1 国际碳酸钙市场
最近，全球工业分析公司（GIA）发布了全球碳酸钙市场的综合报告，碳酸钙的全球市场预计在2015年之前由于造纸行业使用碳酸钙的增加，将达到1.085亿吨，主要增长为沉淀碳酸钙（PCC）和纳米碳酸钙。为满足现有造纸厂不断增长的需求，从基于酸基方法技术转换为碱基处理技术是影响市场增长的关键因素。最近几年在全球范围内PCC消费的带动下，造纸厂和塑料行业在数量上逐渐增加，碳酸钙产量也显著上升，预计亚洲将引领增长。另一方面，重质碳酸钙（GCC）将继续享受从造纸工业在纸张涂料的应用，以及填料应用。
对碳酸钙新的市场研究报告指出，在世界范围内，亚洲-环太平洋地区是碳酸钙的最大区域市场。在市场未来的增长，预期由区域市场，如亚太，拉美和中东所驱动。拉美市场的碳酸钙预计后期有3.6％的年增长率。 造纸工业构成的最大市场为GCC，其次是塑料工业。 GCC继续享受造纸工业的需求和在涂料以及填料中的应用。GCC与沉淀碳酸钙（PCC）和高岭土竞争不仅存在于造纸工业中，也在存在于涂料应用中。然而，通过GCC在高速造纸机上应用，以其高品质的性能所赋予的亮度使其优于高岭土。越来越多地使用GCC作为功能性添加剂和加工助剂，除了作为填料使用外，预期用于许多精细研磨的碳酸钙的需求会大大增加。在塑料工业中，水合氧化铝和滑石是在更苛刻的应用中优选的矿物质，GCC也是最常用的填料。在亚洲消费量可能大幅增加，而北美和欧洲将缓慢增长。在拉丁美洲，产业缺少原材料的供应，需求很可能由进口石灰石来维持。
沉淀碳酸钙(PCC)的全球消费主要集中在亚洲。其他主要地区包括欧洲和北美，分别放置在远远的第二位和第三位。向前展望，预计亚洲将引领增长，在全球范围内PCC消费的带动下显著上升，在亚洲，最大的产能总数的70％以上集中在中国。同时，在欧洲和北美PCC消费预期低迷，主要是由于造纸厂倒闭，需求急剧下降，且由于经济衰退，加剧国内生产商之间竞争的结果。造纸行业代表世界上最大的PCC终端使用行业。
2 北美碳酸钙市场
2.1 国际市场对重钙（GCC）和轻钙(PCC)的需求和价格
国际市场以研磨重钙（GCC）为主，而轻钙（PCC）虽然不如重钙用量大，但是品种较多，从纳米钙到普通钙，从造纸专用钙到塑料、橡胶专用钙应有尽有。除了超细研磨重钙的价格比较高之外，普通重钙价格都非常低。轻钙的价格远远高于普通重钙，轻钙价格是重钙价格的4-10倍左右。重钙价格一般100美元/吨左右，折合人民币600元/吨左右，轻钙500美元/吨左右，折合人民币3000元/吨，远远高于国内同类产品价格。
2012 国际市场填料和颜料用量（MT）
| GCC |
75 |
| PCC |
14 |
| 高龄土 |
10 |
| 其它 |
2 |
GCC，PCC和高岭土价格比较，2012年9月（美元/吨）
GCC 英国 涂层 精致品位 出厂价 103
GCC 英国 无涂层 出厂价 75
GCC 美国 粗50-22 μm 离岸 26
GCC 美国 中等22-10μm FOB 105
GCC 美国 3μm的 未经处理的 FOB 185
GCC 美国 硬脂酸包覆 1.1-0.7μm FOB 400
GCC 美国 无涂层 1.1-0.7μm FOB 290
PCC 英国 涂 出厂价 550
PCC 英国 无涂层 出厂价 550
PCC 美国 PCC 精（0.4-1.0μm） 表面处理 离岸价375 |
2.2 北美碳酸钙市场变化趋势
（1）北美GCC和PCC市场
North America: Trade in calcium carbonate by country, 2001 to 2011 (000t)1
Exports（出口）
| 2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
|
| Canada |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
27 |
43 |
28 |
2 |
1 |
| Mexico |
22 |
42 |
63 |
66 |
83 |
72 |
53 |
31 |
20 |
19 |
12 |
| USA |
70 |
77 |
72 |
91 |
92 |
96 |
87 |
115 |
112 |
161 |
158 |
| Subtotal |
93 |
120 |
136 |
158 |
177 |
169 |
167 |
189 |
160 |
182 |
171 |
Imports（进口）
| Canada |
62 |
82 |
108 |
126 |
141 |
137 |
119 |
122 |
94 |
118 |
118 |
| Mexico |
11 |
10 |
8 |
12 |
13 |
10 |
10 |
8 |
6 |
8 |
8 |
| USA |
101 |
76 |
36 |
30 |
29 |
37 |
61 |
74 |
59 |
44 |
50 |
| Subtotal |
174 |
168 |
152 |
168 |
183 |
184 |
190 |
204 |
159 |
170 |
176 |
从出口表可以看出，加拿大和墨西哥出口量都非常小，只有美国出口量比较大，并且呈上升趋势。但是和中国比相差甚远。从进口表可以看出加拿大每年需要进口大量的碳酸钙，因为加拿大木材丰富，造纸工业对碳酸钙的需求非常大，进口量呈逐年上升趋势。美国和墨西哥基本持平。
（2）2011北美终端用户对GCC和PCC使用所占比例
| 造 纸 |
39% |
| 塑 料 |
18% |
| 粘 合 剂 |
10% |
| 颜 料 |
7% |
| 橡 胶 |
6% |
| 其 它 |
20% |
从上表看出，北美碳酸钙主要用于造纸行业，占39%，因为北美的森林覆盖率非常高，造纸业很发达。其次是塑料，占18%，再次粘合剂和密封剂，占10%。
（3）2011年北美GCC终端用户市场分配比例（%）
| 造 纸 |
32 |
| 塑 料 |
20 |
| 粘 合 剂 |
11 |
| 颜 料 |
8 |
| 橡 胶 |
6 |
| 其 它 |
23 |
重钙主要用在造纸行业，占32%，其次用在塑料行业，占20%，粘合剂占11%。
（4）2011年北美PCC终端用户市场分配比例（%）
| 造 纸 |
73 |
| 塑 料 |
7 |
| 粘 合 剂 |
2 |
| 颜 料 |
4 |
| 橡 胶 |
7 |
轻钙主要用在造纸行业，占73%，远远超过重钙所占比例。塑料行业仅占7%，远不如重钙的20%，粘合剂只有2%，也不如重钙的11%多。
（5）GCC和PCC用在造纸工业上的优点和缺点
GCC缺点和优点
高填充量，较低的亮度和不透明度
在等效负载水平 （但对GCC的强度负荷较高更少的不利影响抵消）
更好的运行性能，保水性和更好的排水（高机速）
加入装运化学分散剂成本
在某些情况下，高的耐磨损性能
良好的施胶效率，阴离子电荷
无残留
较低的运输成本（高固体含量高达78%）
PCC缺点和优点
可用于分散剂，如果现场有卫星工厂，成本更低的大型水面利于上浆。
较高的不透明度，亮度和体积的产生。
偏三角面体和文石形态。
强度降低，由于细颗粒空隙和纤维对纤维的键合干扰。
由于生产过程中较高的水分保持，低磨损，降低了生产速度，与粒子对相关表排水问题不利运行，未反应的微量生石灰有害于纸质量/运行性能，并会导致问题。
总之，重钙和轻钙各有特点，但是高质量的纸张对轻钙的需求量越来越大。
3 北美碳酸钙生产
3.1 美国沉淀碳酸钙（PCC）生产方法
PCC以多种钙原料为原料，有若干生产方法：
（1）碳化过程
（2）索尔维法
（3）石灰—纯碱工艺
（4）Calcitech过程
（5）填料回收过程
在美国北部大量使用的生产路线是碳化过程，碳化过程也是最直接、最常用的方法，这与中国的生产原料和生产方法基本相同。
使用生石灰（氧化钙）和二氧化碳（CO2），购买或制造，煅烧高纯石灰石生产高纯度石灰，因此高品位石灰石是必需的。高品质的石灰石受资源限制，PCC工厂可经济地在有资源区建立。
3.2 PCC卫星生产工艺
卫星工厂使用了与碳化过程类似的方法进行碳酸化，但二氧化碳由另外一个来源，通常由造纸厂提供。CO2由造纸厂生产蒸汽的烟道气或从车间回收系统提供。 现场PCC设备的经济可行性在很大程度上取决于它的尺寸和造纸厂气体的CO2含量。
3.3 美国碳酸钙工厂的特点
美国碳酸钙生产工厂的设备自动化程度较高，环保标准控制严，能量回收充分，综合利用程度高，往往碳酸钙厂只是综合化工厂的一个分厂。美国工厂品种齐全，有从纳米到十几微米各种粒径的碳酸钙，有各种专用碳酸钙，各种包覆碳酸钙。
特点：1、自动化程度高；2、环保，节能；3、品种齐全
PCC碳酸钙工厂
原石灰石是首先筛选和洗涤以除去杂质，并送入立式石灰竖窑预热，煅烧和冷却操作。该过程通过自动控制生产生石灰和二氧化碳气体。然后是水合石灰在批式反应器中进行，工艺：水化，过筛，去石灰杂质，线浆，然后进一步处理达到设计要求的工艺条件。在反应器中进行碳化。从石灰窑出来的CO2气体经冷却和洗涤，并进入分批式反应器。要求的条件是保持在反应器中可以获得不同等级的沉淀碳酸钙。这种浆料进一步洗涤，过滤、干燥，得到的沉淀碳酸钙细粉。
本文作者：张星辰（石家庄学院 化工学院，石家庄，050035）
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