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我国钛资源现状和钛白粉生产的资源矛盾 |
来源:中国粉体技术网 更新时间:2014-08-19 11:17:16 浏览次数: |
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一、国内钛资源现状
(中国粉体技术网/远志)中国属于钛资源储量丰富的国家之一,钛铁矿储量2亿t(以TiO2计),居全球第一位,占中国钛资源总储量的98%,金红石仅占总储量的2%。中国的钛资源主要以较低品位的原生矿为主,少量为较高品位的海滨砂矿。其中钛铁矿资源中,原生矿占97%,砂矿占3%;金红石资源中,原生矿和砂矿分别占86%和14%。中国钛铁矿(主要为钒钛磁铁矿)资源主要分布在四川攀西、河北承德、陕西、甘肃(原生矿)和广东、广西、海南、云南(砂矿)等地,金红石资源主要分布在湖北枣阳、山西代县、河南西峡(原生矿)和海南、广东、广西、福建(砂矿)等地。
生产钛白粉用的钛原料除直接使用钛铁矿(硫酸法)和金红石(氯化法)精矿外,还主要使用以钛铁矿为原料经电炉熔炼而制成的高钛渣和人造金红石,据报道,国外硫酸法用钛白原料中钛渣占56%,钛铁矿占44%,中国则全部使用钛铁矿为原料。氯化法钛白用原料主要为钛渣、天然金红石、人造金红石及氯化钛铁矿。
二、中国钛白粉生产对钛资源的需求
在中国,钛原料的生产供应能力、品种目前均不能满足国内生产钛白粉的需求。自20世纪50年代中期中国钛白工业起步,至今60余年,中国钛白粉的生产主要采用硫酸法工艺,即将钛原料(钛铁矿,FeTiO3)酸解制得硫酸氧钛(TiOSO4)、TiOSO4加热水解获得水合二氧化钛(TiO2·nH2O)、TiO2·nH2O沉淀物再经水洗、除杂、盐处理和焙烧晶化等工序最终制得钛白粉。金红石不易酸解,而钛铁矿易酸解所以硫酸法工艺只能以钛铁矿和TiO2含量为70%~80%的高钛渣作为钛原料。
由于目前国内还难以制备出满足该要求的较低品位钛渣,所以,钛白粉生产绝大部分直接用钛铁矿做原料。按生产1t钛白粉耗用2.5t钛铁矿(TiO2含量约50%)计算,中国年产189万t钛白粉(2012年)需钛铁矿为472.5万t,折合TiO2为236万t,而同期钛铁矿产量仅为70万t(以TiO2计),显然缺口庞大,目前主要靠进口加以解决。
2012年,中国进口钛矿291万t,进口资源占总量的比例超过80%。同比增长27.95%,其中从越南、澳大利亚、印度三国进口总量占全国进口总量的比例分别为37%,20%和17%,总和高达74%。由此可见,中国目前对钛矿资源国,特别是少数资源供应大国的依赖不断加剧。毫无疑问,这将严重影响中国钛白粉产品的生产与运营安全。
此外,中国钛资源的品质也在不断降低,如钛矿品位已从早期的48%~50%降低到43%~42%,并且色泽变深,这些因素导致由现有资源加工成合格原料的难度增大,工艺日趋复杂,从而增大了产品成本。
三、未来中国钛白粉生产中钛原料的供需矛盾
实践表明,采用硫酸法生产的钛白粉的品质总体差于氯化法,并且生产过程对环境的污染和治理成本也显著大于氯化法,所以在2011年中国国家发改委发布的《产业结构调整指导目录》中,将硫酸法工艺列入限制发展之列,并决定今后不再审批新的硫酸法工艺项目,现有工艺必须进行技术升级和改造。2012年,工信部制订了《钒钛资源综合利用和产业发展“十二五”规划》,进一步明确了在严格控制钛白粉产能的基础上,改造升级现有硫酸法工艺的政策主张。显然,硫酸法钛白粉生产工艺被氯化法等先进工艺取代已成必然。
因此,在中国钛原料除目前数量和品质难以满足钛白粉的生产需求外,今后随着钛白粉生产工艺从主要为硫酸法向氯化法的转化,钛原料还将面临产品形态的供需矛盾。由于氯化法需使用钛含量更高的金红石或高钛渣做原料,而国内金红石因资源特点和选矿技术制约产量更低,高钛渣的制造能力不足,所以二者的供应能力有限。
金红石是自然界中含钛量最高的矿物,虽然中国金红石资源储量较为丰富,但绝大多数(约86%)是原生矿,其品位低(TiO2含量为2%~4%)、嵌布粒度细、伴生组分复杂、选矿难度大。所以难以满足未来氯化法生产钛白粉的品质要求和产量需求。目前,中国天然金红石的年产量据估计不超过1万t,若即使70%的钛白粉采用氯化法生产,其对金红石的用量也将超过130万t,缺口十分巨大。
高钛渣是以钛铁矿为原料,通过电炉熔炼法制成的富含TiO2(一般大于70%,最高达96%)产品。自20世纪90年代以来,高钛渣与天然金红石和人造金红石一起成为氯化法生产钛白的主要原料,其份额与后两者接近。国际上,高钛渣的生产与营销基本上被英国的RIT(Rio Tino Iron and Titanium)集团所垄断,它供应了全球70%的高钛渣产品。
中国高钛渣产业起步晚,技术落后,产能低,加之钛铁矿原料所限,所以短时间内难以实现与氯化法钛白生产需求的衔接。
显然,上述天然金红石和高钛渣原料在生产与供应方面的制约,必将在未来中国钛白粉生产工艺大部分转化为氯化法时,引发钛原料除目前数量和品质的供应难度外再形成产品形态的新的供需矛盾。必将导致中国钛白粉生产和应用需求之间呈现更大的矛盾与困境,对钛白粉行业及其主要应用产业的发展更加不利。
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