民的好事。

赵学华曾从无机粉体着手研究，历经9个月，170余次试验，终于在薄膜袋中得到了突破，使无机粉体在薄膜中的填充量从原来最多30%，增加到55%以上。

橡胶工业用碳酸钙作为填充增量剂、补强剂，早在18世纪的国外已经大量使用。由于汽车工业的发展，碳酸钙被大量使用于轮胎中。我国1929年开始生产轻质碳酸钙，用于胶鞋、胶管等橡胶制品中。1980年，我国自行研制出的超微细碳酸钙（粒径为10um的纳米碳酸钙）在橡胶中作为补强材料被应用。目前，我国橡胶耗用量达600多万吨/年，耗用碳酸钙达100多万吨。由于橡胶是从橡胶树采集而来的，橡胶树是热带植物，我国只有海南、云南少量种植，远不能满足需求，而绝大部分需要靠进口。

碳酸钙在天然胶、合成胶中填充，可以起到增容，使胶料坚挺，粒径较小的活性钙、超微细碳酸钙（纳米钙）又是较好的补强剂。经试验，碳酸钙经活性助剂表面修饰化处理后，用于橡胶中，其填充量可以提高到原填充量的2-3倍，这样就可以节省大量橡胶。目前，超微细碳酸钙由于颗粒接近于分子、原子尺寸，范德华力和分子间的力使其团聚，很难打开。但是如果将超微细碳酸钙和天然乳胶或合成乳胶合成，制成纳米母胶，这就使超微细碳酸钙所显示的功能大不一样了。这项技术一旦能突破，将使纳米材料在各个领域获得大规模应用，尤其是从节约不可再生的能源和保护环境的角度考虑，摆脱橡胶配合剂对石油资源的依赖，采用碳酸钙来取代以石油为原料的补强剂碳黑是未来的发展方向，碳酸钙前途不可限量。

目前，我国造纸总量约6000万吨/年左右，碳酸钙在造纸中是作为填充剂，每年的需求量约600万吨。由于造纸大量消耗木材，同时又产生大量的三废污染环境，增加纸制品中碳酸钙的填充量是减少木材消耗的最好途径。国内外也都致力于造纸碳酸钙的研究，以提高碳酸钙在纸制品中的填充量。由于碳酸钙是无机矿物，它没有和纸张结合的基础，因此如何将碳酸钙界面进行修饰处理，使其表面接上某种基团，和纸浆纤维能相融也是未来研究的前沿方向。这样不但可以大大的增加碳酸钙的填充量，以减少纸浆的用量，同时也减少了三废排放和木材使用量，保护了环境。

现在我国建筑涂料产量为260万吨/年，需碳酸钙约为80万吨。随着城市化建设和住宅建设的快速发展，需求量每年均以20%的增长速度递增，建筑涂料中的内外墙涂料的品种也在不断更新。随着社会的进步，人们对涂料也提出了新的需求，如要求建筑涂料要抵御墙面裂缝问题，涂料隔热保温等，这些都对碳酸钙提出了新的要求，研究涂料用碳酸钙也是当务之急。

低碳经济之良伴

正如上文所说，碳酸钙作为环境友好材料在各个领域都得到了广泛的应用，它能有效地降低价格昂贵的材料的使用量，尤其是在塑料制品中，由于大量填充了碳酸钙，有效地节省了塑料材料的使用量，降低了制品的成本。如碳酸钙经活性助剂表面修饰处理后，在塑料薄膜中可以添加50%以上，有效地降低塑料的使用量。这种高填充粉体的塑料薄膜不仅制作成本低，而且使用后废弃在外面经太阳照晒后几天就分解了，不会造成环境污染。我国目前塑料制品的产量为7000万吨左右，碳酸钙在塑料制品中的填充量平均每提升1%，就可以节省塑料20万吨左右，按每吨塑料需3吨原油计算，可节省60万吨石油。

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