我国县域碳酸钙产业高质量发展研究：以广西壮族自治区兴业县为例

田 键，于宗敏，朱艳超，句 涛，刘 旻，胡 攀

(1.湖北大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430062；2.功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室，湖北 武汉 430062；3.工业废弃物绿色产业化应用技术湖北省工程研究中心，湖北 武汉 430062；4.玉林师范学院碳酸钙产业发展研究院，广西 玉林 537000；5.湖北湖大天沭新能源材料工业研究设计院有限公司，湖北 武汉 430062)

0 引 言

碳酸钙是一种重要的无机化工产品和功能型粉体材料，广泛应用于塑料、造纸、涂料、橡胶、化学建材、食品、医药等行业与领域[1-3]。根据生产方法的不同，碳酸钙大体可分为两类：一类为以方解石、大理石等为原料，经机械粉碎及超细研磨制取的重质碳酸钙；另一类为以石灰石为原料，经煅烧、消化、碳化、分离、干燥分级制取的轻质碳酸钙。随着造纸、涂料、塑料、橡胶等材料工业的快速发展，市场对重质碳酸钙、轻质(纳米)碳酸钙等碳酸钙产品的需求量越来越大。

我国碳酸钙产业是最近30年快速发展起来的，大部分企业属于小规模粗放式发展，同时受资源、技术、资金、场地、成本控制等限制，很多企业存在生产技术落后、产业层次低、资源消耗高、环境污染重、土地和能源集约节约程度低、高端人才匮乏、企业自主创新能力不足等问题，碳酸钙资源高质低用现象突出、产品同质化竞争严重，导致企业发展滞逆化。目前，我国大部分地区碳酸钙产业的发展模式无法适应新时期碳酸钙产业高质量发展的要求。因此，探索新时期适合地区发展的高质量绿色碳酸钙发展道路已成为政府的迫切需求。

1 碳酸钙产业发展现状

“十三五”期间，碳酸钙产业是广西壮族自治区重点发展的十大产业之一，截至2020年底，已形成千亿级碳酸钙产业规模。玉林市兴业县纳米碳酸钙及氧化钙集群作为2018年广西壮族自治区工业和信息化厅制定的《广西碳酸钙产业集群及产业链发展方案》[4]中重点建设的四个碳酸钙产业集群之一[5-6]，在广西壮族自治区碳酸钙产业林中作用和地位尤为重要。

1.1 石灰岩资源基础

广西壮族自治区玉林市拥有储量丰富的碳酸钙资源，目前工业开采的石灰岩资源主要集中在兴业县辖区内，近年来，兴业县碳酸钙产业快速发展，大型石灰岩、白云岩等矿山陆续被发现。兴业县石灰岩矿产资源储量大、品位高、分布比较集中，兴业县的石灰岩、白云岩等矿产资源主要分布在兴业县西南部葵阳-城隍-蒲塘一带，矿山共17座，其中，大型矿山2座，中型矿山4座，小型矿山11座。已查明的石灰岩资源矿区储量见表1，空间分布情况如图1所示。经初步估算，露出地表的石灰岩储量可达100亿t以上，仅四维矿区已查明的优质石灰岩资源储量达2.9亿t以上，平均品位54%以上。

图1 兴业县石灰岩资源空间分布图Fig.1 Spatial distribution of limestone resources in Xingye County

表1 兴业县优质石灰岩资源储量Table 1 Reserves of high-quality limestone resources in Xingye County

1.2 碳酸钙产业发展基础与现状

广西壮族自治区玉林市目前工业开采的石灰岩资源主要集中在兴业县辖区内，而兴业县石灰岩资源开采主要分布在葵阳镇、城隍镇和蒲塘镇三大岩矿区域。其中，用于工业开发的石灰岩几乎全部集中于葵阳镇。现已备案开采的采石场10处，年开采量已达1 000万t左右。但目前兴业县石灰岩资源的开采面临着零星开采、环境破坏严重、优质低用等问题，严重制约着兴业县碳酸钙产业的发展。

近年来，兴业县依托玉林市新材料生态产业园，瞄准碳酸钙行业前沿领域，通过技术人才引进、加强行业交流、扩大产学研合作等途径，引入了高活性氧化钙、轻质碳酸钙、纳米碳酸钙等一批高品质、高附加值项目，持续推动碳酸钙产业转型升级。根据现场考察，与当地政府积极对接，总结出兴业县优质石灰岩资源开发利用现状(表2)，目前位于新材料生态产业园内的碳酸钙加工企业14家(表3)，在建和立项碳酸钙产业项目10余项，总投资近百亿元，产业集聚效应正在形成并蓬勃发展。

表3 玉林市新材料生态产业园区企业Table 3 New material ecological industrial park enterprise in Yulin City

续表3

2 碳酸钙产业发展存在的问题

兴业县大部分碳酸钙加工企业生产技术落后，存在资源开发利用同质、低效,资源配置低端化,技术、人才、产业链布局等产业发展问题。

2.1 资源开发利用同质低效

随着钢铁行业去产能等政策的实施及环保要求的进一步加强，冶金熔剂用氧化钙需求量出现明显的下降，氧化钙产量出现了供大于求的情况，各企业间同质化竞争严重，企业利润效益等进一步被压缩，整体抗市场风险能力较弱。同时，已投产的轻质(纳米)碳酸钙企业兴业远大建材有限公司，其生产规模为10万t，其余规划的轻质碳酸钙项目设计规模都在10万～20万t之间，体量较小，没有形成规模，无法起到积极带动作用。

2.2 资源配置低端化

兴业县石灰岩资源储量丰富，但大多数地区石灰岩资源未经过详细地质勘测。较详细勘探的区域为目前正在开采利用的四维矿区，其查明石灰岩储量2.9亿t，平均CaO含量54%以上[7]，其他区域石灰岩资源尚未进行勘探。同时，已查明的区域，由于前期规划、政策等较落后，优质大型的石灰岩矿山多被生产低端水泥及冶金熔剂用氧化钙的大型企业掌控。园区现有企业合计年产水泥350万t，冶金熔剂用氧化钙1 090万t，年消耗石灰岩资源达2 500万t以上[8]。大量优质的石灰岩资源主要被用于生产水泥及工业冶金熔剂用氧化钙等低端低值产品，造成优质石灰岩资源的巨大浪费，无法发挥兴业县优质石灰岩资源的优势。

2.3 技术、人才、产业链布局等产业发展问题

兴业县现有氧化钙生产企业大多采用技术含量低的套筒窑，极个别企业使用较先进的麦尔兹窑，但整体上生产工艺和装备还较落后，自动控制和信息化水平较低下，生产工艺和装备的落后导致高能耗、高污染、高排放以及产品质量低且不稳定等问题。碳酸钙企业没有建立“产学研用”合作机制及相应的研发机构，绝大多数企业没有研发部门，高水平的技术人才、管理人才严重缺乏，兴业县碳酸钙行业具有中级职称的专业技术人员仅16人，自主创新能力急需增强。同时，政府对产业资金等支持还停留在口头，没有形成正式文件政策落到实处。

由于兴业县碳酸钙产业基本是近20年来自发从小到大，从少到多逐步发展起来的，受技术、资金、成本等限制，大多企业趋向先开展技术门槛低、投资较小、见效快的冶金熔剂用氧化钙等项目，而投资较大、技术门槛较高的轻质(纳米)碳酸钙的项目迟迟无法有实质性的进展，轻质(纳米)碳酸钙深加工的延伸产业链几乎没有开展。

鉴于存在上述问题，兴业县碳酸钙产业高质量快速发展，建成玉林市纳米碳酸钙及氧化钙集群，茂广西壮族自治区碳酸钙产业之“林”可能成为一纸空谈，无法得到具体实施。

3 兴业县碳酸钙高质量发展的措施

加快兴业县碳酸钙产业向高质量可持续方向发展，综合考虑石灰岩资源的自然资源属性、社会属性和环境属性，实现其科学统一发展。根据兴业县产业基础及市场需求，综合对其碳酸钙产业进行高质量发展规划建议，通过规划的具体实施，能实现玉林市新材料生态产业园区平滑转型升级，支撑建成高质量碳酸钙新材料产业集群，实现兴业县成为国家级经济强县。

3.1 高值高效利用石灰岩资源，避免同质化无序竞争

梯级高值高效利用原则的建立是碳酸钙产业高质量健康发展最为重要的关键环节之一，尤其是政府对碳酸钙相关产业整体发展及布局的关键参考依据之一。通过对碳酸钙产业高质量发展进行的大量研究和思考[9]，以为其核心是在紧密围绕国家矿产资源节约和高效利用意见的基础上，遵循现有国家行业标准和规范，结合目前广西壮族自治区玉林市产业发展的具体情况，进一步建立和完善石灰岩资源高值高效利用标准规范体系。目前碳酸钙产业关于相关生产成品的石灰岩标准主要是参考中华人民共和国自然资源部颁发的《石灰岩、水泥配料矿产地质勘查规范》(DZ/T 0213—2020)[10]，其主要对水泥、黑色冶金熔剂石灰岩、有色冶金熔剂石灰岩等行业用石灰岩要求进行规定，但标准仅仅对品位的最低要求进行了规定，没有具体上限的要求，这是目前碳酸钙产业大量优质石灰岩资源被低值利用而无法制止的症结所在。

结合多年来从事碳酸钙产业技术、工艺及装备的开发及产业化经验，依照国家行业标准[11-12]，在遵循相关产品对CaO含量最低标准基础上，规定了产品最高标准均进行了要求制定的石灰岩梯级高值高效利用原则[9](图2)。图2主要制定了按照石灰岩中CaO含量的梯度变化，将含量大于54%的优质石灰岩用于生产高附加值的轻质碳酸钙和纳米碳酸钙产品，主要应用于高端塑料、造纸、涂料、医药、电子、食品等行业；将含量处于49%～53%之间的中间品质石灰岩用于生产活性氧化钙和由此消化得到的氢氧化钙，主要应用于冶金熔剂、化工及食品深加工等行业；将含量小于48%的低品质石灰岩用于水泥行业和建筑行业。根据石灰岩资源CaO含量不同，将石灰岩原料梯级分配给各相关产业，做到资源优质优用，吃干榨尽，价值及环境效应最大化的全闭合产业链。同时，依据上述原则根据产品价值从低至高划分了5个层级价值链梯度，对政府和企业总体谋划碳酸钙产业的高质量发展具有重大的参考价值。

图2 石灰岩梯级高值高效利用原则Fig.2 High value and efficient utilization principle of limestone ladder

3.2 科学配置石灰岩资源

石灰岩资源优化配给制度是从原料供应角度上保障资金及基础实力较弱，但产品技术含量高、附加值高，符合国家鼓励类发展产业且潜力巨大的中小型企业，最大限度从原料专项供应上着手，防止优矿低用，提高优质石灰岩资源的利用价值，保障碳酸钙产业高质量发展。针对目前兴业县石灰岩资源利用及“十四五”碳酸钙产业高质量发展的现状，亟需参照石灰岩高值高效利用原则，根据不同碳酸钙产品对石灰岩品质要求，建立兴业县碳酸钙产业石灰岩资源优化配给制度，并不断优化。根据《广西兴业县四维矿区石灰岩矿资源储量核实报告》对四维矿区石灰岩矿体的勘察情况，详细了解其矿床品位数据，根据碳酸钙产品与石灰岩原料的匹配关系制定出四维矿区石灰岩资源优化配给图(图3)，其中四维矿区整体覆盖层剥土覆盖层约为0.11亿t，其可用于矿山生态修复复垦土。夹石层约为0.09亿t，石灰岩矿约为0.27亿t，通过开采破碎约产生粉料0.72亿t，主要供应水泥熟料用原料。颗粒石灰岩骨料主要用于供应兴业县碳酸钙产业生产所需，其中CaO含量为49%～53%的石灰岩主要用于供应冶金溶剂用氧化钙产业，含量大于54%的石灰岩用于供应高端轻质(纳米)碳酸钙产业。

图3 兴业县四维矿区石灰岩资源优化配给图Fig.3 Optimal allocation of limestone resources in Siwei Mining Area of Xingye County

3.3 兴业县对碳酸钙产业发展有关技术、人才、产业链布局相关措施

3.3.1 加快碳酸钙新兴高值化产业技术创新

按照“布局优化、企业集群、产业成链、集约发展”的要求，加快兴业县碳酸钙产业园区集群建设，完善园区基础设施集中供给，并发展成为大规模的循环经济产业园区、全国碳酸钙重要生产基地、新材料生态产业发展示范基地。加强与高校、科研单位的合作，依托碳酸钙产业发展研究院，争取在技术、人才、科研成果等方面的大力支持，走出一条“政产学研用”结合、校所企联盟的新型工业化之路。坚持创新驱动发展，鼓励企业加大技改力度，大力推广使用先进的生产技术和装备。引导企业研发适销对路的新产品，推动原材料从初加工向精深加工转变，提高产品的科技含量和附加值。

3.3.2 加大碳酸钙产业“双招双引”激励政策

高质量的经济发展和资源利用水平离不开人才、项目和资源的支撑，招才引智和招商引资是开放最重要、最核心的内容，也是推动高质量发展，实现新旧动能转换最重要的支撑。招才引智首先要健全人才服务体系，开展兴业县招才引智行动专项计划，及时公开发布工作动态、人才供求信息。其次要积极打造人才发展平台，设立创新创业基地，建立科技孵化器，与高校、科研院所、高新技术企业扩展合作平台。最后人才引进方式要创新，制定组团式引进、定向引进、柔性引进等多种方式的人才引进政策。

3.3.3 碳酸钙产业链布局相关措施

合理的碳酸钙园区产业链的布局对碳酸钙产业的高质量健康发展尤其重要。对于碳酸钙产业的发展，《西部地区鼓励类产业目录(2020年本)》中广西壮族自治区部分第26条明确指出鼓励超细重钙、改性重钙、超细轻钙、改性轻钙、纳米钙等高端碳酸钙生产、下游精深加工及配套产业；《广西工业产业结构调整指导目录(2021年本)》中明确提出鼓励食品用、化妆品用、医药用等生物医药级碳酸钙，透气膜用、密封胶用和油墨用等高端工业专用型碳酸钙；同时在《广西碳酸钙产业集群及产业链发展方案》[4]中明确指出兴业县要重点发展超微细碳酸钙粉体功能填料、纳米碳酸钙、活性氧化钙等高附加值产品，以及纸品、管业等碳酸钙下游产业及配套产业。

为了进一步延伸和拉长碳酸钙产业链，促进兴业县碳酸钙产业高质量发展，在国家和地区鼓励发展产业的基础上，要根据兴业县当地的产业基础，科学规划相关园区在碳酸钙产业中的功能定位。依据位于兴业县的玉林市新材料生态产业园已有的水泥、活性氧化钙、轻质碳酸钙等产业基础，规划玉林市新材料生态产业园为兴业县碳酸钙产业链前端，主要功能定位为碳酸钙产业链上游，主要产品有活性氧化钙、轻质(纳米)碳酸钙和低品位碳酸钙资源消纳的水泥产业；依据位于兴业县城隍镇轻化工产业园前期的轻化工产业及前期规划基础，规划城隍镇轻化工产业园为碳酸钙产业中塑料、高档建材、造纸及涂料等方面的延伸产业链；根据兴业县大平山食品产业园的食品深加工产业基础和玉林市中医药健康产业园中医药产业基础，补充兴业县食品医药健康产业园。图4主要依据上述关联关系，将兴业县碳酸钙产业规划形成一条包括原料开采、低端、中端、高端的全产业发展的链条，各园区间形成相互依托、差异化和高端化发展的态势。

图4 兴业县碳酸钙产业园间衔接关系Fig.4 Linkage between high quality calcium carbonate industrial parks in Xingye County

针对个每个园区功能定位及重点发展方向，在遵循国家及地方相关产业政策的基础上，根据碳酸钙产业情况，结合目前市场需求情况，为兴业县各相关园区可重点发展的项目进行了初步规划和建议，如图5所示。

图5 兴业县各园区重点发展项目Fig.5 Key development projects of industrial parks in Xingye County

依据上述兴业县碳酸钙产业的规划，在“十四五”至“十六五”期间，兴业县规划新建项目20余项提升和完善原有碳酸钙产业链，初步核算可实现新增产值189亿元，兴业县碳酸钙产业规模达到接近300亿元，新增纳税14亿元/a，直接带动就业超3 000人，间接带动第三产业就业超20 000人。

3.4 制定碳酸钙产业市场准入条件

为推动兴业县碳酸钙产业高质量发展，必须科学地制定兴业县碳酸钙产业相关项目的准入门槛。根据《产业结构调整指导目录(2019年本)》《西部地区鼓励类产业目录(2020年本)》和《广西工业产业结构调整指导目录(2021年本)》中鼓励类、限制类和淘汰类项目名录和国家、行业及地方等相关环境标准，制定兴业县碳酸钙产业通用准入标准和专项准入标准，坚决制止技术落后、单位能耗高、排放不达标等相关项目获批进驻。兴业县碳酸钙产业规划项目主要依托原有兴业县活性氧化钙产业基础，主要规划产业为纳米碳酸钙及相关延伸产业，属于国家鼓励类项目，在国家层面上符合国家碳酸钙产业发展方向。

废气、废水、废渣、粉尘、噪音排放达到国家及地方的环保标准，主要废水、废气、废渣污染物排放满足总量控制指标要求[7]；企业新建、改建、扩建过程中严格遵守安全生产“三同时”规定，在日常生产、经营活动中严格执行国家、地方的安全生产法律、法规以及相关行业规范标准要求，具备完善的安全生产和劳动卫生保护设施和制度。

4 结 语

我国碳酸钙工业经历探索前进、快速扩张发展[13]，但碳酸钙产业整体上与科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新型工业化要求仍有较大差距。实现碳酸钙产业向高质量发展转变，应立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展。这就要求碳酸钙产业的高质量发展必须实现碳酸钙自然资源属性、社会属性和环境属性的科学统一发展。要从碳酸钙产业链头开始，做到善待资源、推动碳酸钙资源的区域整合[14-15]、精细化绿色开采、优化配给；链中碳酸钙产业布局合理、产品生产工艺及装备做到绿色化、智能化、规模化；链尾做到精细化、专用化、功能化及系列化。同时，要在管理和实施机制、技术创新和“双招双引”激励政策等方面加大力度，保障碳酸钙产业高质量健康发展。另外，碳酸钙产业是二氧化碳产生大户，同时也是潜力二氧化碳消纳大户，所以碳酸钙园区各企业、各环节之间的碳减排和消纳也将会成为碳酸钙产业密切关注的议题。