姚 震 邓 锋
(1.中央财经大学财经研究院,北京100081;2.中国地质调查局发展研究中心,北京100037;3.中国国土资源经济研究院,河北廊坊065201)
钛及钛合金是极其重要的轻质结构材料,在航空航天、生物医学、车辆工程等领域应用价值非常重要,应用前景也很广阔。钛矿资源的产业链由钛铁矿开采(钒钛磁铁原料等)、海绵钛生产、熔铸钛锭、钛材成型(钛板、钛管、钛棒)、钛材应用(航空航天、石油化工、体育休闲等消费领域)和废钛回收等环节构成一个循环体系。从最初的矿石到最后的工业应用需要经过很多复杂的工艺技术,中国是掌握钛全流程的工业化生产技术体系的主要国家之一。分析钛资源产业链各环节现状,研判钛矿产品供需形势和发展趋势,可以为钛矿资源产业健康持续发展提供参考。
我国至今尚未发现单一的钛矿矿床,均为多金属共生矿,伴生有多种可供综合利用的矿物组分。钛资源储量广泛分布在我国20多个省区,其中钒钛磁铁矿相对集中在四川攀西地区和河北承德地区,钛铁矿砂矿主要集中在海南、广东、广西和云南省,金红石矿主要分布在湖北、山西、河南和陕西等省。钛铁矿型资源极其丰富,储量占到国内总量的98%,原生钒钛磁铁矿是我国的主要钛工业类型。但与国外相比,我国钛矿品位普遍偏低。钛铁矿平均品位一般为5%~10%;金红石平均品位一般为1%~5%,多在1%~2%左右[1]。
由于我国无单一钛矿,矿产品位偏低,且共生矿有较高的综合利用价值,提升了矿产综合开发利用难度。钒钛磁铁矿除含有巨大储量的铁、钛、钒以外,尚含有钴、镍、铜、铬、镓、锰、铌、钽、钪、硒、碲、硫等极其丰富的伴生有益元素,有相当的综合利用价值。原生金红石矿伴生有钛铁矿、透闪石、锆英石、磷灰石、石榴子石以及铌、钽等稀有元素。总体来看,我国钛矿资源分选难度大,回收率低,生产成本高,资源综合利用率太低。目前我国攀西地区钛矿,其资源利用率仅为6% ~8%[2]。
(1)海绵钛生产。从1995年至2016年,中国的海绵钛产量总体上可以划分为3个阶段:一是1995—2004年之间的低产量期,海绵钛产量在1 700~4 809 t之间;二是2005—2012年之间的高速增长期,海绵钛产量从9 500 t增加至8万多t;三是2013年之后,属于产量高位振荡期,受全球矿业危机的影响,2014—2016年中国海绵钛产量下降[3]。2017年,中国海绵钛产量6 000 t(美国地调局)。
(2)钛精矿生产。我国钛精矿生产企业有代表性的是攀钢集团钒钛资源股份有限公司,目前其钛精矿年产量已从2009年的23万t,增长到2014年的68万t,年均增长率达到25%。2017年的产量为49.05万t(初步),同比增长6.51%(图1)。
(3)金属钛生产。我国宝鸡钛业股份有限公司(简称“宝鸡钛业”)较有代表性,年均钛锭产量占全国总量的37%。2008—2012年,其钛锭产量呈增长态势;之后受矿业危机影响,钛市场也受到冲击,2013—2015年宝鸡钛业的钛锭产量呈下滑态势。2016年宝鸡钛业共生产钛锭1.5万t,比上年下降6.25%(图2)。
从2003年以来,我国钛精矿净进口量总体上呈现增长的态势,其中2003—2012年,我国钛精矿进口量从17.9万t增至289.1万t,几乎呈直线上升态势,2012之后,由于受矿业大环境的影响,我国钛精矿的净进口量有所下滑,2015年我国钛精矿的进口量已下降到184.7万t,是2010年以来的最低水平(数据来源:海关综合信息网)。
钛矿产品贸易情况变化影响中国钛矿产品对外依存度。从2013年至今,我国钛矿的对外依存度有“爬坡”式的变化轨迹。其中,2012年之前,由于矿业市场向好,我国钛矿对外依存度总体上呈现增长态势,从2003年的1.95%增长至24.20%,但基本属于较为安全的水平。2013年以后,我国钛矿资源的对外依存度有逐步上升的态势。2017年的我国钛矿对外依存度达到45.2%左右(数据来源:有色金属工业协会、中国海关),创历史新高。
钛具有比重小、强度高、耐高温、耐腐蚀的特点,作为新型金属材料,钛是支撑尖端科学技术进步的重要原材料。从全球看,航空业对钛市场起着重要作用,历史上,钛行业大的周期轮回都和航空业的冷暖密切相关。如美国,超过一半的的钛材都应用到航空航天领域。我国钛制品需求大部分来自化工和能源领域,但军工项目、航空航天等领域也占有一定比重,尤其在建筑等民用领域应用保持不断增长态势。中国虽是全球重要的钛金属生产国和消费国,但从民用领域看,应用层次依然有待进一步提高,目前大部分生产用于自行车架、高尔夫球杆或化工行业使用的防腐管材。
(1)消费量。1998年至今,我国钛白粉的消费量总体保持稳步增长的态势。2017年,我国的钛白粉消费量为225万t,是1998年的12倍(图3)。其中,2008年由于受到亚洲金融危机的影响,钛白粉的消费量出现较大幅度下滑,导致2009年的消费量回到2006年的消费水平,为93.8万t[4]。从历史消费数据上看,抛去异动因素,我国钛白粉的消费,基本呈现线性增长的态势,未来消费潜力仍然较大。
(2)消费结构。中国钛产品消费主要集中在化工领域。其中2013年,化工领域消费占46%,电力领域消费占15%,航空航天领域消费占11%,以上三个领域占消费总量的72%[5],其中电力领域的钛消费呈逐年增长的态势。其他方面,在体育休闲、冶金、制盐、船舶、医药等领域也有消费,但比重不大。
目前,国内钛市场总体上与国际市场呈现相似的演变趋势。从2011年至今,国内钛精矿(>50%四川)已从2012年初的2 400元/t,下降至2015年的550元/t左右,下降了77%。钛铁矿的价格同样呈现下滑态势,其中,钛铁(70#辽宁)已从4.6万元/t,下降至2017年的3.6万元/t左右,下降了28%。受国内经济转型,产业升级影响,加上国际矿业市场大环境不景气影响,未来较长一段时间内,国内钛矿市场仍将面临较大压力(数据来源:万得数据)。
根据历年中国钛白粉表观消费量和GDP数据分析发现,两者存在较好的关联性。通过绘制散点图,见图4,并拟合相关数理模型,得出两者的相关性数理公式如下:
同时,根据目前国家经济轨道发生的变化,未来中国经济将会步入中低速增长速度。这里,对未来中国经济的预估是6.5%的增长速度;并以此为依据,把数据代入相关性公式模型,得出2020年、2025年和2030年我国钛白粉消费量分别为301.4万t、408.9万t和556.1 万t,见表1。
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钛矿资源产业发展影响因素是多方面的综合体现,其中影响关系最为紧密的应当来自行业内部。如产品供求平衡的动态表现,包括国内外行业企业的供需动态作用,全球贸易等。另一方面,是行业以外的作用,主要是涉及的政治、经济、科技和社会等大环境的影响与变化所至。
(1)目前世界90%以上的钛矿原料用于生产钛白粉,未来世界钛矿原料需求的增长仍然取决于钛白粉的需求增长情况。而钛白粉在涂料、造纸和塑料制品业的应用具有重要作用,也是航空等新材料领域的重要应用材料,从长远看,未来世界对钛白粉应用需求的增强,会进一步提高钛矿资源的需求。资料显示,钛在航空航天工业方面的消费量在2016年达到41 200 t。而且,未来15年间,全球飞机的增长速度平均每年将有3.5%,可以预见钛的应用前景相当广阔。
(2)国家政治经济环境的稳定性和国际矿业形势的变化是影响钛矿资源产业发展的重要外部影响因素。钛产品的国际贸易的来源基础是相关国家的投资与开发钛矿资源,并提供产品供应。而矿业的稳定开发需要一国具有稳定的政治经济环境,以及国际形势的安全稳定。尤其是在当前的矿业大周期的影响下,国际矿业供需市场面临压力,钛行业市场也不可能幸免,钛产品的供需形势同样会受到深刻影响。
(3)产业链上的需求结构变化影响钛资源产业发展。从钛行业本身来看,我国虽然是世界最大的钛资源国,但随着钛白粉行业的不断发展,对钛资源的需求进一步扩张,将会加剧形成国内资源供应不足局面,国产钛精矿产量无法满足国内需求,有利于维系国内钛矿的供应价格。
(4)外部因素变化和科学技术进步同样对钛资源产业发展产生影响。如航运费用的变化,也是影响钛矿价格的一大因素。我国是钛精矿进口大户,国际航运安全与否,航线是否节约成本,都是影响钛精矿进口成本的重要指标。此外,钛资源产业的发展伴随着技术更新变化,社会应用的需求压力增加与产品供应不足等因素则会催生替代产品的出现。反之,则回馈作用于本行业的需求与发展,进而影响钛产品供需形势和资源产品价格。
[1] 吴 贤,张 健.中国的钛资源分布及特点[J].钛工业进展,2006(6):8-12.Wu Xian,Zhang Jian.Geographical distribution and characteristics of Titanium resources in China,[J].Titanium Industry Progress,2006(6):8-12.
[2] 余良晖.我国钛矿资源安全预警跟踪分析[J].矿产保护与利用,2016(12):1-6.Yu Lianghui.Pre-warnning and tracking analysis of Titanium mineral resources safety in China[J].Concervation and Utilization of Mineral Resources,2016(12):1-6.
[3] 余良晖.2016—2017我国钛矿资源安全预警跟踪分析报告[J].中国金属通报,2017(4):28-30.Yu Lianghui.Report on the analysis of titanium resources early warning in China during 2016-1027[J].China Metal Bulletin,2017(4):28-30.
[4] 吴景荣,王建平,徐 昱,等.中国钛资源开发利用现状和存在的问题及对策[J].矿业研究与开发,2014(1):108-112.Wu Jingrong,Wang Jianping,Xu Yu,et al.Current situation,problems and countermeasures of Titanium resources in China[J].Mining Research and Development,2014(1):108-112.
[5] 韩志彪,常福增.中国钛工业发展的原料问题及对策[J].钛工业进展,2012(1):5-8.Han Zhibiao,Chang Fuzeng.Material problem and solutions about further development of Titanium industry in China[J].Titanium Industry Progress,2012(1):5-8.