崇霄霄， 欒文樓， 王豐翔, 2， 邱鐵棟， 張萬(wàn)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050031; 2. 中國(guó)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(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037； 3. 河北省地礦局第九地質(zhì)大隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000； 4. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037

鈦[titanium (Ti) ]具有強(qiáng)度高、低密度、抗腐蝕、低阻尼、超導(dǎo)性的特點(diǎn)，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(yù)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(guó)家發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志之一，其社會(huì)的工業(yè)化程度越高，用量越大。美國(guó)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(guó)，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(guó)制造2025和《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》中的重點(diǎn)。

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(jiàn)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(jì)價(jià)值和開(kāi)采潛力高度依賴于賦存礦物的品質(zhì)，目前具有開(kāi)采價(jià)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(lèi)礦物。

加強(qiáng)全球鈦資源資源現(xiàn)狀與利用趨勢(shì)研究，能夠?yàn)橹贫P(guān)鍵礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)政策提供理論依據(jù)，進(jìn)而加強(qiáng)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(shì)和供需格局，深入分析世界和我國(guó)鈦資源的供應(yīng)形勢(shì)，提出保障我國(guó)鈦資源安全供應(yīng)的合理化建議，以期對(duì)實(shí)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(kāi)采價(jià)值的礦物主要為鈦鐵礦和金紅石，根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)[9]，全球鈦鐵礦和金紅石儲(chǔ)量分別為8.8億t和6 200萬(wàn)t(表1)。

表12018年全球鈦鐵礦、金紅石產(chǎn)量及儲(chǔ)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(guó)家鈦鐵礦產(chǎn)量?jī)?chǔ)量金紅石產(chǎn)量?jī)?chǔ)量鈦資源產(chǎn)量?jī)?chǔ)量美國(guó)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(guó)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(guó)家152 600140162 640合計(jì)53688 25074.66 197610.694 447

全球已探獲有鈦礦資源的國(guó)家有30多個(gè)，鈦資源量排在前列的國(guó)家分別有中國(guó)(2.3億t)、澳大利亞(2.5億t)、印度(8 500萬(wàn)t)、南非(6 300萬(wàn)t)、巴西(4 300萬(wàn)t)和塞拉利昂(490 萬(wàn)t)(圖2a)。根據(jù)賦存礦物劃分，鈦鐵礦資源主要集中在中國(guó)、澳大利亞、印度、南非和巴西等國(guó)(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(lèi)型劃分，沉積型鈦礦成礦帶主要分布在澳大利亞?wèn)|西海岸、南非理查茲灣、美國(guó)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(guó)的巖漿省，典型礦床有加拿大Lac Tio、挪威Tellnes、中國(guó)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(guó)的東海、丁叉叉山等(表2和圖1)。

圖1全球鈦礦床類(lèi)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(lèi)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(dòng)力機(jī)制控制明顯。世界級(jí)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(lèi)型中，從成因類(lèi)型及規(guī)模來(lái)看主要有三類(lèi)：(1)與侵入巖有關(guān)的巖漿-熱液型的鈦礦床(巖礦型)，該類(lèi)型礦床多具有成礦區(qū)集中、貯量大的特點(diǎn)，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(lèi)型礦床具有品位相對(duì)較高，成分簡(jiǎn)單，可綜合回收利用礦物多，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等特點(diǎn)；(3)海濱沉積型鈦礦，是當(dāng)前世界上鈦礦床中最重要的類(lèi)型。該類(lèi)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(lèi)礦床具有Fe2O3較高含量、結(jié)構(gòu)疏松、雜質(zhì)易分離等特點(diǎn)。三類(lèi)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(guó)家；(b)和(c)世界鈦鐵礦和金紅石資源分布國(guó)家；(d)世界主要鈦原料生產(chǎn)國(guó)；(e)和(f)世界鈦鐵礦和金紅石資源生產(chǎn)國(guó)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(lèi)型)資源量(Mt)與TiO2品位(%)對(duì)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(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖和輝長(zhǎng)巖。主要礦石礦物為鈦鐵礦和鈦赤鐵礦，常見(jiàn)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(zhǎng)巖等巖石類(lèi)型[12]。此類(lèi)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?chē)奈g變帶內(nèi)，如美國(guó)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(guò)高溫?zé)嵋毫黧w引入圍巖而形成[14,15]。此類(lèi)礦床規(guī)模較小，主要礦物為金紅石。

表2鈦礦床類(lèi)型及典型礦床

Table2 Titanium deposit types and typical deposits

礦床類(lèi)型典型礦物經(jīng)濟(jì)價(jià)值代表性礦床巖漿、熱液礦床(巖礦型)斜長(zhǎng)巖地體鮞粒-鈦鐵礦1魁北克湖,挪威特爾內(nèi)斯斜長(zhǎng)-輝長(zhǎng)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(guó)攀枝花超基性橄長(zhǎng)巖鈦鐵礦、鈦磁鐵礦3明尼蘇達(dá)長(zhǎng)鼻山鈉長(zhǎng)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(zhǎng)角閃巖控礦金紅石3中國(guó)代縣綠片巖控礦金紅石5馬里蘭州迪寧接觸交代斜長(zhǎng)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?wèn)|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(jì)價(jià)值意義如下:1,具重大現(xiàn)實(shí)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(lèi)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(gè)礦床類(lèi)型[5,6]。富鈦原巖的變質(zhì)作用是對(duì)這類(lèi)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(jí)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(jí)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(gè)別礦床甚至出現(xiàn)較多的銳鈦礦。

沉積類(lèi)型的鈦礦床，礦石類(lèi)型多為高級(jí)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(guò)運(yùn)輸和分選，最后沉積在河流、海灘或風(fēng)成環(huán)境中時(shí)，就形成了重砂礦床。許多開(kāi)采利用價(jià)值高的沉積鈦礦床具有以下特點(diǎn): (1) 礦床位于被動(dòng)大陸邊緣，并伴生有高級(jí)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(duì)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(guò)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(diǎn)[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(guó)

近年來(lái)，全球鈦礦產(chǎn)量基本保持平穩(wěn)，產(chǎn)量穩(wěn)定在600萬(wàn)t以上，主要產(chǎn)自澳大利亞、加拿大、中國(guó)、南非、莫桑比克等國(guó)(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(guó)、加拿大、莫桑比克、越南、挪威等(圖3e)，2018年產(chǎn)量為536萬(wàn)t(表1)，金紅石的生產(chǎn)國(guó)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(wàn)t(表1)。其中南非、澳大利亞、加拿大、莫桑比克、印度等國(guó)出口量較大，主要供應(yīng)至美國(guó)、日本、中國(guó)、德國(guó)等國(guó)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(zhǎng)，預(yù)計(jì)全球鈦礦的產(chǎn)能未來(lái)五年內(nèi)將會(huì)繼續(xù)顯著增長(zhǎng)。

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(kāi)發(fā)主要集中在美國(guó)、加拿大、南非、澳大利亞、南非等國(guó)。截至2016年，全球鈦精礦總產(chǎn)能近650萬(wàn)t/a，主要控制在力拓(Rio Tinto)、愛(ài)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(gè)生產(chǎn)基地鈦鐵礦年產(chǎn)量約140 ～ 150 萬(wàn)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(guó)主要鈦礦企業(yè)

我國(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)下游企業(yè)對(duì)鈦原料的需求，每年還需從澳大利亞等國(guó)進(jìn)口大量的高品質(zhì)的鈦精礦。目前我國(guó)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(guó)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(jì)約225萬(wàn)t，約占國(guó)內(nèi)總產(chǎn)量的26.4%。

表3全球和我國(guó)主要鈦礦石生產(chǎn)企業(yè)(數(shù)據(jù)源自中國(guó)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(guó)家/地區(qū)礦山分布鈦原料產(chǎn)品TiO2產(chǎn)能/(萬(wàn)t·a-1)全球鈦礦石生產(chǎn)企業(yè)力拓RioTinto英國(guó)加拿大RTFT、馬達(dá)加斯加QMM金紅石、氯化渣、酸溶渣170愛(ài)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(guó)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(ài)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(guó)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(fèi)與進(jìn)口國(guó)

截至2016年，全球鈦精礦消費(fèi)>600 萬(wàn)t，鈦精礦消費(fèi)相關(guān)產(chǎn)值>180億美元。鈦精礦加工主要形成三個(gè)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(fèi)主要集中在亞洲、歐洲和北美，三大地區(qū)消費(fèi)合計(jì)占全球近 90%。就具體國(guó)家而言，全球鈦消費(fèi)主要集中在中國(guó)、美國(guó)和日本[23]。其中，中美消費(fèi)量共占全球80%以上：(1)我國(guó)已經(jīng)成為全球鈦精礦消費(fèi)第一大國(guó)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)鈦精礦的消費(fèi)一直處于穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。截至2016年，消費(fèi)總量基本處于> 500萬(wàn)t/a;(2)美國(guó)是鈦礦第二消費(fèi)大國(guó)。自2008年金融危機(jī)后，鈦消費(fèi)量逐步回升，基本維持在100萬(wàn)t/a 上下；(3)日本也是鈦礦重要的消費(fèi)大國(guó)。其原料主要依賴進(jìn)口，消費(fèi)總量一直在15萬(wàn)t 左右。

4 我國(guó)鈦資源消費(fèi)現(xiàn)狀與趨勢(shì)

4.1 我國(guó)主要進(jìn)口來(lái)源

由于我國(guó)缺乏高品位鈦礦，增加國(guó)外高品質(zhì)鈦精礦的進(jìn)口已成為必然趨勢(shì)。目前中國(guó)高品質(zhì)鈦精礦對(duì)外依存度已經(jīng)超過(guò)50%。據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，2015—2018年，我國(guó)鈦精礦在經(jīng)歷了數(shù)年低谷后，呈現(xiàn)逐年上升態(tài)勢(shì)，年均進(jìn)口量為267.32萬(wàn)t，其中，2018年鈦精礦進(jìn)口量為319.9萬(wàn)t，為歷年之最(表4和圖4)。由此可見(jiàn)，2015年以來(lái)，盡管我國(guó)經(jīng)濟(jì)從高速增長(zhǎng)進(jìn)入中高速增長(zhǎng)的調(diào)整階段，但經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)。因此，我國(guó)高品質(zhì)鈦資源對(duì)外依存度高將成為長(zhǎng)期的國(guó)情[24-27]。

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

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

就進(jìn)口來(lái)源國(guó)而言，2015—2018年期間，莫桑比克、肯尼亞、印度、澳大利亞是中國(guó)最主要的鈦精礦進(jìn)口國(guó)，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(zhǎng)，成為我國(guó)鈦精礦進(jìn)口來(lái)源的亮點(diǎn)；韓國(guó)和美國(guó)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(guó)鈦精礦的主要進(jìn)口國(guó)。但由于地緣政治和進(jìn)口國(guó)政府的出口限制，這兩國(guó)對(duì)我國(guó)進(jìn)口量呈較大波動(dòng)，增加了未來(lái)中國(guó)鈦進(jìn)口的不確定性。

4.2 我國(guó)鈦工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀

鈦金屬的消費(fèi)與全球經(jīng)濟(jì)冷暖密切相關(guān)，總體可分為三個(gè)繁榮階段：(1)第一階段(1988—1990年)，美國(guó)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(chǎng)的活躍導(dǎo)致了國(guó)際鈦加工業(yè)市場(chǎng)的相對(duì)活躍的階段，這一階段持續(xù)到1990年美國(guó)經(jīng)濟(jì)衰退和日本經(jīng)濟(jì)泡沫的崩潰；(2)第二個(gè)階段(1994—2001年)，鈦金屬消費(fèi)第二個(gè)活躍期是由于日本經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇且美國(guó)民用航空工業(yè)再次復(fù)蘇，這一階段隨著亞洲金融危機(jī)和航空市場(chǎng)的蕭條而終止；(3)第三階段(2004—2008年)，自2004年始，國(guó)際經(jīng)濟(jì)和航空業(yè)呈現(xiàn)飛速發(fā)展，鈦金屬消費(fèi)急速增長(zhǎng)。就消費(fèi)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(guó)鈦精礦主要進(jìn)口國(guó)及進(jìn)口量統(tǒng)計(jì)表(數(shù)據(jù)源自：中國(guó)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(wàn)t占比/%2016年進(jìn)口量/萬(wàn)t占比/%2017年進(jìn)口量/萬(wàn)t占比/%2018年進(jìn)口量/萬(wàn)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(guó)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(guó)0.050.03000.0506.962烏克蘭2.951.575.3329.4633.621總和188.04100.00254.84100306.51100319.9100

與國(guó)際鈦金屬消費(fèi)一樣，我國(guó)鈦金屬需求增長(zhǎng)也與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段密切相關(guān)。建國(guó)初期，我國(guó)鈦金屬需求主要以軍工為主，占總需求的90%以上。自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，鈦金屬消費(fèi)急速增長(zhǎng)。2000—2005年，我國(guó)鈦白粉和海綿鈦的產(chǎn)量分別為30 ～ 40萬(wàn)t和2 000 ～ 3 000 t，尚能滿足國(guó)內(nèi)消費(fèi)，進(jìn)口量?jī)H為4 ～ 6 萬(wàn)t。此時(shí)，我國(guó)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(jì)占需求量60 %。自2005—2014年，我國(guó)鈦礦消費(fèi)年均增長(zhǎng)率為17%，進(jìn)口量增長(zhǎng)率28%。

圖5鈦產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D(中國(guó)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(guó)內(nèi)外主要消費(fèi)領(lǐng)域分布統(tǒng)計(jì)[21,22]

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

自2015年以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入中高速增長(zhǎng)的“新常態(tài)”，生態(tài)文明的發(fā)展理念對(duì)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)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(guó)鈦金屬應(yīng)用在眾多領(lǐng)域需求均有所增長(zhǎng)，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(jì)顯示，我國(guó)當(dāng)前鈦金屬的主要消費(fèi)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(guó)鈦金屬的消費(fèi)趨勢(shì)

由于國(guó)內(nèi)氯堿、PVC等化工行業(yè)產(chǎn)能已過(guò)剩，2012年以來(lái)國(guó)家開(kāi)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(shì)。隨著國(guó)家實(shí)施“一帶一路”、軍民融合國(guó)家戰(zhàn)略，以及“中國(guó)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(chǎng)。與鈦產(chǎn)業(yè)鏈密切相關(guān)的幾大消費(fèi)領(lǐng)域必將連續(xù)增長(zhǎng)，主要增長(zhǎng)點(diǎn)如下：(1)預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)核電裝機(jī)容量的目標(biāo)是5 800萬(wàn)kW，這意味著國(guó)內(nèi)核電領(lǐng)域用鈦消費(fèi)量會(huì)持續(xù)增加，該領(lǐng)域?qū)︹伒男枨笕杂休^大的增長(zhǎng)空間；(2)航空及軍工水平的優(yōu)化提升，將帶動(dòng)鈦材需求增長(zhǎng)。“十三五”以來(lái)，我國(guó)持續(xù)加快推進(jìn)新一代戰(zhàn)斗機(jī)、大型運(yùn)輸機(jī)及大型發(fā)動(dòng)機(jī)研制與列裝，鈦合金用量也與日俱增；(3)民用客機(jī)的國(guó)產(chǎn)化是我國(guó)鈦金屬增長(zhǎng)的重要?jiǎng)恿?。?jù)中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司預(yù)測(cè)，未來(lái)C919大飛機(jī)的產(chǎn)量將逐年增長(zhǎng)，2033年產(chǎn)量將達(dá)到220架；這一項(xiàng)目將為國(guó)內(nèi)鈦合金在航空領(lǐng)域的應(yīng)用提供了機(jī)遇；(4)鈦合金在新能源汽車(chē)零部件制造上的應(yīng)用[21,22]?？傮w而言，我國(guó)可能將繼續(xù)保持全球第一鈦精礦生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)的地位。

圖7中國(guó)鈦資源消費(fèi)市場(chǎng)增長(zhǎng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)

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

依據(jù)2015—2018年我國(guó)鈦精礦的消費(fèi)量，預(yù)計(jì)2019—2025年，我國(guó)預(yù)計(jì)年需求增長(zhǎng)率約5 %左右，截止2025年底，我國(guó)鈦精礦的消費(fèi)量將達(dá)到430萬(wàn)t，屆時(shí)我國(guó)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(kāi)發(fā)過(guò)程中，我國(guó)鈦礦仍呈現(xiàn)“多、小、散”的特點(diǎn)，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(kāi)發(fā)和礦產(chǎn)資源的綜合利用。就鈦產(chǎn)品的種類(lèi)而言，我國(guó)低端鈦制品產(chǎn)能過(guò)剩，然而高端鈦合金產(chǎn)品種類(lèi)遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)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(gè)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(guó)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(guó)鈦礦品位低，導(dǎo)致過(guò)度依賴高品質(zhì)鈦精礦。越南、印度、澳大利亞是中國(guó)主要的鈦礦進(jìn)口國(guó)，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(guó)鈦資源對(duì)外依存度較高的事實(shí)。

(3)中國(guó)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(guò)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(duì)于一些重要用途的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，屬于“不合格”的廢料類(lèi)。但部分鈦屑用于生產(chǎn)鈦鈦合金和其他含鈦材料，并沒(méi)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(lái)或低價(jià)出售，造成資源的浪費(fèi)。

5.2 建議

(1)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和環(huán)保生態(tài)政策加碼的形勢(shì)下，進(jìn)一步加強(qiáng)低品位鈦礦的規(guī)?；_(kāi)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(guó)鈦資源的自給率，降低對(duì)海外資源的高度依賴以保證我國(guó)鈦行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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

(3)加強(qiáng)鈦資源開(kāi)發(fā)利用管理的同時(shí)，注重綠色開(kāi)采和中國(guó)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?yàn)殁佇家群＞d鈦便宜5倍甚至更多。鑒于國(guó)外對(duì)于廢鈦、二次鈦資源的有效利用，中國(guó)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(huì)大大緩解中國(guó)鈦的供應(yīng)壓力，并且可以降低經(jīng)濟(jì)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(gè)國(guó)家擁有鈦資源。主要分布在澳大利亞、南非、中國(guó)、印度和肯尼亞等國(guó)。目前全球具有工業(yè)利用價(jià)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(guó)民經(jīng)濟(jì)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(lái)越大的市場(chǎng)需求。

我國(guó)是世界鈦資源儲(chǔ)量大國(guó)，也是主要的鈦資源消費(fèi)國(guó)，目已經(jīng)初步建立了完整的鈦產(chǎn)業(yè)體系。進(jìn)入新時(shí)代，隨著我國(guó)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(jì)到2025年，我國(guó)鈦精礦的需求將> 400萬(wàn)t。然而，從資源質(zhì)量來(lái)看，我國(guó)鈦礦品位低，選礦難度較大，優(yōu)質(zhì)鈦資源對(duì)外依存度高，因此，加強(qiáng)我國(guó)鈦礦產(chǎn)業(yè)升級(jí)、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(shì)在必行。

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