我國縣域碳酸鈣產業高質量發展研究：以廣西壯族自治區興業縣為例

田 鍵，于宗敏，朱艷超，句 濤，劉 旻，胡 攀

(1.湖北大學材料科學與工程學院，湖北 武漢 430062；2.功能材料綠色制備與應用教育部重點實驗室，湖北 武漢 430062；3.工業廢棄物綠色產業化應用技術湖北省工程研究中心，湖北 武漢 430062；4.玉林師范學院碳酸鈣產業發展研究院，廣西 玉林 537000；5.湖北湖大天沭新能源材料工業研究設計院有限公司，湖北 武漢 430062)

0 引 言

碳酸鈣是一種重要的無機化工產品和功能型粉體材料，廣泛應用于塑料、造紙、涂料、橡膠、化學建材、食品、醫藥等行業與領域[1-3]。根據生產方法的不同，碳酸鈣大體可分為兩類：一類為以方解石、大理石等為原料，經機械粉碎及超細研磨制取的重質碳酸鈣；另一類為以石灰石為原料，經煅燒、消化、碳化、分離、干燥分級制取的輕質碳酸鈣。隨著造紙、涂料、塑料、橡膠等材料工業的快速發展，市場對重質碳酸鈣、輕質(納米)碳酸鈣等碳酸鈣產品的需求量越來越大。

我國碳酸鈣產業是最近30年快速發展起來的，大部分企業屬于小規模粗放式發展，同時受資源、技術、資金、場地、成本控制等限制，很多企業存在生產技術落后、產業層次低、資源消耗高、環境污染重、土地和能源集約節約程度低、高端人才匱乏、企業自主創新能力不足等問題，碳酸鈣資源高質低用現象突出、產品同質化競爭嚴重，導致企業發展滯逆化。目前，我國大部分地區碳酸鈣產業的發展模式無法適應新時期碳酸鈣產業高質量發展的要求。因此，探索新時期適合地區發展的高質量綠色碳酸鈣發展道路已成為政府的迫切需求。

1 碳酸鈣產業發展現狀

“十三五”期間，碳酸鈣產業是廣西壯族自治區重點發展的十大產業之一，截至2020年底，已形成千億級碳酸鈣產業規模。玉林市興業縣納米碳酸鈣及氧化鈣集群作為2018年廣西壯族自治區工業和信息化廳制定的《廣西碳酸鈣產業集群及產業鏈發展方案》[4]中重點建設的四個碳酸鈣產業集群之一[5-6]，在廣西壯族自治區碳酸鈣產業林中作用和地位尤為重要。

1.1 石灰巖資源基礎

廣西壯族自治區玉林市擁有儲量豐富的碳酸鈣資源，目前工業開采的石灰巖資源主要集中在興業縣轄區內，近年來，興業縣碳酸鈣產業快速發展，大型石灰巖、白云巖等礦山陸續被發現。興業縣石灰巖礦產資源儲量大、品位高、分布比較集中，興業縣的石灰巖、白云巖等礦產資源主要分布在興業縣西南部葵陽-城隍-蒲塘一帶，礦山共17座，其中，大型礦山2座，中型礦山4座，小型礦山11座。已查明的石灰巖資源礦區儲量見表1，空間分布情況如圖1所示。經初步估算，露出地表的石灰巖儲量可達100億t以上，僅四維礦區已查明的優質石灰巖資源儲量達2.9億t以上，平均品位54%以上。

圖1 興業縣石灰巖資源空間分布圖Fig.1 Spatial distribution of limestone resources in Xingye County

表1 興業縣優質石灰巖資源儲量Table 1 Reserves of high-quality limestone resources in Xingye County

1.2 碳酸鈣產業發展基礎與現狀

廣西壯族自治區玉林市目前工業開采的石灰巖資源主要集中在興業縣轄區內，而興業縣石灰巖資源開采主要分布在葵陽鎮、城隍鎮和蒲塘鎮三大巖礦區域。其中，用于工業開發的石灰巖幾乎全部集中于葵陽鎮。現已備案開采的采石場10處，年開采量已達1 000萬t左右。但目前興業縣石灰巖資源的開采面臨著零星開采、環境破壞嚴重、優質低用等問題，嚴重制約著興業縣碳酸鈣產業的發展。

近年來，興業縣依托玉林市新材料生態產業園，瞄準碳酸鈣行業前沿領域，通過技術人才引進、加強行業交流、擴大產學研合作等途徑，引入了高活性氧化鈣、輕質碳酸鈣、納米碳酸鈣等一批高品質、高附加值項目，持續推動碳酸鈣產業轉型升級。根據現場考察，與當地政府積極對接，總結出興業縣優質石灰巖資源開發利用現狀(表2)，目前位于新材料生態產業園內的碳酸鈣加工企業14家(表3)，在建和立項碳酸鈣產業項目10余項，總投資近百億元，產業集聚效應正在形成并蓬勃發展。

表3 玉林市新材料生態產業園區企業Table 3 New material ecological industrial park enterprise in Yulin City

續表3

2 碳酸鈣產業發展存在的問題

興業縣大部分碳酸鈣加工企業生產技術落后，存在資源開發利用同質、低效,資源配置低端化,技術、人才、產業鏈布局等產業發展問題。

2.1 資源開發利用同質低效

隨著鋼鐵行業去產能等政策的實施及環保要求的進一步加強，冶金熔劑用氧化鈣需求量出現明顯的下降，氧化鈣產量出現了供大于求的情況，各企業間同質化競爭嚴重，企業利潤效益等進一步被壓縮，整體抗市場風險能力較弱。同時，已投產的輕質(納米)碳酸鈣企業興業遠大建材有限公司，其生產規模為10萬t，其余規劃的輕質碳酸鈣項目設計規模都在10萬～20萬t之間，體量較小，沒有形成規模，無法起到積極帶動作用。

2.2 資源配置低端化

興業縣石灰巖資源儲量豐富，但大多數地區石灰巖資源未經過詳細地質勘測。較詳細勘探的區域為目前正在開采利用的四維礦區，其查明石灰巖儲量2.9億t，平均CaO含量54%以上[7]，其他區域石灰巖資源尚未進行勘探。同時，已查明的區域，由于前期規劃、政策等較落后，優質大型的石灰巖礦山多被生產低端水泥及冶金熔劑用氧化鈣的大型企業掌控。園區現有企業合計年產水泥350萬t，冶金熔劑用氧化鈣1 090萬t，年消耗石灰巖資源達2 500萬t以上[8]。大量優質的石灰巖資源主要被用于生產水泥及工業冶金熔劑用氧化鈣等低端低值產品，造成優質石灰巖資源的巨大浪費，無法發揮興業縣優質石灰巖資源的優勢。

2.3 技術、人才、產業鏈布局等產業發展問題

興業縣現有氧化鈣生產企業大多采用技術含量低的套筒窯，極個別企業使用較先進的麥爾茲窯，但整體上生產工藝和裝備還較落后，自動控制和信息化水平較低下，生產工藝和裝備的落后導致高能耗、高污染、高排放以及產品質量低且不穩定等問題。碳酸鈣企業沒有建立“產學研用”合作機制及相應的研發機構，絕大多數企業沒有研發部門，高水平的技術人才、管理人才嚴重缺乏，興業縣碳酸鈣行業具有中級職稱的專業技術人員僅16人，自主創新能力急需增強。同時，政府對產業資金等支持還停留在口頭，沒有形成正式文件政策落到實處。

由于興業縣碳酸鈣產業基本是近20年來自發從小到大，從少到多逐步發展起來的，受技術、資金、成本等限制，大多企業趨向先開展技術門檻低、投資較小、見效快的冶金熔劑用氧化鈣等項目，而投資較大、技術門檻較高的輕質(納米)碳酸鈣的項目遲遲無法有實質性的進展，輕質(納米)碳酸鈣深加工的延伸產業鏈幾乎沒有開展。

鑒于存在上述問題，興業縣碳酸鈣產業高質量快速發展，建成玉林市納米碳酸鈣及氧化鈣集群，茂廣西壯族自治區碳酸鈣產業之“林”可能成為一紙空談，無法得到具體實施。

3 興業縣碳酸鈣高質量發展的措施

加快興業縣碳酸鈣產業向高質量可持續方向發展，綜合考慮石灰巖資源的自然資源屬性、社會屬性和環境屬性，實現其科學統一發展。根據興業縣產業基礎及市場需求，綜合對其碳酸鈣產業進行高質量發展規劃建議，通過規劃的具體實施，能實現玉林市新材料生態產業園區平滑轉型升級，支撐建成高質量碳酸鈣新材料產業集群，實現興業縣成為國家級經濟強縣。

3.1 高值高效利用石灰巖資源，避免同質化無序競爭

梯級高值高效利用原則的建立是碳酸鈣產業高質量健康發展最為重要的關鍵環節之一，尤其是政府對碳酸鈣相關產業整體發展及布局的關鍵參考依據之一。通過對碳酸鈣產業高質量發展進行的大量研究和思考[9]，以為其核心是在緊密圍繞國家礦產資源節約和高效利用意見的基礎上，遵循現有國家行業標準和規范，結合目前廣西壯族自治區玉林市產業發展的具體情況，進一步建立和完善石灰巖資源高值高效利用標準規范體系。目前碳酸鈣產業關于相關生產成品的石灰巖標準主要是參考中華人民共和國自然資源部頒發的《石灰巖、水泥配料礦產地質勘查規范》(DZ/T 0213—2020)[10]，其主要對水泥、黑色冶金熔劑石灰巖、有色冶金熔劑石灰巖等行業用石灰巖要求進行規定，但標準僅僅對品位的最低要求進行了規定，沒有具體上限的要求，這是目前碳酸鈣產業大量優質石灰巖資源被低值利用而無法制止的癥結所在。

結合多年來從事碳酸鈣產業技術、工藝及裝備的開發及產業化經驗，依照國家行業標準[11-12]，在遵循相關產品對CaO含量最低標準基礎上，規定了產品最高標準均進行了要求制定的石灰巖梯級高值高效利用原則[9](圖2)。圖2主要制定了按照石灰巖中CaO含量的梯度變化，將含量大于54%的優質石灰巖用于生產高附加值的輕質碳酸鈣和納米碳酸鈣產品，主要應用于高端塑料、造紙、涂料、醫藥、電子、食品等行業；將含量處于49%～53%之間的中間品質石灰巖用于生產活性氧化鈣和由此消化得到的氫氧化鈣，主要應用于冶金熔劑、化工及食品深加工等行業；將含量小于48%的低品質石灰巖用于水泥行業和建筑行業。根據石灰巖資源CaO含量不同，將石灰巖原料梯級分配給各相關產業，做到資源優質優用，吃干榨盡，價值及環境效應最大化的全閉合產業鏈。同時，依據上述原則根據產品價值從低至高劃分了5個層級價值鏈梯度，對政府和企業總體謀劃碳酸鈣產業的高質量發展具有重大的參考價值。

圖2 石灰巖梯級高值高效利用原則Fig.2 High value and efficient utilization principle of limestone ladder

3.2 科學配置石灰巖資源

石灰巖資源優化配給制度是從原料供應角度上保障資金及基礎實力較弱，但產品技術含量高、附加值高，符合國家鼓勵類發展產業且潛力巨大的中小型企業，最大限度從原料專項供應上著手，防止優礦低用，提高優質石灰巖資源的利用價值，保障碳酸鈣產業高質量發展。針對目前興業縣石灰巖資源利用及“十四五”碳酸鈣產業高質量發展的現狀，亟需參照石灰巖高值高效利用原則，根據不同碳酸鈣產品對石灰巖品質要求，建立興業縣碳酸鈣產業石灰巖資源優化配給制度，并不斷優化。根據《廣西興業縣四維礦區石灰巖礦資源儲量核實報告》對四維礦區石灰巖礦體的勘察情況，詳細了解其礦床品位數據，根據碳酸鈣產品與石灰巖原料的匹配關系制定出四維礦區石灰巖資源優化配給圖(圖3)，其中四維礦區整體覆蓋層剝土覆蓋層約為0.11億t，其可用于礦山生態修復復墾土。夾石層約為0.09億t，石灰巖礦約為0.27億t，通過開采破碎約產生粉料0.72億t，主要供應水泥熟料用原料。顆粒石灰巖骨料主要用于供應興業縣碳酸鈣產業生產所需，其中CaO含量為49%～53%的石灰巖主要用于供應冶金溶劑用氧化鈣產業，含量大于54%的石灰巖用于供應高端輕質(納米)碳酸鈣產業。

圖3 興業縣四維礦區石灰巖資源優化配給圖Fig.3 Optimal allocation of limestone resources in Siwei Mining Area of Xingye County

3.3 興業縣對碳酸鈣產業發展有關技術、人才、產業鏈布局相關措施

3.3.1 加快碳酸鈣新興高值化產業技術創新

按照“布局優化、企業集群、產業成鏈、集約發展”的要求，加快興業縣碳酸鈣產業園區集群建設，完善園區基礎設施集中供給，并發展成為大規模的循環經濟產業園區、全國碳酸鈣重要生產基地、新材料生態產業發展示范基地。加強與高校、科研單位的合作，依托碳酸鈣產業發展研究院，爭取在技術、人才、科研成果等方面的大力支持，走出一條“政產學研用”結合、校所企聯盟的新型工業化之路。堅持創新驅動發展，鼓勵企業加大技改力度，大力推廣使用先進的生產技術和裝備。引導企業研發適銷對路的新產品，推動原材料從初加工向精深加工轉變，提高產品的科技含量和附加值。

3.3.2 加大碳酸鈣產業“雙招雙引”激勵政策

高質量的經濟發展和資源利用水平離不開人才、項目和資源的支撐，招才引智和招商引資是開放最重要、最核心的內容，也是推動高質量發展，實現新舊動能轉換最重要的支撐。招才引智首先要健全人才服務體系，開展興業縣招才引智行動專項計劃，及時公開發布工作動態、人才供求信息。其次要積極打造人才發展平臺，設立創新創業基地，建立科技孵化器，與高校、科研院所、高新技術企業擴展合作平臺。最后人才引進方式要創新，制定組團式引進、定向引進、柔性引進等多種方式的人才引進政策。

3.3.3 碳酸鈣產業鏈布局相關措施

合理的碳酸鈣園區產業鏈的布局對碳酸鈣產業的高質量健康發展尤其重要。對于碳酸鈣產業的發展，《西部地區鼓勵類產業目錄(2020年本)》中廣西壯族自治區部分第26條明確指出鼓勵超細重鈣、改性重鈣、超細輕鈣、改性輕鈣、納米鈣等高端碳酸鈣生產、下游精深加工及配套產業；《廣西工業產業結構調整指導目錄(2021年本)》中明確提出鼓勵食品用、化妝品用、醫藥用等生物醫藥級碳酸鈣，透氣膜用、密封膠用和油墨用等高端工業專用型碳酸鈣；同時在《廣西碳酸鈣產業集群及產業鏈發展方案》[4]中明確指出興業縣要重點發展超微細碳酸鈣粉體功能填料、納米碳酸鈣、活性氧化鈣等高附加值產品，以及紙品、管業等碳酸鈣下游產業及配套產業。

為了進一步延伸和拉長碳酸鈣產業鏈，促進興業縣碳酸鈣產業高質量發展，在國家和地區鼓勵發展產業的基礎上，要根據興業縣當地的產業基礎，科學規劃相關園區在碳酸鈣產業中的功能定位。依據位于興業縣的玉林市新材料生態產業園已有的水泥、活性氧化鈣、輕質碳酸鈣等產業基礎，規劃玉林市新材料生態產業園為興業縣碳酸鈣產業鏈前端，主要功能定位為碳酸鈣產業鏈上游，主要產品有活性氧化鈣、輕質(納米)碳酸鈣和低品位碳酸鈣資源消納的水泥產業；依據位于興業縣城隍鎮輕化工產業園前期的輕化工產業及前期規劃基礎，規劃城隍鎮輕化工產業園為碳酸鈣產業中塑料、高檔建材、造紙及涂料等方面的延伸產業鏈；根據興業縣大平山食品產業園的食品深加工產業基礎和玉林市中醫藥健康產業園中醫藥產業基礎，補充興業縣食品醫藥健康產業園。圖4主要依據上述關聯關系，將興業縣碳酸鈣產業規劃形成一條包括原料開采、低端、中端、高端的全產業發展的鏈條，各園區間形成相互依托、差異化和高端化發展的態勢。

圖4 興業縣碳酸鈣產業園間銜接關系Fig.4 Linkage between high quality calcium carbonate industrial parks in Xingye County

針對個每個園區功能定位及重點發展方向，在遵循國家及地方相關產業政策的基礎上，根據碳酸鈣產業情況，結合目前市場需求情況，為興業縣各相關園區可重點發展的項目進行了初步規劃和建議，如圖5所示。

圖5 興業縣各園區重點發展項目Fig.5 Key development projects of industrial parks in Xingye County

依據上述興業縣碳酸鈣產業的規劃，在“十四五”至“十六五”期間，興業縣規劃新建項目20余項提升和完善原有碳酸鈣產業鏈，初步核算可實現新增產值189億元，興業縣碳酸鈣產業規模達到接近300億元，新增納稅14億元/a，直接帶動就業超3 000人，間接帶動第三產業就業超20 000人。

3.4 制定碳酸鈣產業市場準入條件

為推動興業縣碳酸鈣產業高質量發展，必須科學地制定興業縣碳酸鈣產業相關項目的準入門檻。根據《產業結構調整指導目錄(2019年本)》《西部地區鼓勵類產業目錄(2020年本)》和《廣西工業產業結構調整指導目錄(2021年本)》中鼓勵類、限制類和淘汰類項目名錄和國家、行業及地方等相關環境標準，制定興業縣碳酸鈣產業通用準入標準和專項準入標準，堅決制止技術落后、單位能耗高、排放不達標等相關項目獲批進駐。興業縣碳酸鈣產業規劃項目主要依托原有興業縣活性氧化鈣產業基礎，主要規劃產業為納米碳酸鈣及相關延伸產業，屬于國家鼓勵類項目，在國家層面上符合國家碳酸鈣產業發展方向。

廢氣、廢水、廢渣、粉塵、噪音排放達到國家及地方的環保標準，主要廢水、廢氣、廢渣污染物排放滿足總量控制指標要求[7]；企業新建、改建、擴建過程中嚴格遵守安全生產“三同時”規定，在日常生產、經營活動中嚴格執行國家、地方的安全生產法律、法規以及相關行業規范標準要求，具備完善的安全生產和勞動衛生保護設施和制度。

4 結 語

我國碳酸鈣工業經歷探索前進、快速擴張發展[13]，但碳酸鈣產業整體上與科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少的新型工業化要求仍有較大差距。實現碳酸鈣產業向高質量發展轉變，應立足新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局、推動高質量發展。這就要求碳酸鈣產業的高質量發展必須實現碳酸鈣自然資源屬性、社會屬性和環境屬性的科學統一發展。要從碳酸鈣產業鏈頭開始，做到善待資源、推動碳酸鈣資源的區域整合[14-15]、精細化綠色開采、優化配給；鏈中碳酸鈣產業布局合理、產品生產工藝及裝備做到綠色化、智能化、規模化；鏈尾做到精細化、專用化、功能化及系列化。同時，要在管理和實施機制、技術創新和“雙招雙引”激勵政策等方面加大力度，保障碳酸鈣產業高質量健康發展。另外，碳酸鈣產業是二氧化碳產生大戶，同時也是潛力二氧化碳消納大戶，所以碳酸鈣園區各企業、各環節之間的碳減排和消納也將會成為碳酸鈣產業密切關注的議題。