全球鈦資源現(xiàn)狀概述及我國鈦消費趨勢

崇霄霄， 欒文樓， 王豐翔, 2， 邱鐵棟， 張萬益

1. 河北地質(zhì)大學(xué)資源與環(huán)境工程研究所區(qū)域地質(zhì)與成礦作用重點實驗室，河北 石家莊 050031; 2. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037； 3. 河北省地礦局第九地質(zhì)大隊，河北 邢臺 054000； 4. 中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037

鈦[titanium (Ti) ]具有強度高、低密度、抗腐蝕、低阻尼、超導(dǎo)性的特點，被廣泛應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)療、信息技術(shù)、高端裝備制造等領(lǐng)域，被譽為“太空金屬”“海洋金屬”和“全能金屬”[1,2]。顯然，鈦的應(yīng)用是衡量國家發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志之一，其社會的工業(yè)化程度越高，用量越大。美國將鈦列為35種關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄，并認(rèn)為其是繼鐵、鋁之后處于發(fā)展中的“第三金屬”和“戰(zhàn)略金屬”[1]。歐盟將鈦列入61種關(guān)鍵原材料目錄。在我國，鈦也因其優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)和稀缺性，使鈦產(chǎn)業(yè)被列為中國制造2025和《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》中的重點。

鈦屬于大離子親石元素，主要以氧化物和硅酸鹽的形式存在。地殼中含鈦礦物近140多種，常見的有鈦鐵礦(FeTiO3)、金紅石及同質(zhì)多像銳鐵礦(TiO2)、鐵板鈦礦(Fe2TiO5)、鈣鈦礦(CaTiO3)、鎂鈦礦[(Mg, Fe)TiO3]、紅鈦錳礦(MnTiO3)和榍石(CaTiSiO5)等[3,4,5,6]。然而，鈦金屬的經(jīng)濟價值和開采潛力高度依賴于賦存礦物的品質(zhì)，目前具有開采價值的主要為鈦的氧化物：鈦鐵礦和金紅石(銳鈦礦)[7,8]。全球近90%的鈦資源從鈦鐵礦分離提取，而高品質(zhì)的鈦產(chǎn)品主要依賴金紅石類礦物。

加強全球鈦資源資源現(xiàn)狀與利用趨勢研究，能夠為制定關(guān)鍵礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)政策提供理論依據(jù)，進(jìn)而加強鈦資源的礦產(chǎn)管理。本文從全球鈦資源分布特征出發(fā)，研究判斷全球鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢和供需格局，深入分析世界和我國鈦資源的供應(yīng)形勢，提出保障我國鈦資源安全供應(yīng)的合理化建議，以期對實現(xiàn)能源資源保障和全球配置提出理論思考。

鈦元素在地殼的豐度為0.61%，主要分布在亞洲、非洲、北美、歐洲和大洋洲等地(圖1)。其中，具有工業(yè)開采價值的礦物主要為鈦鐵礦和金紅石，根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)[9]，全球鈦鐵礦和金紅石儲量分別為8.8億t和6 200萬t(表1)。

表12018年全球鈦鐵礦、金紅石產(chǎn)量及儲量(104t)(數(shù)據(jù)源自USGS，2018)[9]

Table1 Global production and reserves (104t ) of ilmenite and rutile in 2018(Datafrom USGS，2018)

國家鈦鐵礦產(chǎn)量儲量金紅石產(chǎn)量儲量鈦資源產(chǎn)量儲量美國10200//10200澳大利亞7025 000252 9009527 900巴西54 300//54 300加拿大853 100//853 100中國8523 000//8523 000印度308 5001740319 240肯尼亞285 40091 300376 700馬達(dá)加斯加104 000//104 000莫桑比克601 4000.88860.81 488挪威203 700//203 700塞內(nèi)加爾25/0.8/25.8塞拉利昂//17491749南非506 30010830607 130烏克蘭235901025033840越南20160//20160其他國家152 600140162 640合計53688 25074.66 197610.694 447

全球已探獲有鈦礦資源的國家有30多個，鈦資源量排在前列的國家分別有中國(2.3億t)、澳大利亞(2.5億t)、印度(8 500萬t)、南非(6 300萬t)、巴西(4 300萬t)和塞拉利昂(490 萬t)(圖2a)。根據(jù)賦存礦物劃分，鈦鐵礦資源主要集中在中國、澳大利亞、印度、南非和巴西等國(圖2b)；金紅石鈦礦資源量則主要分布在澳大利亞、南非、印度和塞拉利昂(圖2c)。根據(jù)礦床類型劃分，沉積型鈦礦成礦帶主要分布在澳大利亞東西海岸、南非理查茲灣、美國南部和東海岸、印度半島南部喀拉拉邦、斯里蘭卡、烏克蘭和巴西東南海岸，典型礦床為澳大利亞的North Stradbroke Island、南非的Bothaville、Richards Bay等(表2和圖1)；巖漿型鈦礦主要分布在美洲北部、北歐和中國的巖漿省，典型礦床有加拿大Lac Tio、挪威Tellnes、中國的攀枝花和承德大廟等(表2和圖1)；變質(zhì)型金紅石鈦礦主要分布在全球高壓-超高壓變質(zhì)帶，典型礦床意大利的PiamPaludo、中國的東海、丁叉叉山等(表2和圖1)。

圖1全球鈦礦床類型及其分布(礦床數(shù)據(jù)主要源自USDI and USGS，2017)[1,10,11]

Fig. 1 Types and distribution of titanium deposits in the world (Ore deposit data are mainly derived from USDI and USGS, 2017)[1,10,11]

1 鈦礦床成因類型

就全球而言，鈦礦化受產(chǎn)出環(huán)境、原巖地球化學(xué)以及富集的動力機制控制明顯。世界級的鈦礦床主要分布在古老地盾區(qū)及其邊緣或褶皺帶中的變質(zhì)地體內(nèi)[5,6]。眾多的鈦礦床類型中，從成因類型及規(guī)模來看主要有三類：(1)與侵入巖有關(guān)的巖漿-熱液型的鈦礦床(巖礦型)，該類型礦床多具有成礦區(qū)集中、貯量大的特點，但是多是共生礦，主要礦物有鈦鐵礦、鈦磁鐵礦等，礦石品位(質(zhì))較低，礦石選礦分離較為困難；(2)與高壓-超高壓變質(zhì)作用有關(guān)的金紅石鈦礦床，該類型礦床具有品位相對較高，成分簡單，可綜合回收利用礦物多，經(jīng)濟價值高等特點；(3)海濱沉積型鈦礦，是當(dāng)前世界上鈦礦床中最重要的類型。該類礦床主要集中在海岸、河灘等地，礦物有金紅石、砂狀鈦鐵礦、板鈦礦、白鈦礦等：該類礦床具有Fe2O3較高含量、結(jié)構(gòu)疏松、雜質(zhì)易分離等特點。三類礦床以巖礦型和沉積型礦床為主(圖3)。

圖2全球鈦資源分布特征：(a)世界主要鈦資源分布國家；(b)和(c)世界鈦鐵礦和金紅石資源分布國家；(d)世界主要鈦原料生產(chǎn)國；(e)和(f)世界鈦鐵礦和金紅石資源生產(chǎn)國圖.

Fig. 2 Distribution characteristics of global titanium resources: (a) Major titanium resource distribution countries in the world; (b) Distribution countries of ilmenite resources in the world; (c) Distribution countries of rutile resources in the world; (d) Major producer of titanium raw materials in the world; (e) Producing countries of ilmenite resource in the world; (f) Producing countries of rutile resource in the world

圖3世界主要鈦礦床(主要成因類型)資源量(Mt)與TiO2品位(%)對比圖解(修改自USDI and USGS，2017)[1]

Fig. 3 Comparison of resources (Mt) and TiO2grade (%) of major world titanium deposits (main genesis types)

巖礦型鈦礦床指與晚期巖漿作用有關(guān)的巖漿鈦鐵礦床，堿性雜巖中巖漿型鈦鈮鉭稀土礦床、斑巖型鈦鐵礦床以及熱液斑巖型礦床。晚期巖漿作用有關(guān)的富鐵鈦氧化物礦床是由一套復(fù)雜的鎂鐵質(zhì)巖石組成，包括斜長巖、輝長巖和輝長巖。主要礦石礦物為鈦鐵礦和鈦赤鐵礦，常見規(guī)模巨大的釩鈦磁鐵礦礦床。而堿性雜巖中巖漿型鈦鈮鉭稀土礦床一般為中小規(guī)模。賦礦圍巖為一系列連續(xù)侵入的堿性巖石，包括碳酸鹽巖、霞石、輝石、正長巖等巖石類型[12]。此類礦床含有豐富的鈣鈦礦(一種鈣鈦氧化物)，輝石的TiO2含量在1.9%～9.6%之間(平均約5.3%TiO2)，還有大量的稀土元素、釷、鈮、釩[13]。在大型火成巖體熱液變質(zhì)礦床中，鈦礦床一般是出現(xiàn)在含有浸染性黃銅礦和其他硫化物的斑巖銅礦床周圍的蝕變帶內(nèi)，如美國賓漢峽谷(Bingham Canyon)或智利厄爾特尼恩特(El Teniente)，金紅石可由含鈦硅酸鹽和氧化物的破壞，通過高溫?zé)嵋毫黧w引入圍巖而形成[14,15]。此類礦床規(guī)模較小，主要礦物為金紅石。

表2鈦礦床類型及典型礦床

Table2 Titanium deposit types and typical deposits

礦床類型典型礦物經(jīng)濟價值代表性礦床巖漿、熱液礦床(巖礦型)斜長巖地體鮞粒-鈦鐵礦1魁北克湖,挪威特爾內(nèi)斯斜長-輝長巖鈦鐵礦、鈦磁鐵礦2紐約桑福德湖區(qū),層狀鎂鐵質(zhì)侵入巖鈦鐵礦、鈦磁鐵礦2魁北克喜雀山,中國攀枝花超基性橄長巖鈦鐵礦、鈦磁鐵礦3明尼蘇達(dá)長鼻山鈉長石交代銳鈦礦3挪威Krager,弗吉尼亞玫瑰島堿性/交代鈣鈦礦、板鈦礦、金紅石3科羅拉多州鐵山,阿肯色州磁鐵灣堿性風(fēng)化巖銳鈦礦2巴西卡塔洛、薩利特爾、塔皮拉中性風(fēng)化巖金紅石4弗吉尼亞州、玫瑰島斑巖礦床金紅石3猶他州賓漢姆、智利ElTeniente變質(zhì)型礦床榴輝巖控礦金紅石2挪威Engeb?fjellet,意大利皮亞帕盧多斜長角閃巖控礦金紅石3中國代縣綠片巖控礦金紅石5馬里蘭州迪寧接觸交代斜長巖鈦鐵礦-金紅石4弗吉尼亞州玫瑰島交代富鋁片巖金紅石5科羅拉多州Evergreen沉積型礦床河流沉積金紅石,鈦鐵礦1塞拉利昂的莫格韋莫和謝爾博河海灘或海岸沙丘鈦鐵礦、變質(zhì)鈦鐵礦、金紅石、白榴石1澳大利亞東部北斯特拉布魯克島;南非理查茲灣;佛羅里達(dá)州TrailRidge巖化古砂礦鈦鐵礦、變質(zhì)鈦鐵礦、金紅石、白榴石2南非布什維爾風(fēng)化沉積變質(zhì)鈦鐵礦、白榴石1佛羅里達(dá)州TrailRidge(部分)

注：經(jīng)濟價值意義如下:1,具重大現(xiàn)實意義;2,潛在重要;3,可能重要;4,中等重要;5,次要。

變質(zhì)型鈦礦床一般是金紅石礦床。這一大類的金紅石礦床主要包括榴輝巖型、角閃巖型、變質(zhì)(粉)砂巖型和變質(zhì)鋁硅酸鹽巖4個礦床類型[5,6]。富鈦原巖的變質(zhì)作用是對這類金紅石礦的共生礦物組合和含鋁硅酸鹽礦物中TiO2含量高低影響較大的因素。在高壓(超高壓)、高級變質(zhì)的榴輝巖中，鈦的氧化物只以金紅石形式存在，一般不生成鈦鐵礦，共生的脈石礦物可能有石榴子石、綠輝石和閃石等，只有在退化變質(zhì)帶才有可能出現(xiàn)少量鈦鐵礦；在中(低)級變質(zhì)的角閃片巖和變質(zhì)(粉)砂巖中，金紅石常與鈦鐵礦等密切共生，個別礦床甚至出現(xiàn)較多的銳鈦礦。

沉積類型的鈦礦床，礦石類型多為高級鈦鐵礦和金紅石。一般是從海岸沙丘和海灘砂中的松散重礦物(比重> 2.85 g/cm3的礦物)中獲取的。當(dāng)含鈦礦物和其他重礦物從母巖中被剝蝕，經(jīng)過運輸和分選，最后沉積在河流、海灘或風(fēng)成環(huán)境中時，就形成了重砂礦床。許多開采利用價值高的沉積鈦礦床具有以下特點: (1) 礦床位于被動大陸邊緣，并伴生有高級變質(zhì)巖或鎂鐵質(zhì)火成巖；(2)多出現(xiàn)在受海平面變化控制或沉積率相對較低的海岸線區(qū)域；(3)隨著海侵或高能波浪沿海岸漂流期間，礦砂經(jīng)過了反復(fù)沖刷改造；(4)許多障壁島和(或)風(fēng)成沙丘經(jīng)剝蝕以后在地形上可形成砂礦體高點[16-19]。

2 全球鈦資源的生產(chǎn)與出口

2.1 主要生產(chǎn)與出口國

近年來，全球鈦礦產(chǎn)量基本保持平穩(wěn)，產(chǎn)量穩(wěn)定在600萬t以上，主要產(chǎn)自澳大利亞、加拿大、中國、南非、莫桑比克等國(表1和圖3d)。其中，鈦鐵礦原材料主要生產(chǎn)于澳大利亞、中國、加拿大、莫桑比克、越南、挪威等(圖3e)，2018年產(chǎn)量為536萬t(表1)，金紅石的生產(chǎn)國則主要為澳大利亞、塞拉利昂、南非、烏克蘭等(圖3f)，2018年的產(chǎn)量總和為75萬t(表1)。其中南非、澳大利亞、加拿大、莫桑比克、印度等國出口量較大，主要供應(yīng)至美國、日本、中國、德國等國家。

2018年，世界鈦工業(yè)在航空航天、一般工業(yè)、能源和石化等領(lǐng)域的鈦需求繼續(xù)穩(wěn)步回升，隨著全球鈦工業(yè)的產(chǎn)量穩(wěn)步增長，預(yù)計全球鈦礦的產(chǎn)能未來五年內(nèi)將會繼續(xù)顯著增長。

2.2 主要礦業(yè)企業(yè)

2.2.1 全球鈦資源供應(yīng)企業(yè)

全球鈦資源的開發(fā)主要集中在美國、加拿大、南非、澳大利亞、南非等國。截至2016年，全球鈦精礦總產(chǎn)能近650萬t/a，主要控制在力拓(Rio Tinto)、愛綠卡(IIuka)等十大供應(yīng)商，其產(chǎn)能比重占世界總供應(yīng)量的80%(表3)。其中，力拓(Rio Tinto)為全球鈦礦最大生產(chǎn)商，主要擁有加拿大、南非和馬達(dá)加斯加三個生產(chǎn)基地鈦鐵礦年產(chǎn)量約140 ～ 150 萬t(表3)。此外，力拓(Rio Tinto)、艾璐卡(IIuka)和特諾(Tronox)則分別控制著加拿大、澳大利亞和南非主要的鈦礦資源和原料供應(yīng)。

2.2.2 我國主要鈦礦企業(yè)

我國鈦資源主要以鈦鐵礦為主，鈦礦生產(chǎn)基地主要集中在四川攀西地區(qū)、云南、廣西、廣東、河北、海南等地[20]。

我國雖然存在眾多鈦原料生產(chǎn)企業(yè)，但目前產(chǎn)量能夠躋身全球前列的企業(yè)較少，在產(chǎn)量和質(zhì)量上均不能滿足國內(nèi)下游企業(yè)對鈦原料的需求，每年還需從澳大利亞等國進(jìn)口大量的高品質(zhì)的鈦精礦。目前我國主要的鈦精礦采選企業(yè)包括攀鋼礦業(yè)、龍蟒礦冶、重鋼西昌礦業(yè)、安寧股份、坤元/立宇、興中礦業(yè)、興鼎鈦業(yè)等(表3)。上述企業(yè)均集中于我國攀西地區(qū)，產(chǎn)品以釩鈦鐵精礦為主，其中攀鋼礦業(yè)、龍蟒礦冶、重鋼西昌礦業(yè)以及安寧股份四家公司的鈦精礦年產(chǎn)能較高，合計約225萬t，約占國內(nèi)總產(chǎn)量的26.4%。

表3全球和我國主要鈦礦石生產(chǎn)企業(yè)(數(shù)據(jù)源自中國有色網(wǎng))

Table3 Major titanium ore production enterprises in the world and China (Data from the China nonferrous network)

礦業(yè)公司國家/地區(qū)礦山分布鈦原料產(chǎn)品TiO2產(chǎn)能/(萬t·a-1)全球鈦礦石生產(chǎn)企業(yè)力拓RioTinto英國加拿大RTFT、馬達(dá)加斯加QMM金紅石、氯化渣、酸溶渣170愛綠卡Iiuka澳大利亞西澳大利亞州、維多利亞州鈦精礦、金紅石110特諾Tronox美國南非KZN、澳大利亞Tiwest鈦精礦、鈦渣、人造金紅石、金紅石、白鈦石75克羅諾斯Kronos挪威挪威Tellnes鈦精礦40肯梅爾Kenmare愛爾蘭莫桑比克Moma鈦精礦、金紅石33科斯特Cristal澳大利亞澳大利亞Bunbury鈦精礦、白鈦石、金紅石27我國主要鈦礦石生產(chǎn)企業(yè)攀鋼礦業(yè)四川白馬、朱家包包鈦精礦80龍蟒礦冶四川紅格鈦精礦60重鋼西昌四川太和(西昌)鈦精礦40安寧股份四川潘家田鈦精礦45

3 全球鈦資源主要消費與進(jìn)口國

截至2016年，全球鈦精礦消費>600 萬t，鈦精礦消費相關(guān)產(chǎn)值>180億美元。鈦精礦加工主要形成三個產(chǎn)品：(1)鈦白粉(所占比重約90%)，主要作為涂料行業(yè)、油墨行業(yè)、塑料行業(yè)、造紙行業(yè)、橡膠行業(yè)、化纖行業(yè)、醫(yī)藥和食品行業(yè)制品的原料；(2)海綿鈦(所占比重約4%)，是生產(chǎn)鈦材的主要原料，主要應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)療等方面；(3)鈦焊條(所占比重約6%)，主要用于工業(yè)輔助材料[21,22]。

全球鈦精礦消費主要集中在亞洲、歐洲和北美，三大地區(qū)消費合計占全球近 90%。就具體國家而言，全球鈦消費主要集中在中國、美國和日本[23]。其中，中美消費量共占全球80%以上：(1)我國已經(jīng)成為全球鈦精礦消費第一大國。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國鈦精礦的消費一直處于穩(wěn)步上升的趨勢。截至2016年，消費總量基本處于> 500萬t/a;(2)美國是鈦礦第二消費大國。自2008年金融危機后，鈦消費量逐步回升，基本維持在100萬t/a 上下；(3)日本也是鈦礦重要的消費大國。其原料主要依賴進(jìn)口，消費總量一直在15萬t 左右。

4 我國鈦資源消費現(xiàn)狀與趨勢

4.1 我國主要進(jìn)口來源

由于我國缺乏高品位鈦礦，增加國外高品質(zhì)鈦精礦的進(jìn)口已成為必然趨勢。目前中國高品質(zhì)鈦精礦對外依存度已經(jīng)超過50%。據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，2015—2018年，我國鈦精礦在經(jīng)歷了數(shù)年低谷后，呈現(xiàn)逐年上升態(tài)勢，年均進(jìn)口量為267.32萬t，其中，2018年鈦精礦進(jìn)口量為319.9萬t，為歷年之最(表4和圖4)。由此可見，2015年以來，盡管我國經(jīng)濟從高速增長進(jìn)入中高速增長的調(diào)整階段，但經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，航空航天、航海、生物科技等高端制造突飛猛進(jìn)，鈦精礦的需求量將不斷增長。因此，我國高品質(zhì)鈦資源對外依存度高將成為長期的國情[24-27]。

圖4 2015—2018年中國鈦金屬主要進(jìn)口國(b)和近年進(jìn)口總量(a)統(tǒng)計圖(數(shù)據(jù)源自：中國有色網(wǎng))

Fig.4(a)Statisticalchartoftotalimportsinrecentyears; (b)Majorimportersoftitaniumfrom2015to2018(DatafromtheChinanonferrousnetwork)

就進(jìn)口來源國而言，2015—2018年期間，莫桑比克、肯尼亞、印度、澳大利亞是中國最主要的鈦精礦進(jìn)口國，約占總進(jìn)口額的71%(圖4和表4)。需要指出的是，莫桑比克和塞內(nèi)加爾鈦資源的進(jìn)口量逐年增長，成為我國鈦精礦進(jìn)口來源的亮點；韓國和美國的進(jìn)口量增加主要體現(xiàn)在用于高端制造的鈦材方面；此外，盡管越南和印度仍然是我國鈦精礦的主要進(jìn)口國。但由于地緣政治和進(jìn)口國政府的出口限制，這兩國對我國進(jìn)口量呈較大波動，增加了未來中國鈦進(jìn)口的不確定性。

4.2 我國鈦工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀

鈦金屬的消費與全球經(jīng)濟冷暖密切相關(guān)，總體可分為三個繁榮階段：(1)第一階段(1988—1990年)，美國民用航空工業(yè)的復(fù)蘇和日本化學(xué)、發(fā)電工業(yè)市場的活躍導(dǎo)致了國際鈦加工業(yè)市場的相對活躍的階段，這一階段持續(xù)到1990年美國經(jīng)濟衰退和日本經(jīng)濟泡沫的崩潰；(2)第二個階段(1994—2001年)，鈦金屬消費第二個活躍期是由于日本經(jīng)濟復(fù)蘇且美國民用航空工業(yè)再次復(fù)蘇，這一階段隨著亞洲金融危機和航空市場的蕭條而終止；(3)第三階段(2004—2008年)，自2004年始，國際經(jīng)濟和航空業(yè)呈現(xiàn)飛速發(fā)展，鈦金屬消費急速增長。就消費領(lǐng)域而言，全球46%的鈦精礦制作成鈦材(鈦板、鈦棒、鈦管和鈦絲)，并進(jìn)一步制作成鈦構(gòu)件、晶體結(jié)構(gòu)致密的鈦錠等，應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域(圖5和6a)；43% 的鈦精礦制作成鈦白粉，主要應(yīng)用于涂料、塑料、油墨、造紙等工業(yè)領(lǐng)域(圖5和圖6a)；2% 鈦精礦也可制成鈦粉、四氯化鈦等，應(yīng)用在新興材料(MLCC，粉末冶金、3D打印)(圖5和圖6a)。此外，還有9%的鈦精礦用作軍工產(chǎn)業(yè)(圖6a)。[23]

表42015-2018年中國鈦精礦主要進(jìn)口國及進(jìn)口量統(tǒng)計表(數(shù)據(jù)源自：中國有色網(wǎng))

Table4 Statistics of major importers and imports of titanium concentrates from 2015 to 2018 (Data from the China nonferrous network)

產(chǎn)地2015年進(jìn)口量/萬t占比/%2016年進(jìn)口量/萬t占比/%2017年進(jìn)口量/萬t占比/%2018年進(jìn)口量/萬t占比/%莫桑比克12.946.8846.91861.42099.9731肯尼亞38.6220.5445.371851.11744.5614澳大利亞30.5116.2322.83955.251841.6113韓國0.490.266.5339.78330.910越南12.346.5637.691532.91129.329印度50.827.0260.12424.75825.248南非1.450.771.31128.89916.275塞內(nèi)加爾0.110.0612.36511.7947.322美國0.050.03000.0506.962烏克蘭2.951.575.3329.4633.621總和188.04100.00254.84100306.51100319.9100

與國際鈦金屬消費一樣，我國鈦金屬需求增長也與我國經(jīng)濟發(fā)展階段密切相關(guān)。建國初期，我國鈦金屬需求主要以軍工為主，占總需求的90%以上。自改革開放以來，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，鈦金屬消費急速增長。2000—2005年，我國鈦白粉和海綿鈦的產(chǎn)量分別為30 ～ 40萬t和2 000 ～ 3 000 t，尚能滿足國內(nèi)消費，進(jìn)口量僅為4 ～ 6 萬t。此時，我國鈦金屬主要以化工、冶金、制鹽和電力等一般工業(yè)需求為主，合計占需求量60 %。自2005—2014年，我國鈦礦消費年均增長率為17%，進(jìn)口量增長率28%。

圖5鈦產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D(中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng))

Fig. 5 Schematic diagram of titanium industrial chain (China industry information network)

圖6鈦資源在國內(nèi)外主要消費領(lǐng)域分布統(tǒng)計[21,22]

Fig. 6 Distribution statistics of titanium resources in major consumption fields at home and abroad[21,22]

自2015年以來，我國經(jīng)濟發(fā)展進(jìn)入中高速增長的“新常態(tài)”，生態(tài)文明的發(fā)展理念對礦業(yè)經(jīng)濟提出了新的要求，鈦金屬需求結(jié)構(gòu)正發(fā)生重大變化。隨之，我國鈦金屬應(yīng)用在眾多領(lǐng)域需求均有所增長，尤其表現(xiàn)在電力、航空航天、體育休閑和醫(yī)療等。最新的統(tǒng)計顯示，我國當(dāng)前鈦金屬的主要消費領(lǐng)域是化工、航空航天、電力、醫(yī)藥行業(yè)，其所占比重分別為45%、18%、11%和4%(圖6b)。

4.3 我國鈦金屬的消費趨勢

由于國內(nèi)氯堿、PVC等化工行業(yè)產(chǎn)能已過剩，2012年以來國家開始嚴(yán)控其新建產(chǎn)能。因此，鈦在化工領(lǐng)域的需求增速經(jīng)歷了一輪低谷以后，目前呈現(xiàn)復(fù)蘇態(tài)勢。隨著國家實施“一帶一路”、軍民融合國家戰(zhàn)略，以及“中國制造2025”規(guī)劃綱要，促進(jìn)工業(yè)化與信息化深度融合，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步邁向中高端市場。與鈦產(chǎn)業(yè)鏈密切相關(guān)的幾大消費領(lǐng)域必將連續(xù)增長，主要增長點如下：(1)預(yù)計到2020年，我國核電裝機容量的目標(biāo)是5 800萬kW，這意味著國內(nèi)核電領(lǐng)域用鈦消費量會持續(xù)增加，該領(lǐng)域?qū)︹伒男枨笕杂休^大的增長空間；(2)航空及軍工水平的優(yōu)化提升，將帶動鈦材需求增長。“十三五”以來，我國持續(xù)加快推進(jìn)新一代戰(zhàn)斗機、大型運輸機及大型發(fā)動機研制與列裝，鈦合金用量也與日俱增；(3)民用客機的國產(chǎn)化是我國鈦金屬增長的重要動力。據(jù)中國航空工業(yè)集團公司預(yù)測，未來C919大飛機的產(chǎn)量將逐年增長，2033年產(chǎn)量將達(dá)到220架；這一項目將為國內(nèi)鈦合金在航空領(lǐng)域的應(yīng)用提供了機遇；(4)鈦合金在新能源汽車零部件制造上的應(yīng)用[21,22]?？傮w而言，我國可能將繼續(xù)保持全球第一鈦精礦生產(chǎn)國和消費國的地位。

圖7中國鈦資源消費市場增長趨勢預(yù)測

Fig. 7 Forecast of the growth trend of China's titanium resources consumption market

依據(jù)2015—2018年我國鈦精礦的消費量，預(yù)計2019—2025年，我國預(yù)計年需求增長率約5 %左右，截止2025年底，我國鈦精礦的消費量將達(dá)到430萬t，屆時我國鈦產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將從2015年的100億元增加到2025年的近500億元(圖7)。

5 思考與建議

5.1 思考

(1)當(dāng)前鈦資源開發(fā)過程中，我國鈦礦仍呈現(xiàn)“多、小、散”的特點，大中型礦山企業(yè)所占比例不足，嚴(yán)重的制約了鈦礦的規(guī)模開發(fā)和礦產(chǎn)資源的綜合利用。就鈦產(chǎn)品的種類而言，我國低端鈦制品產(chǎn)能過剩，然而高端鈦合金產(chǎn)品種類遠(yuǎn)不能滿足我國航空、醫(yī)療等高端產(chǎn)品的研發(fā)及生產(chǎn)上，仍需大量進(jìn)口高端鈦制品。

(2)就整個鈦資源產(chǎn)業(yè)鏈而言，上游高品質(zhì)的鈦資源的安全供應(yīng)已經(jīng)成為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求。我國鈦礦品位低，導(dǎo)致過度依賴高品質(zhì)鈦精礦。越南、印度、澳大利亞是中國主要的鈦礦進(jìn)口國，約占總進(jìn)口額的71%，短期內(nèi)高品質(zhì)鈦精礦進(jìn)口量下降并不能改變中國鈦資源對外依存度較高的事實。

(3)中國鈦資源在二次利用方面明顯不足。在鈦及其合金制品的生產(chǎn)過程中，形成的大量碎屑表面被氧化物、油乳和其他雜質(zhì)所污染。對于一些重要用途的產(chǎn)品來說，屬于“不合格”的廢料類。但部分鈦屑用于生產(chǎn)鈦鈦合金和其他含鈦材料，并沒有被有效利用；也有相當(dāng)一部分鈦屑作為廢料被積存起來或低價出售，造成資源的浪費。

5.2 建議

(1)在我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和環(huán)保生態(tài)政策加碼的形勢下，進(jìn)一步加強低品位鈦礦的規(guī)?；_采，也應(yīng)加大高品質(zhì)的變質(zhì)型鈦礦的勘查工作，尤其是榴輝巖型金紅石鈦礦的勘查，以增加我國鈦資源的自給率，降低對海外資源的高度依賴以保證我國鈦行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

(2)中國與主要進(jìn)口國的貿(mào)易關(guān)系，是未來中國鈦精礦的進(jìn)口最難以把握的變數(shù)之一。因此，應(yīng)堅持“走出去”戰(zhàn)略，利用“兩個市場”，積極參與全球鈦資源配置，穩(wěn)定全球進(jìn)口供應(yīng)。同時應(yīng)從戰(zhàn)略高度推進(jìn)技術(shù)革新，改變我國鈦行業(yè)同質(zhì)化、中低端鈦產(chǎn)品產(chǎn)能過剩的局面。逐步解決行業(yè)推廣應(yīng)用和企業(yè)市場開發(fā)不足，鈦及合金產(chǎn)品的穩(wěn)定性與國外差距大等問題。

(3)加強鈦資源開發(fā)利用管理的同時，注重綠色開采和中國鈦資源的二次回收，加大利用程度。將廢屑作為原始配料(替代海綿鈦)用于生產(chǎn)鈦的半成品，可以降低生產(chǎn)成本，因為鈦屑要比海綿鈦便宜5倍甚至更多。鑒于國外對于廢鈦、二次鈦資源的有效利用，中國鈦資源在二次利用方面明顯不足。加大廢鈦渣、鈦屑的二次利用將會大大緩解中國鈦的供應(yīng)壓力，并且可以降低經(jīng)濟成本，緩解供應(yīng)壓力。

6 主要結(jié)論

全球鈦資源分布較廣，三十多個國家擁有鈦資源。主要分布在澳大利亞、南非、中國、印度和肯尼亞等國。目前全球具有工業(yè)利用價值的鈦資源主要是鈦鐵礦和天然金紅石，其中鈦鐵礦占絕大部分。鈦目前已成為國民經(jīng)濟建設(shè)中重要的礦產(chǎn)資源，在世界領(lǐng)域有著廣泛的用途和越來越大的市場需求。

我國是世界鈦資源儲量大國，也是主要的鈦資源消費國，目已經(jīng)初步建立了完整的鈦產(chǎn)業(yè)體系。進(jìn)入新時代，隨著我國尖端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鈦資源需求仍舊旺盛，盡管需求增速放緩，但總量(尤其是高品質(zhì)鈦礦)仍然很大。預(yù)計到2025年，我國鈦精礦的需求將> 400萬t。然而，從資源質(zhì)量來看，我國鈦礦品位低，選礦難度較大，優(yōu)質(zhì)鈦資源對外依存度高，因此，加強我國鈦礦產(chǎn)業(yè)升級、加大高品質(zhì)鈦礦的勘查工作以及促進(jìn)高品質(zhì)鈦礦原材料的進(jìn)口多元化勢在必行。

致謝:數(shù)據(jù)搜集及論文撰寫過程中，得到吳建設(shè)教授級高工、張偉波博士和郭襄博士的大力幫助，在此表示感謝。