全球鈦資源形勢分析

孫仁斌，王秋舒，元春華，張 潮，張鑫剛，巴特爾

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037；2.中國地質(zhì)大學(北京)，北京 100083)

金屬鈦作為重要工業(yè)戰(zhàn)略資源，廣泛應用于航空、航天、石油、化工、電力等領域，被稱為“現(xiàn)代金屬”“太空金屬”和“戰(zhàn)略金屬”，是現(xiàn)代工業(yè)和尖端科技不可或缺的金屬原料[1-4]。中國鈦礦資源豐富，但多為伴生礦，品位不高，鈦精礦進口量呈逐年上升趨勢，目前鈦精礦對外依存度超過了30%。因此，加強全球鈦礦資源分布規(guī)律研究，實施鈦礦資源全球配置戰(zhàn)略是保證中國鈦礦資源可持續(xù)供給的重要途徑。

1 鈦礦資源概況

1.1 鈦礦床類型

全球鈦礦床按成因可分為巖漿型礦床、沉積礦床、風化礦床、變質(zhì)成因礦床和變質(zhì)改造礦床5個大類，根據(jù)圍巖、原巖和成礦機制的不同可進一步劃分為11個小類(表1)。

1.2 全球鈦礦資源分布特點

目前，全球開發(fā)利用的鈦礦資源主要為鈦鐵礦、金紅石，以鈦鐵礦為主[5-6]。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)統(tǒng)計，鈦鐵礦約占世界鈦礦石消費量的89%，截至2017年底，全球鈦礦資源量已超過20億t(TiO2當量計)，儲量9.34億t，其中鈦鐵礦儲量為8.73億t，約占93.47%(表2)。除南極洲外，其余六大洲均有豐富的鈦礦資源，涉及29個國家[7]。澳大利亞鈦儲量居世界第一位，其次為中國、印度、南非、肯尼亞、巴西、馬達加斯加、挪威、加拿大、莫桑比克、烏克蘭、美國、越南和塞拉利昂[8]，上述14個國家鈦儲量約占世界總儲量的97%。

表1 全球鈦礦床類型劃分方案Table 1 The classification scheme of titanium deposit types in the global

資料來源：文獻[2]～[4]

表2 世界主要鈦礦資源國家儲量統(tǒng)計表(TiO2當量計)Table 2 The statistical table of titanium reserves in the world’s major countries(TiO2 equivalent)

資料來源：USGS,Mineral Commodity Summaries,2017

由表2可知，排名前五的鈦礦資源國家的探明儲量占全球總儲量的78%。全球有文獻資料記錄的鈦礦床(含鈦鐵礦和金紅石)共有143個，其中，大洋洲13個，約占9%；亞洲41個，約占29%；非洲37個，約占26%；北美洲21個，約占15%；歐洲19個，約占13%；南美洲12個，約占8%(圖1)。

圖1 全球鈦礦床分布圖Fig.1 The distribution diagram of global titanium deposits

1.3 中國鈦礦資源分布特點

我國資源總量豐富，根據(jù)原國土資源部《中國礦產(chǎn)資源報告2018》，2017年鈦礦查明資源儲量8.19億t(TiO2)。但優(yōu)質(zhì)鈦礦資源金紅石查明資源儲量很少，金紅石資源僅占查明資源儲量的2%，且金紅石絕大部分為低品位的原生礦，其儲量占全國金紅石資源的86%，砂礦僅為14%。在查明的鈦資源儲量中，鈦鐵礦約占98%。其中鈦鐵礦資源又以原生鈦(磁)鐵礦為主，原生鈦(磁)鐵礦約占鈦鐵礦查明資源儲量的92%，鈦鐵礦砂礦約占8%。

全國共探明鈦礦床142個，分布于20個省(區(qū))，主要產(chǎn)地為四川、河北、海南、湖北、廣東、廣西、山西、山東、陜西、河南等省(區(qū))。其中，鈦礦查明資源儲量絕大部分分布在四川和河北，合計查明資源儲量65 520.67萬t(TiO2含量)，占全國鈦礦查明資源儲量總量的92.0%。

2 鈦礦資源的勘查開發(fā)

2.1 重要資源國的勘查開發(fā)現(xiàn)狀

2.1.1 澳大利亞

澳大利亞是世界最大的鈦生產(chǎn)國和出口國，儲量居世界首位。鈦礦以外生沉積海濱砂型為主，主要分布在澳大利亞的東西海岸。澳大利亞西海岸的金紅石礦床位于巴謝爾頓到埃巴尼以北(1 300 km)的斯萬(Swan)濱海平原上和巴謝爾頓以南160 km的斯科特(Scott)濱海平原上。重礦物富集物沉積在下伏中生代基巖的浪蝕地臺中，在更新世時期因海退和海岸線升高而生成了礦床。西海岸帶砂礦重礦物的總蘊藏量在5 900萬t以上，其中有許多大型鈦鐵礦砂礦。澳大利亞東海岸的重礦物礦床南起新南威爾士州的肖爾黑文河口，沿海岸線北到昆士蘭州的開普克林頓，全長約1 700 km。礦床類型以現(xiàn)代及古老海岸線的海濱砂型重礦物砂為主，其中少部分風化礦床也是沿著海濱砂和海岸砂丘的隆起處，以及海岸線靠近內(nèi)陸的海侵砂丘系分布。這些礦床多形成于上新世的末期，或更新世的初期至現(xiàn)代。金紅石儲量約610萬t。

由于澳大利亞的鈦礦資源主要位于或靠近海岸，國家土地分配的其他用途導致澳大利亞約有19%的鈦鐵礦和26%的金紅石資源是不可用的，可開采的礦床主要分布在東西海岸和中部的莫里盆地。2017年，澳大利亞共生產(chǎn)鈦鐵礦90萬t、金紅石45萬t，大部分金紅石用于出口，51%的鈦鐵礦也用于出口，其余的用于深加工生產(chǎn)合成金紅石。

2.1.2 印度

印度鈦礦儲量豐富，品位高，主要分布在喀拉拉邦和泰米爾納德邦，主要成礦類型為外生沉積海濱砂型。印度的重礦物砂礦床位于西部海岸，喀拉拉邦半島頂端和奧里薩邦的東部海岸，礦床多形成于第四紀，以波浪作用生成的砂礦床為主。沿海地帶的重礦物主要由鈦鐵礦、白鈦石、金紅石、鋯石、硅線石、石榴石和獨居石等組成，其中鈦鐵礦和金紅石為主要礦物。至目前為止，由孟買原子能公司(Department of Atomic Energy,Mumbai)對泰米爾納德邦和西孟加拉地區(qū)約128.92 km2區(qū)域進行的調(diào)查表明，區(qū)內(nèi)鈦鐵礦資源量大致在461萬～520萬t之間。印度鈦加工工業(yè)相對落后，近年來，印度政府大力扶持鈦業(yè)發(fā)展，引進外資。其中，奧地利Stork Handelsgesmb H與印度安得拉邦礦業(yè)發(fā)展公司(APMDC)合作在斯里加古蘭地區(qū)開采鈦礦，該項目前3年的鈦鐵礦年產(chǎn)量為25萬t，第4年起50萬t。同時，由喀拉拉礦物與金屬有限公司(KMML)主建，耗資17億盧比的印度海綿鈦工廠已于2010年完工，印度已經(jīng)成為了全球第五大鈦金屬制造商。

2.1.3 南非

南非有各種類型的大型鈦礦石資源，以外生沉積海濱砂礦為主，主要位于東海岸東倫敦和莫桑比克邊界線之間965 km的地帶。其中含重礦物2%～25%，平均含量是9%。東海岸鈦鐵礦礦床品位比較低，TiO2平均含量是4.8%，金紅石TiO2含量約為91%，理查茲灣TiO2含量高達93.5%。南非理查茲灣重砂礦物鈦鐵礦鋯石礦床位于理查茲灣北部夸夸祖魯-納塔爾省的17 km的狹長海岸線上，覆蓋了Mzigazi湖和Nhlabane之間的大部分區(qū)域，估計資源量為77 000萬t，重礦物含量約為13.8%，其中鈦含量5.86%(鈦鐵礦+金紅石)。力拓(Rio Tinto)2008年發(fā)布的鈦礦石儲量為：證實儲量+概略儲量為2 420萬t(TiO2)。

2.1.4 巴西

巴西擁有大量鈦礦資源，主要成礦類型為外生沉積海濱砂型和風化堿性巖型，大型礦床主要分布于巴西東部。海濱砂型礦床從里約熱內(nèi)盧州東北角向北延伸進圣埃斯皮力圖州，直到多西河北部，總長度約有160 km，重砂礦物多呈帶狀產(chǎn)出，主要礦物組合為鈦鐵礦、獨居石、鋯石、金紅石等。風化堿性巖型礦床主要位于巴西的中南部的Tapira、Salltre和CatalaoI礦床，三個礦床的含鈦礦物均為銳鈦礦，銳鈦礦資源量可達3億t，礦石含TiO2高達20%；其中Tapira礦床規(guī)模最大，位于米納斯吉拉斯州，距貝洛奧里臧特約400 km。

2.1.5 馬達加斯加

馬達加斯加擁有大量外生沉積海濱砂型鈦礦床，主要分布在其南岸的托拉納羅(Tolagnaro)區(qū)域內(nèi)。其中規(guī)模最大儲量最豐富的礦床為Ranobe礦床，該礦床位于馬達加斯加西南部圖利亞拉港口往北約40 km處，礦化帶長約16 km，寬1～2 km，估計礦產(chǎn)資源量在95 900萬t左右，礦石儲量16 100萬t，是目前世界上規(guī)模最大的砂礦床。其中托拉納羅(Tolagnaro)礦床已由力拓(Rio Tinto)的子公司TITANE作為待開發(fā)項目進行投資與環(huán)境的評估。

2.1.6 挪威

挪威擁有鈦礦礦床或礦點約300個，規(guī)模較大的鈦鐵礦礦床主要分布于挪威南部的斯塔萬格斜長巖地區(qū)，但該地區(qū)礦石品位較低。Tellnes鈦鐵礦礦床是這一地區(qū)最重要的鈦礦礦床，每年鈦礦產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的6%～7%，其礦石儲量達到5 700萬t(含TiO2)，占世界總儲量的12%左右，目前該礦山由挪威克羅諾斯(Kronos)公司經(jīng)營。挪威的埃格松地區(qū)，富含的大量低品位的鈦鐵礦-磷灰石-磁鐵礦，可能成為未來具有經(jīng)濟前景的重要鈦資源，目前這些地區(qū)還在進一步調(diào)查中。

2.1.7 莫桑比克

莫桑比克的鈦資源主要集中在該國中南部的Moma礦床中，距楠普拉城160 km處。該礦區(qū)含鈦礦物為鈦鐵礦、金紅石、鋯石，Moma砂礦床主要由中細粒粉砂和黏土組成，礦化成分主要包括85%的鈦鐵礦、5%鋯石和2%的金紅石，另外還包含少量獨居石、十字石和石英。截止到2011年12月末，已探明儲量：鈦鐵礦約2 600萬t，鋯石礦180萬t，金紅石礦55萬t。目前，Moma項目由愛爾蘭肯梅爾(Kenmare)公司經(jīng)營。

2.1.8 塞拉利昂

塞拉利昂盛產(chǎn)高品位的天然金紅石礦，且礦產(chǎn)資源量超過840萬t。塞拉利昂的金紅石礦區(qū)大部分位于塞拉利昂南部沿海平原的帝國主義山附近，離首都約135 km的距離，礦區(qū)總面積約1 000 km2。礦區(qū)內(nèi)擁有20個儲量級別較高的礦床，其中有四個礦床世界聞名，分別是Gbangbama礦床、Sembehun礦床、Rotifunk礦床和Kambia礦床。大部分礦床形成于Gbangbama山脈之中，以及沿岸潮汐低平地帶。

2.2 全球主要鈦礦原材料供應商及主要礦山項目

2017年全球鈦礦原材料產(chǎn)量為708萬t(以TiO2當量計)，其中前十大供應商產(chǎn)量約占全球總供應量的79%，前六大供應商壟斷了超過60%的市場份額(表3)，其中，力拓(Rio Tinto)、伊魯卡(Iluka)和特諾(Tronox)分別控制了加拿大、澳大利亞、南非主要的鈦礦資源和原料供應。目前，中國雖然存在眾多中小型鈦礦原材料生產(chǎn)企業(yè)，但還沒有能躋身全球前十位的企業(yè)，且產(chǎn)量和質(zhì)量上都不能滿足國內(nèi)下游企業(yè)對鈦原料的需求，每年仍需要從越南、澳大利亞等國進口大量的高品質(zhì)鈦原料。

表3 全球主要鈦礦原材料供應商情況Table 3 Global major titanium ore raw material suppliers

資料來源：SNL Financial Commodity Profile Titanium，2017

3 全球鈦礦資源供需形勢分析

3.1 全球鈦礦資源供應

根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)資料顯示，2017年世界鈦精礦的產(chǎn)量為708.7萬t，相比2016年產(chǎn)量630.5萬t，同比提高了12.4%。產(chǎn)量比較多的國家主要有南非、澳大利亞、中國、莫桑比克、加拿大、肯尼亞等。前6大生產(chǎn)國合計占全球產(chǎn)量的70.58%。全球鈦礦最大的生產(chǎn)商是英國的力拓(RioTinto)集團，主要擁有加拿大、南非和馬達加斯加三個生產(chǎn)基地，其他產(chǎn)量比較大的生產(chǎn)商還有澳大利亞的伊魯卡(Iluka)、南非的艾克斯羅(Exxaro)和美國的克羅諾斯(Kronos)等。由于前6大供應商壟斷了全球超過60%的市場份額，易于形成堅固的價格同盟，在一定程度上控制了鈦精礦的價格走勢。

3.2 全球鈦礦資源需求

據(jù)海通證券2017年鈦精礦供需分析統(tǒng)計[9]，全球90%以上的鈦精礦資源用于鈦白粉的生產(chǎn)制造，5%用于生產(chǎn)海綿鈦，其余用于生產(chǎn)鈦材，如制造合金、陶瓷、焊條、玻璃及化學品等。統(tǒng)計顯示，全球鈦產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到185億美元。從需求來看，我國已成為全球最大的鈦精礦市場。目前，擁有從礦石處理到鈦材生產(chǎn)完整產(chǎn)業(yè)鏈的鈦工業(yè)國家只有4個：美國、日本、俄羅斯、中國。全球鈦行業(yè)消費主要集中在亞洲、歐洲和北美洲，這三大地區(qū)占據(jù)全球90%以上的鈦產(chǎn)品消費需求。

鈦白粉是一種性能優(yōu)異的白色顏料，是鈦工業(yè)生產(chǎn)中消費量最大，用途最廣的一種重要的精細化工產(chǎn)品。以美國為例，鈦白粉的主要應用領域：顏料涂料占58.6%，塑料制品及橡膠占25.5%，造紙占9.4%，其他的占6.5%。海綿鈦的延伸產(chǎn)品為鈦材，海綿鈦和鈦材產(chǎn)量是衡量一個國家鈦工業(yè)規(guī)模的兩個重要指標，海綿鈦產(chǎn)量反映原料生產(chǎn)能力，鈦材產(chǎn)量反映了深加工能力。具體來看，全球鈦材消費的主要領域是民用航空和工業(yè)領域，這兩部分基本上瓜分了鈦材消費市場的93%。目前全球鈦工業(yè)已形成中國、美國、獨聯(lián)體、日本和歐盟五大生產(chǎn)和消費主體。

吳優(yōu)[10]分析了全球鈦白粉市場的供需現(xiàn)狀，認為亞太地區(qū)仍將是全球最大的鈦白粉消費市場，預測2019年中國的鈦白粉需求量將達到285萬t。另據(jù)美通社發(fā)布信息稱，2016年全球航空航天領域用鈦量約為15萬t，占鈦材總量的45%，預計到2026年該領域?qū)︹伒男枨罅磕暝鲩L率將達到5%。

4 中國鈦資源供應安全分析

4.1 中國鈦資源供應現(xiàn)狀

盡管中國鈦資源較豐富，但多為共生型原礦，含鈦量較低，且主要以巖礦型鈦磁鐵礦形式存在，便于開采利用的金紅石型鈦礦僅占2%。而國內(nèi)鈦礦提純技術不夠發(fā)達，整體設備規(guī)模有限，生產(chǎn)出來的鈦精礦品位較低，對于高品位優(yōu)質(zhì)鈦礦的需求只能通過進口來滿足。2017年中國鈦精礦凈進口306.51萬t，同比增長20.91%，進口來源國主要為莫桑比克、肯尼亞、澳大利亞、塞內(nèi)加爾、越南。

4.2 中國鈦資源的需求現(xiàn)狀及趨勢

目前，國內(nèi)鈦行業(yè)存在同質(zhì)化及中低端鈦產(chǎn)品產(chǎn)能過?，F(xiàn)象，但是對高端鈦加工材的需求呈逐年快速上漲趨勢，國內(nèi)鈦加工材消費結構如圖2所示，化工領域需求最大，占比達43.40%。賈翃等[11]分析了我國鈦資源市場供需及消費情況，2017年我國在高端領域的鈦加工材需求較2016年有一定增長，預計未來5年內(nèi)，我國在航空航天、醫(yī)藥、船舶和海洋等領域的需求量將呈現(xiàn)加速增長的態(tài)勢。

圖2 2017年國內(nèi)鈦加工材各領域用量占比Fig.2 Ratio of China titanium mill products in different application fields in 2017

4.3 中國鈦資源對外依存度

我國鈦資源總量豐富，同時也是全球第一大鈦資源消費國，但主要以釩鈦磁鐵礦為主，與國外高品質(zhì)的鈦砂礦相比，鈦純度低，故鈦精礦進口依賴度較高，且釩鈦磁鐵礦一般先用于冶煉鋼鐵，尾礦再用于生產(chǎn)鈦精礦，因此鈦精礦產(chǎn)量受鋼鐵市場影響較大。據(jù)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)報道[12]，目前我國鈦資源對外依存度超過30%。

4.4 供應安全分析

從進口來源地分布觀察[13]，我國鈦精礦進口主要集中在印度、莫桑比克、肯尼亞、越南、澳大利亞和塞內(nèi)加爾6個國家，上述6國進口量占進口總量的近90%，總體來看進口集中度相對較高，2016年莫桑比克、越南和塞內(nèi)加爾的鈦精礦進口量大幅增長，使得進口集中度略有下降。從長期來看，穩(wěn)定現(xiàn)有的進口格局，有利于降低我國鈦資源供應的市場風險。

5 全球鈦礦資源戰(zhàn)略布局建議

5.1 開拓海外礦源，降低進口集中度

聚焦“一帶一路”沿線及中非合作論壇框架內(nèi)國家,如斯里蘭卡、南非、馬達加斯加、塞拉利昂等國。斯里蘭卡位于我國周邊，處于“一帶一路”沿線的關鍵節(jié)點，地理位置優(yōu)勢明顯，易于開采的海濱砂型鈦礦為該國優(yōu)勢礦種，且該國鈦礦市場對外資持開放態(tài)度，適時進入該國鈦礦資源市場，可有效緩解我國對越南鈦礦資源的依賴。南非、馬達加斯加、塞拉利昂等國鈦礦資源豐富，大量易于開采的鈦礦資源沿上述各國海岸帶分布，且相當一部分鈦礦項目仍處于草根勘查階段，在中非合作論壇框架內(nèi)，進一步加大對非洲鈦礦資源勘查開發(fā)及礦權交易投入，有利于保障我國鈦礦資源安全。

5.2 引進國外先進選冶技術，提高自身選礦水平

盡管我國鈦礦資源多為低品位共生型礦床，但資源總量豐富，因此我國鈦礦資源擁有巨大的發(fā)展?jié)撡|(zhì)，應積極引進國外先進選冶技術，提高自身選礦水平，提取到更高純度的鈦精礦。

5.3 加大高新技術投入，逐步擴大高端市場

中國是海綿鈦及鈦加工材的第一生產(chǎn)大國，但近年來開工率嚴重不足，總體發(fā)展存在“大而不強”的問題，目前正處在結構性過剩的產(chǎn)能調(diào)整期。我國鈦行業(yè)與國外發(fā)達國家的差距主要體現(xiàn)在欠缺材料基礎、原料冶金工藝、熔煉鍛造工藝等方面，航空、醫(yī)療、軍事等領域內(nèi)高端鈦合金產(chǎn)品的可靠性及批次穩(wěn)定性較差，因此急需引進并加大高新技術投入。目前我國由“制造大國”向“制造強國”逐步轉(zhuǎn)型，涉及到的諸多領域(航空、海洋、船舶、軌道、新能源、電力、生物醫(yī)藥)均與鈦產(chǎn)業(yè)相關，為鈦產(chǎn)業(yè)向高端市場邁進提供了機遇。

5.4 合并中小企業(yè)，充分利用規(guī)?；髽I(yè)資源

多年來，我國鈦行業(yè)發(fā)展無序，市場競爭較為激烈，反觀美國、日本等發(fā)達國家的鈦產(chǎn)業(yè)供應鏈均由幾家大企業(yè)完成，從而保證了產(chǎn)品價格的穩(wěn)定，因此整合國內(nèi)中小鈦企業(yè)勢在必行，通過兼并重組形成的企業(yè)資源可以促進高附加值產(chǎn)品的開發(fā)，使低端市場逐步向高端市場轉(zhuǎn)型。