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钛研究报告 一、钛概述 钛在地壳中的含量为0.64%，仅次于铝、铁而居于第三位，相当于铬的20 倍、镍和铜的60 倍、钨的100 倍、钴的200 倍、钼的600 倍。 钛在自然界无纯金属态，主要存在形态是TiO2(金红石)、FeTiO2(钛铁矿)，其次是白钛矿、锐钛矿、红钛铁矿。全球范围内钛矿比较丰富。1999年全球钛矿储量达650亿吨，其中大部分由钛铁矿构成，金红石仅占很小的一部分。以我国为例，钛铁矿占我国钛资源总储量的98%，金红石仅占2%。 中国钛资源极为丰富，探明储量占世界已探明储量的60%，居世界首位，主要分布在：四川(93.7%)、河北(约2.3%)、广西(1.4％)、海南(1.2%)、云南(1.1%)等20 个省区。 钛金属具有比强度高、密度小、耐腐蚀、耐高温等优异性能，广泛应用于轻型耐蚀结构材料、功能材料和生物工程材料，是仅次于铝、铁正在崛起的“第三金属”，又称“太空金属”、“海洋金属”。 钛及钛合金对一个国家的国防、经济及科技的发展具有战略意义。钛工业的发展状况，一定程度上也是该国技术水平和制造能力的综合体现。 应用领域 耗钛占所有领域耗钛的比重 使用特性 航空 全球是48%、我国是17% 屈服强度和密度比高，抗大气腐蚀性，耐高温、低温 航天 屈服强度和密度比高，抗大气腐蚀性，耐高温、低温 军工业 超低温下比强(强度/密度)高，足够的韧性及塑性 船舶制造 比强高，在海水及海洋气氛下具有优异的耐蚀性能 化学、石油工业 良好的耐蚀性 冶金工业 化学活性和耐蚀性好 医疗卫生 无磁性、无毒，与肌肉组织亲合性能良好 体育用品 高的耐蚀性，密度小、质量轻，热稳定性高，线胀系数小 资料来源：中国有色金属工业协会钛锆铪分会 二、海绵钛工艺流程 1、流程 生产钛金属的传统工艺流程是Krott 法(镁还原法)：把钛铁矿变成四氯化钛，再放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反应，就得到“海绵钛”。这种多孔的“海绵钛”仅仅是整个钛金属生产中的一个初级产品，是不能直接使用的，还必须把它们在电炉中熔化成液体，才能铸成钛锭(即工业纯钛)，再然后才能加工成相应的钛材或钛合金。 在镁还原法下，电力成本约占海绵钛成本的25%左右、制造费用(包括折旧)占海绵钛成本的30%左右、高钛渣成本约占海绵钛成本的13%。 由于Kroll 法钛工艺流程长、工序多、能耗高等，海绵钛成本一直居高不下。而钛锭的塑性加工的成本也居高不下。海绵钛及塑性加工的高成本限制了钛和钛材的推广应用，尤其是对价格相对敏感、但却具有广阔空间的民用领域。 2、FFC FFC 剑桥连续电解法是最有可能取代Kroll 方法的新工艺。其主要优点为：1）阴极氧化物在电解过程中不溶解于电解质内以固态存在，直接把金属和氧分开而得到金属，不产生氯气和TiCl4等强腐蚀性污染物质；环保费用较低。2）生产的产品适于粉末冶金成形，可减少工艺流程而缩短生产周期。因而节省大量生产成本。 目前 FFC 剑桥连续电解法已在实验室取得成功，尚未实现工业应用。该工艺一旦实现产业化运作，届时海绵钛的成本有望降低33－50%。钛在民用领域的需求有望因此而取得突飞猛进的增长。 3、P/M 净成型加工法 目前普遍采用塑性加工制造钛件。钛在塑性加工过程中存在变形抗力大、常温下塑性差、屈服极限和强度极限比值高、回弹性大、对缺口敏感、变形过程易与模具粘结、加热时易吸附有害气体等问题。 钛及合金的加工难度远高于钢和铜等其它金属材料。为保证钛材的质量，加工成本必然相应较高。全球都在探索粉末冶金工艺（P/M）进行净成型加工。P/M 技术生产出的零部件无须再经过加工处理，成材率较高，加工工序缩减。还可充分利用钛废料作原料，从而降低生产成本。若粉末冶金制钛技术实现工业化，也可在明显降低钛材的成本。 4、降低成本改变替代 铜、镍、不锈钢等与钛存在一定程度的替代关系，这些金属价格的高低也会影响钛的应用前景。目前国内铜的价格为3.6 万元/吨，海绵钛价格为6.5 万元/吨，此时钛材和铜材的体积价格比已基本相当，而钛的耐腐蚀性及其他性能远优于铜，钛材的性价比优势已经开始出现。 目前 304/2B 不锈钢板的国内价格约1.91 万元/吨，若技术进步令海绵钛价格降至目前的55％，则两者的体积价格比接近，而钛的强度是不锈钢的3.5 倍，耐蚀性、稳定性等也优于不锈钢，届时钛对不锈钢的替代效应有望显现。 三、海绵钛行业发展情况 1、市场概况 近几年来，钛市场迅速扩张，需求高速增长，技术渐趋定型，行业特点、行业竞争状况及用户特点已比较明朗，企业进入壁垒较高，产品竞争者数量增多。根据产业特征，钛行业处于成长期的中前期。 作为第三大金属的钛，其消费的扩张始终受到高成本的制约。随着技术的革新、成本的降低，钛产品将向优质、低