我国钛白粉工业发展与思索中的问题

　　摘要：论述了我国钛白工业快速发展期中出现的几个问题，如虽钛矿储量颇丰、但采矿选矿不足、产量不能满足市场需求；改变原料路线，改用高钛渣；钛白生产厂家过多，偏离经济规模；环保压力大等。力主在钛资源方面，我国应在加大采矿选矿能力的同时，有组织的向外国采矿和进口钛铁矿；建设国内高钛渣生产基地；在发展硫酸法钛白的同时，应促进氯化法钛白的建设；设立钛白行业的营销体系；企业应在自愿的基础上，向规模化、集约化发展；应建设电力——硫酸——钛白——水泥联合企业，达到上下流产品衔接，走循环经济之路。

 

　　关键词：钛白高钛渣钛铁矿环保

 

　　我国钛白工业始于20世纪50年代。20世纪80~90年代，通过引进3套硫酸法、1套氯化法较为先进的钛白生产装置的基础上，又经过了十几年国产化的努力，使建设投资大幅度降低，从原引进装置吨金红石型钛白投资4.6~2.6万元降至1.06万元。由于吨钛白投资降低，加上市场好，又有利润空间，于是迎来了钛白工业发展飞快。2000年产量35万t/a，2001年43万t/a，超过日本，居世界第二。2005年70万t/a，2006年产量达85万t/a，年平均增长率约20%，预计2010年统计超过美国本土钛白产量，可达到150~160万t/a，面对我国钛白工业高速发展的形势，我们应该认真关注几个值得思索的问题，如钛铁矿的供应、环保压力、规模效应、提高产品质量和兴建氯化法的钛白等问题，现分述如下：

 

　　1 资源、采矿与原料钛铁矿供应

 

　　根据国际权威资料（USGS、BGS和WBMS等），世界钛矿地质储量总计为5亿~12亿t（以TiO2计），按储量多少排序依次为澳大利亚、南非、巴西、美国、印度、中国、挪威等，其中澳大利亚和南非约占世界总量的40%。中国位居世界第六位。

 

　　我国钛矿资源主要分为三类：钛铁矿砂矿、钛铁矿岩矿和金红石岩矿，据国土资源部统计，截至2003年底，全国钛矿总量68865.13万t（以TiO2计，下同，金红石按100%，钛铁矿砂矿按52%折算），其中现阶段有利用价值的钛铁矿砂矿查明资源储量有5240.16万t。

 

　　上述两组数据（国际的和国内的）来源不同，统计的尺度也不同，都说明我国钛矿储量颇丰，但现阶段有利用价值的钛铁矿砂矿资源并不丰富。

 

　　我国钛铁矿砂矿主要分布广东、广西、海南和云南，其特点是矿点分散、矿层薄，不具备大规模开采的条件，现小型开采总产量在80~100万t/a。钛铁矿岩矿主要分布在四川攀西地区和河北承德地区的钒铁磁铁矿中，这种原矿中含钛矿物有钛磁铁矿、钛铁矿、钛辉石，其开采难度大，其中只有较粗颗粒状的钛铁矿具有开采利用的价值，只能从开采铁（钒）钛时，从选铁尾矿中回收钛铁矿，开采受铁矿规模的限制，产能约30万t/a，近期扩建至45万t/a，我国钛铁矿的总产能约120万t/a。

 

　　“十五”时期是我国钛白工业快速发展期，产量由“九五”末29万t/a猛增至2005年的70万t/a，以钛白收率80%计，需要按50%计的钛矿为175万t/a，2005年我国钛矿产量为120万t/a，从越南、澳大利亚、印度、加拿大等国总进口量为50.1万t/a，基本维持现有的平衡。“十一五”期间钛白又一个快速发展期，上海、山东、江苏等地原有钛白企业易地搬迁扩建综合产能有40~45万t/a，加上攀枝花、云南等地新上项目约18个，预计到2010年左右，能投入运行的（含原有钛白装置）约有产量150万t/a，耗用钛矿（按含TiO2 50%收率80%计）将达375万t/a，现有国内的钛矿产量只有120万t/a，如何去解决255万t/a钛矿的来源，深受业内人士关注，综合几点想法，以期讨论之。

 

　　1.1 云南禄功、武定、富民是我国钛铁矿砂矿相对集中的地区，砂矿储量总计约3000万吨。要先解决体制问题，后解决相对集中开采，做好局部区域规划，保护环境。同时提高资源利用效益，延长产业链，增加经济效益，并较大幅度提高钛矿的产量。据称国内某公司已规划在云南建设年产40万t/a钛铁矿采矿和选矿基地。

 

　　1.2 以攀枝花市为中心的攀西地区是我国钛磁铁矿、钛铁矿等的主产地，其储量占我国岩矿储量的90%，现已有开采思路，以铁矿的尾砂，生产钛铁矿，钛铁矿生产作为附属生产部分。今后应改变思路，应该把钛铁矿视同铁矿开采，两者的生产指标同等重要，并加大对采矿与选矿的技术和资金的投入，以提高采矿回收率和综合利用率。目前钛铁矿产量已从30万t/a扩大至45万t/a。据称，还要扩建选矿场，另增加钛铁矿产量30万t/a。

 

　　1.3 扩大开放，走出国门，到国外去办矿山。

 

　　由于我国存在钛铁矿砂矿资源有限，钛岩矿开采难度大的现实，国内钛铁矿的供应量远远满足不了钛白工业发展的需要量，其状况在在整个“十一五”期间也难以改变，故须走出国门到国外去办矿山，是解决钛铁矿来源之一。可由企业或行业牵头，筹备资金，组织熟悉采矿、选矿业务；熟悉所在国的法律和劳务法的班子，进行具体的运作。在国外自办矿山，将产品钛铁矿运回国内，也是可供选择的一个种方法。据称国内某公司在新西兰建设30万t/a钛铁矿基地，正在运作中。

 

　　1.4 国内企业组成一个联合体，统一向国际市场购买钛铁矿。

 

　　今后几年内，我国进口钛铁矿的数量，要从2005年的50.10万t，其进口数量会逐年增加，可能会增至一、二百万吨。须改变现有企业单独购矿的方式，改用企业联合体大宗购买，便于寻找合理价位和简化进口手续等。

 

　　2 加快大型酸溶性钛渣生产基地的建设

 

　　1991年世界钛白生产总量中有39%是用高钛渣生产的，1996年上升至41%，2005年这个比例升至46%，与此相比，钛铁矿在世界钛白粉生产用量中所占比例将从1996年的30%下降至2005年的25%。当然这与硫酸法需要减少废酸的排出量是分不开的。

 

　　我国钛白生产，自2001年之后已居世界第二位，2005年达到700kt/a，但钛白生产中硫酸法比例占到98%。原料几乎全部用钛铁矿。目前国内硫酸法生产采用钛铁矿46~50%的矿，吨钛白用硫酸量4.1吨，其结果造成废酸、废水和废渣的排放量很大，对环境造成很大的压力。为建设一个环境友好型的企业，须走国外钛白工业通常的原料路线，采用高钛渣，高钛渣含TiO2为78%，工艺流程可省去结晶、分离、浓缩等三个工段，不产生FeSO4.7H2O，废渣、废酸、废水等酌量相对减少，有利于环保和治理。

 

　　我国钛渣生产与钛白工业发展极不协调，见表1。

 

表1我国主要富钛料生产企业统计万t/a

 

企业名称	生产方法	产品名称及品位（TiO2%）	产能	备注
攀钢钛业	电炉法	高钛渣（85）	6.0	即将投产
锦州铁合金厂	电炉法	高钛渣（90）	2.2	未生产
遵义钛厂	电炉法	高钛渣（90~92）	1.0	试生产
宣钢冶炼厂	电炉法	高钛渣（87%SR）	1.0	按销定产
阜新	电炉法	同上	1.0	按销定产
广西宜山	电炉法	高钛渣（92~94）	0.2	按销定产
云南富民	电炉法	同上	0.4	按销定产
云南武定	电炉法	同上	0.4	按销定产
云南禄劝	电炉法	同上	0.4	按销定产
云南曲靖	电炉法	同上	0.4	按销定产
自贡金红石	盐酸浸出法	钛黄粉（90~94）	0.2	按销定产
其他			2.2
总计			15.4

 

　　从表1可见，钛渣总产能15.4万t/a，规模化生产也只有8万t/a，而现有钛白的产能对钛白渣的需求是35万t/a，相距甚远。从钛白发展需求上考虑，须加快大型钛渣生产基地的建设，以适应钛白工业的发展。

 

　　我国攀枝花有丰富的钛资源，目前钛铁矿的产能30万t/a，近期可扩建至45万t/a，有装机容量330万KW已建成的二滩水电站。近年来攀钢公司又投资3.37亿元上高钛渣项目，经国家发改委批准的18万t/a高钛渣项目已经落户攀枝花工业开发区，其中一期工程6万t/a已试运行。据初步测算，在电费低于0.25元/KW.h的条件下，高钛渣的价格有望成为钛白企业可接受的价位2300~2700元/t。

 

　　3大力促进氯化法钛白建设

 

　　世界钛白产能氯化法占57%，硫酸法占43%。我国钛白氯化法占2%，硫酸法占98%。两法的比例与世界两法比例不相适应，说明我国氯化法生产落后于世界有一大段距离。

 

　　1978年改革开放之后，我国曾想引进国外氯化法钛白生产技术，遭到国外公司都以某些理由加以拒绝，直到1986年辽宁锦州铁合全厂经国家计委批复1.5万t/a氯化法钛白立项，采用国际咨询联合设计的技术引进方式氯化法技术，1994年建成，又经10年攻关，锲而不舍，努力拼搏，终于于2004年全年生产出钛白15666t，产品合格率100%，氧化炉连续运行创出最高记录为25.3d的好成绩。现正在建设3万t/a的生产装置，预计2007年可投入运行。新的国产化氯化法钛白装置的建设，需待此套国产化3万t/a装置达到设计能力，并系统总结建设经验之后才能进行，须考虑的问题有以下几个方面：

 

　　（1）以攀钢锦州钛业氯化法钛白为基础，采取与国外钛白技术咨询公司合作，联合进行工程基础设计，以提升其技术水平。

 

　　（2）降低工程造价。在设备分交上，除了个别设备引进国外制造的设备，绝大部分的设备在保证生产安全运行的条件下，尽可能采用国产设备，以降低工程造价；按国外口径计算，氯化法每吨投资4000~5000美元/t，硫酸法4500~5500美元/t，氯化法的吨钛白投资低于硫酸法。最近杜邦公司按上述口径计算，在山东东营建设20万t/a氯化法钛白，投资10亿美元。如果按我国办法建厂和采购方式，经估算吨钛白投资在2000美元，建一座年产6万t/a氯化法钛白，投资最多不过1.2亿美元，投资远低于国外建设同规模的厂；氯化法钛白建设要有配套工程，需要液氯、液碱、蒸汽、氮气和氧气等，氯化法钛白建设要与大型氯碱工业组成联合体，大大减少配套工程量，选择适合国情的低成本建设费用和低成本的运行费用，只有这样，我国氯化法才有生命力，与外商来华建设者才有竞争力。

 

　　4 硫酸法钛白企业在改革调整中求发展

 

　　4.1 向规模化、集约化发展

 

　　近几年来，我国钛白生产规模有了长足的发展，2006年全国钛白生产厂家有70家，总生产能力约100万t/a，平均一家1.42万t。产能的分布大致如下，产能1万t/a以上的有27家，达到2万t/a以上的有9家，3万t/a以上的有5家，4万t/a以上的1家。国外硫酸法钛白厂有39家，2001年总产能232.8万t/a，平均产能约6万t/a。国外最大硫酸法生产装置是芬兰凯米拉颜料公司POri（波里）工厂15万t/a。与国外相比，我国钛白企业生产装置偏小，达不到经济规模，缺乏竞争力。针对现实，我国现有钛白厂若不进行战略调整、重组、兼并、联合、改造扩产，形成规模效益，就难以参与国际竞争。

 

　　4.2 做精做细，提高产品档次

 

　　钛白是典型的精细化工产品，用途十分广泛。据国外统计该产品有数百个品种和牌号。针对不同的领域有不同的专用品种，比如涂料、塑料、油墨、化纤、造纸、电子、化妆品、医药、食品等都必须有针对性的专用产品，这样才有利于提高该领域产品的性能、档次以及售价。

 

　　我国钛白质量标准一直沿用国家标准。2003年全国涂料和颜料标准化技术委员会组成工作组完成了对二氧化钛颜料的现行国家标准的修订工作。修订后的标准与国际接轨，与国际标准2000年版一致。取消产品等级和标样，关键指标（颜色、散射力等等）全部不作具体规定，而建议由供需双方商定。各生产厂创立了自己的企业标准，经市场运作，现逐渐创造出具有企业特色的各牌产品，如金红石型R-215（中核华原），R-244（攀钢重庆钛业），R818（济南裕兴），CR501（锦州钛业），ZR-940（镇江钛白）等以及PTA-120（攀钢钛业），ZA-100（镇江钛白）等锐钛型牌号。

 

　　总的来说，我国二氧化钛颜料质量的整体水平比几年前已有较大的进步，但与具有代表性的国际先进产品相比，这些产品的主要不足之处是缺乏批次之间指标的一致性和稳定性。如分散性、遮盖力和耐候性（主要针对金红石型产品等）。近年来国外二氧化钛工业发展的一个新的趋势是，不注重增加新的品种牌号，而是注重产品功能的多样化，突出表现在高光泽、高耐候性、高分散性方面，因此今后我们要在稳定并提高现有产品的质量上下功夫，要把产品做精做细，主要从以下几个方面入手。

 

　　a）调整和控制不同粒径和粒径分布，以供不同用途需求的品种。

 

　　b）包膜技术，要一改过去单一地铝包膜（Al2O3），要根据产品不同要求有硅、铝包膜，铝、锆、硅、铝、锆包膜等。

 

　　c）有机包膜，以开发新品种新牌号等。

 

　　5 建立行业营销协调体系

 

　　目前的情况是各生产厂自找市场，自定价格，这样势必出现生产厂之间互相压价现象，造成性能基本相同的产品而价格不同，这必然使生产厂利益受损。

 

　　根据别的行业的经验，应建立行业营销协调体系，全国分为几个片区，统一提出协调性的价格，不能互相压价，不能低于某一价格出售，必要时统一提价，以保护生产厂家的经济利益。同时，对出口国外的钛白粉，也要统一出口指导价，以保护国家和企业的利益。总之，建立行业营销协调体系，有利于保护生产厂的利益，有利于我国钛白工业健康发展。

 

　　6 建设环境友好型的硫酸法钛白联合装置

 

　　一座年产6万t/a硫酸法钛白装置，年排出20%的废酸42万t/a，绿矾（FeSO4.7H2O）21万t/a。废酸经石灰中和之后，所产生的红、白石膏17.2万t/a等废弃物的处理和综合利用一直是困绕钛白企业的难题，同时生产需要硫酸24万t/a。对此我们应考虑如何以产品链的方式，建立一个有效的上下流的生产线，如建设一个发电——硫酸——钛白——水泥的联合装置，形成一个循环经济，有效的解决钛白生产中硫酸的供应和钛白产生的废弃物的利用。钛白生产中产生的废酸经浓缩回用，绿矾和电厂回收的硫磺制硫酸，废水分为白区和黑区（含废酸浓缩的废水）两部分，白区的废水经石灰乳中和处理和压滤之后，得到白石膏，经煅烧得到硫酸和水泥。黑区和废酸浓缩的废水，经石灰中和和压滤之后，得到红石膏，主要成份有CaSO4、FeSO4.7H2O、MgSO4等，可做化肥、水泥添加剂或土壤改良等。两部分处理后的PH6~9废清水可回用或达标排放，硫酸法钛白联合装置图。

 

　　7 结束语

 

　　2006年是我国钛白工业50年华诞。50年来，钛白工业经历了由小到大地发展，到2001年，综合规模已超过日本，位居美国之后，列世界第二。可以说，我们已挤进钛白生产大国之列。但我们还不是钛白生产强国，因生产规模、产品质量和品种、环境保护等方面与强国相比差距还很大。我国钛白工业在快速发展中，还会遇到不少困难和问题，本文从考察钛白工业发展现状出发，提出以上几个值得思索的问题，与内业人士商榷。愿我国的钛白工业能健康有序地发展，愿钛白强国的日子早日到来。