浅析钛及钛合金产业现状及青海省发展对策

２０１２年第３期 青海师范大学学报（自然科学版）Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｈａｉ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ） ２０１２Ｎｏ．３收稿日期：２０１２－０５－１８

作者简介：陈保华（１９６４－）

，男，汉族，河南淮滨人，副编审，副主编，在青海省科学技术信息研究所长期从事《青海科技》的编辑工作和科技发展战略的研究工作．

浅析钛及钛合金产业现状及青海省发展对策

陈保华１，

２（１．青海省科学技术信息研究所，青海西宁　８１０００１；２．《青海科技》编辑部，青海西宁　８１０００１

）摘　要：本文介绍和分析了我国钛精矿及利用现状，我国钛及钛合金熔炼（铸锭）、加工概况，在此基础上提出了加快青海省钛及钛

合金产业发展的对策：（１）编制青海省钛及钛合金产业发展规划；（２）加快青海省钛及钛合金产业科技创新体系建设；（３）

制定优惠政策，积极引进一批钛材加工科技型中小企业，增强青海省钛及钛合金产业发展的综合实力．

关键词：钛及钛合金；钛精矿；熔炼；加工；对策；青海省

中图分类号：ＴＧ１４６．２＋３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－７５４２（２０１２）０３－００７４－０４

钛及其合金具有比强度高、耐腐蚀、无磁性、低阻尼、高低温性能好、与碳复合材料的相容性好、生物相容

性好等突出优点［１］，并具有超导、形状记忆和储氢特性，在太空、陆地、海洋及人体中广泛应用，是当代最具有

技术魅力的金属材料，被人们美誉为“太空金属”、“海洋金属”、“战略金属”．

钛在国民经济中的应用，反映一个国家的综合国力，经济实力，国防实力，是高新技术不可或缺的关键材料，目前世界上主要经济体都竞相发展钛工业．纵观世界钛工业的发展史，社会的现代化程度越高，用量就越大，换句话说，用钛量的多少是一个国家发达程度的标志．

钛的应用非常广泛，其最大的应用市场是航空航天领域，主要用于机翼、机翼箱配件、紧固件、前后机身零件、地面梁、座位轨道、机翼肋骨、门及门框、发动机配件、起落架等，以及机载设备、火箭、人造卫星、导弹等．

在非航空钛市场［２］，主要包括石化、能源、冶金、轻工、制药、医疗、海洋工程、建筑装饰、汽车制造、体育休

闲等领域，几乎覆盖了所有的产业．就中国钛市场而言，发展潜力最大的市场是航空航天，但目前最大的市场是非航空钛市场，仅化工领域用钛量就占整个钛市场的４５％左右，

钢铁、电力、医疗、汽车等领域用钛量也将有很大的增长期望．

目前，国内外钛合金材料的研究新进展主要体现在高温钛合金、钛铝化合物为基的钛合金、高强高韧β型钛合金、阻燃钛合金、医用钛合金等方面．专家预测，随着新能源的迅猛发展和对钢性能要求的提高，钛材料未来运用的前景将更加广阔．

１　我国钛精矿及利用现状

１．１　钛精矿

我国是世界上钛资源最丰富的国家［３］．我国的钒钛磁铁矿是国家重大特色战略资源，探明储量９８．３亿

ｔ，远景储量３００亿ｔ，折合成ＴｉＯ２是９

．６５亿ｔ．钛资源占世界的４０％，列第一位．攀枝花地区是我国最大的钛精矿产地，占国内总产量的４６％；云南次之，占总产量的３２％．

但是，这些钛矿资源的主要特征是多金属共生、钛难以分离，大都以中低品位（４５％～４７％）

的形式存在，钙镁含量高、资源利用率不高，不适合作为海绵钛及高品质钛白粉产品的原料．目前，以这两个地区所产钛精矿生产出的高钛渣一般品位在８７％～８８％，而用于四氯化钛及海绵钛生产的高钛渣一般要求其品位在９０％～９２％．

海南及两广地区钛精矿以砂矿为主，品位较高，既可用于生产海绵钛，也可用于生产钛白粉．但由于近两年过度开采及环境保护等原因，上述地区钛精矿产量有所下降．２０１１年广西及海南两地的钛精矿产量只占国内总产量的２０％左右．国产钛精矿无法

第３期陈保华：浅析钛及钛合金产业现状及青海省发展对策满足国内的需求，每年都要从国外进口大量的钛精矿．２０１０年，我国进口钛精矿总量超过２００×１０４ｔ

，占我国需求量的５０％以上．

尤其是从越南、印度、澳大利亚等地区进口的数量较多，越南矿占我国进口总额的４２％、印度矿占２１％、澳洲矿占１８％．

１．２　钛白粉

钛精矿是钛白粉的重要原材料，２０１１年我国钛精矿供应量共４８０万ｔ

，绝大部分钛矿资源流向钛白粉行业．我国钛白粉行业正处于高速发展时期，已是世界第一大钛白粉生产国和消费国．钛白粉的主要应用领域：涂料、塑料、油墨、造纸，其中涂料占６０％，塑料占２０％、造纸占１４％，

其他（含化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等领域）占６％．２０１１年我国钛白粉总产量为１８１．１９万ｔ，比上年增长２２．９％．

国内钛白粉总产能已经达到２６２万ｔ／年，在建产能２００万ｔ

／年，加上各企业拟建产能，预计在“十二五”末期，全国钛白粉产能将增至５００万ｔ／年．国内钛白粉行业对钛矿资源（含钛精矿、高钛渣等）的需求缺口很大．据预测，２０１５

年，我国钛白粉年产能将超过４００万ｔ，年产量占全球的比重将从２０１０年的２０％增加到３４．９％．

１．３　海绵钛

海绵钛是钛及钛合金的基础原料［４］，主要以高钛渣为原料，加碳氯化生成四氯化钛之后再用金属镁还原

生成海绵钛．每生产１吨海绵钛约需消耗ＴｉＯ２含量为９０％左右的高钛渣２．３ｔ，而生产１吨ＴｉＯ２含量为

９０％左右的高钛渣，需消耗钛矿（ＴｉＯ２含量为４７％）约２．１ｔ，照此计算，生产１吨海绵钛需要钛精矿（ＴｉＯ２

含量为４７％，下同）４．８ｔ左右．２０１１年中国海绵钛产量达６４　

９５２ｔ，与２０１０年相比增长１２．４％，需消耗钛精矿３１．２×１０４ｔ．

今后，我国海绵钛产业的主要任务：①海绵钛原料的升级．

鼓励骨干企业建立高钛渣生产基地，使富钛料的ＴｉＯ２含量达到９

０％以上，并显著降低钙、镁等杂质含量，为优质海绵钛生产和钛冶炼的节能减排打好基础．②钛冶炼（

金属钛的生产）是发展钛工业的首要难关．钛冶炼的发展既要立足当前，完善以镁法为主的现行海绵钛工业，又要着眼长远，重视“新法炼钛”工艺的探索，结合我国钛资源特点，力争开发出具有国际领先

水平的炼钛新技术．③提升海绵钛生产的核心竞争力，

提高产品质量，促进节能减排．要通过新技术开发应用，使氯化、精制、还蒸、镁电解工序的技术全面提升，使海绵钛的质量（纯度、粒度、硬度、批次均匀稳定性及

零级品率等）显著提高．同时要大幅度降低海绵钛生产中的能耗和物耗，使海绵钛的总电耗由３２０００ｋＷｈ／ｔ

降低到２６０００ｋＷｈ／ｔ以下，镁耗和氯耗分别降到３０ｋｇ／ｔ和１０００ｋｇ

／ｔ以下，接近发达国家（日本）的水平．２　我国钛及钛合金熔炼（

铸锭）、加工概况２．１　钛及钛合金熔炼

铸锭熔铸是将海绵钛（包括残料）、合金元素（中间合金）熔炼并凝固成铸锭的重要工序［５］，它起到合金化

和成分均匀化的作用．众所周知，钛具有化学活性强、熔点高以及间隙杂质含量对其性能影响极为敏感等特

点，使得钛及钛合金铸锭的熔炼必须在真空或惰性气氛下进行，

因此给钛及钛合金铸锭的化学成分、成分均匀性控制以及冶金质量控制等技术提出了很高的要求．

目前，该技术只有美国、日本、俄罗斯、中国等少数国家掌握．尤其是大规格钛合金铸锭的成分均匀性控制技术，是目前生产特殊用途和大规格、高品质的钛及钛合金制品的关键．由于美国、日本、俄罗斯等国家自２０世纪早期就开始了钛及钛合金铸锭的工业化生产研究，积累了丰富的经验，对钛及钛合金铸锭的熔炼技术掌握早于国内．国内一般用途的中小规格钛及钛合金铸锭熔炼技术已成熟，中等规模以上企业已基本掌握，小企业有待提高．重要用途的钛合金铸锭和大规格钛及钛合金铸锭熔炼技术仅有宝鸡钛业股份有限公司等少数企业掌握．

在２０世纪８０年代，

钛的冷床炉熔炼开始发展，首先是用电子束，然后是等离子束，在美国，冷床炉熔炼方法早已与真空自耗熔炼法平分秋色，并将处于主导地位．与国际先进水平相比，我国钛及钛合金的冷床炉

熔炼刚刚起步．

目前我国钛及钛合金的熔炼，主要是真空自耗法，冷炉床熔炼比例十分低．２０１１年我国有２３家钛锭生产企业，产能达到９６２００ｔ／ａ，其中宝钛股份的产能达到２５０００ｔ／ａ

，宝钢特钢的产能达到１００００ｔ／ａ．与２０１０年相比，钛锭产能增加了７．８％．２０１１年我国共生产钛锭６１７７８ｔ，与２０１０年相

比增长３３．５％，其中宝钛股份生产钛锭２００００ｔ，宝钢特钢、西部材料钛锭产量超过５０００ｔ．

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