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§ 鈦元素介紹

鈦（Titanium）是一種金屬化學(xué)元素，化學(xué)符號Ti，由于其在自然界中存在分散并難以提取，被認(rèn)為是一種稀有金屬。在地殼中，鈦的含量為0.61%，在結(jié)構(gòu)金屬中居第4位，僅次于鐵、鋁、鎂。鈦是一種銀白色的過渡金屬，熔點為(1660±10)℃，沸點為3287℃，密度為4.506g/cm3。由于鈦具有熔點高、比重小、比強度高、韌性好、抗疲勞、耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)低、高低溫度耐受性能好、在急冷急熱條件下應(yīng)力小等特點，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、電力、生物醫(yī)療、化工冶金、海洋工程、體育休閑等領(lǐng)域，被譽為“太空金屬”、“現(xiàn)代金屬”、“海洋金屬”和“戰(zhàn)略金屬”。目前，工業(yè)上用來生產(chǎn)鈦的礦石主要有金紅石和鈦鐵礦。

§ 鈦材產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，近年政策持續(xù)加碼

1791年，鈦以含鈦礦物的形式在英格蘭的康沃爾郡被發(fā)現(xiàn)，1795年德國化學(xué)家克拉普羅特在分析匈牙利產(chǎn)的紅色金紅石時也發(fā)現(xiàn)了這種氧化物，1910年被美國化學(xué)家亨特第一次用鈉還原TiCl4制得純度達(dá)99.9%的金屬鈦。1940年鎂還原法和鈉還原法成為生產(chǎn)海綿鈦的工業(yè)方法。1948年，美國用鎂還原法制出2噸海綿鈦，從此開始了鈦的工業(yè)化生產(chǎn)。隨后日本在1952年、英國在1953年、蘇聯(lián)在1956年相繼開始生產(chǎn)海綿鈦。中國鈦工業(yè)發(fā)展大致經(jīng)歷了四個時期：開創(chuàng)期（20世紀(jì)50年代）——建設(shè)期（60-70年代）——初步發(fā)展期（80-90年代）——快速成長期（21世紀(jì)后）。

§ 海綿鈦

海綿鈦是指用金屬熱還原法生產(chǎn)出的海綿狀金屬鈦，純度%（質(zhì)量）一般為99.1～99.7，雜質(zhì)元素%（質(zhì)量）總量為0.3～0.9，雜質(zhì)元素氧%（質(zhì)量）為0.06～0.20，硬度(HB)為100～157。其外表呈疏松多孔海綿狀，性質(zhì)活潑，極易氧化，是制備鈦材的主要原材料。根據(jù)純度、雜質(zhì)含量和硬度，海綿鈦一共可分為七個等級，其中僅高品質(zhì)0A級及0級可用于航空航天和軍工領(lǐng)域，1-5級海綿鈦品質(zhì)相對較低，主要應(yīng)用于化工工業(yè)領(lǐng)域。生產(chǎn)海綿鈦的方法有鎂熱還原法和鈉熱還原法，目前全球生產(chǎn)海綿鈦的主流方法為鎂熱還原法，又被稱為克羅爾法，分為半流程和全流程兩種方式。半流程工藝僅包含鎂熱還原蒸餾，隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的深入及環(huán)保要求的升級，海綿鈦行業(yè)大部分半流程或落后產(chǎn)能被迫退出市場。全流程生產(chǎn)流程從冶煉鈦渣制取四氯化鈦，精制四氯化鈦，金屬鎂還原四氯化鈦，最后蒸餾獲得海綿鈦。目前市場上海綿鈦的生產(chǎn)方式主要采取全流程工藝（制四氯化鈦+鎂還原蒸餾）。熔鹽氧化工藝：由高鈦渣、石油焦和氯氣在熔融狀態(tài)下的NaCl中發(fā)生氣固反應(yīng)，反應(yīng)器溫度、壓力控制在800℃、0.003MPaG，生成粗TiCl₄及CO、CO₂等副產(chǎn)物。反應(yīng)為放熱反應(yīng)。主要反應(yīng)方程式如下：2TiO₂+4Cl₂+3C→2TiCl₄+2CO+CO₂。還蒸工序工藝原理：采用熱鎂金屬還原四氯化鈦生產(chǎn)海綿鈦工藝，還原反應(yīng)主反應(yīng)方程式如下：TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2+Q。

§ 全球海綿鈦

受中國海綿鈦產(chǎn)量快速增長的推動，近年全球海綿鈦供給呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)，2022年全球海綿鈦產(chǎn)量26萬噸，2016年以來呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。但從區(qū)域來看，2016年以來，除中國外全球其他區(qū)域海綿鈦產(chǎn)量呈現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢，基本維持在11萬噸左右。歷史上中國海綿鈦工業(yè)與美日、獨聯(lián)體國家還存在一定差距，部分高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口。從《海綿鈦工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展》（申慶飛）、新材料在線的研究的來看，相比海外主要海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)主要聚焦于航空級，歷史上我國海綿鈦在產(chǎn)品質(zhì)量、工藝控制上與海外主要海綿鈦供給國存在一定差距。

2023年隨著國內(nèi)部分航空級、轉(zhuǎn)子級海綿鈦項目投入投產(chǎn)，國內(nèi)海綿鈦產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了進(jìn)口替代、邁向了出口高端化的局面，全球競爭力進(jìn)一步提升。從海關(guān)總署披露的數(shù)據(jù)，2023年1-11月國內(nèi)海綿鈦出口5478噸，進(jìn)口134噸；相比2022年凈進(jìn)口9445噸，出現(xiàn)大幅扭轉(zhuǎn)。同時從價格來看，出口均價由2022年的均價7.92美元/kg提升到9.3美元/kg，進(jìn)口均價由8.73美元/kg下降到6.88美元/kg，出口均價高于進(jìn)口均價26%。反映了海綿鈦不僅僅實現(xiàn)了高端進(jìn)口替代，也開始邁向出口高端化。中國海綿鈦生產(chǎn)主要集中在遼寧、云南、新疆、河南，四川等地，其中遼寧是我國海綿鈦產(chǎn)量第一大省。根據(jù)鋼聯(lián)數(shù)據(jù)，2023年全國海綿鈦產(chǎn)量20.7萬噸，其中遼寧產(chǎn)量5.72萬噸，全國占比28%。云南、新疆、河南、四川等地的產(chǎn)量全國占比均達(dá)到13%及以上。目前，遼寧已經(jīng)培育了十多家高新技術(shù)企業(yè)，主導(dǎo)產(chǎn)品有鈦金屬及鈦合金鑄件、中間合金等，海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)主要分布在朝陽、錦州等地區(qū)。海綿鈦行業(yè)集中度高于鈦渣。按照產(chǎn)能測算，截止2023年年末龍佰集團(tuán)、洛陽雙瑞萬基、朝陽金達(dá)、寶鈦華神、攀鋼集團(tuán)五家產(chǎn)能合計占比達(dá)到61%。其中龍佰集團(tuán)在國內(nèi)擁有云南、甘肅兩個基地，合計產(chǎn)能達(dá)到5萬噸，占比到21%，除此之外，洛陽雙瑞萬基、朝陽金達(dá)、寶鈦華神、攀鋼集團(tuán)的海綿鈦產(chǎn)能均超過10%。整體行業(yè)集中度高于鈦渣環(huán)節(jié)。擁有鈦資源的企業(yè)通過一體化布局、新增投資、提升市場占有率是行業(yè)的主要競爭態(tài)勢。近年來以龍佰集團(tuán)、攀鋼集團(tuán)、安寧股份、新疆湘晟為代表的、擁有鈦礦資源的企業(yè)，通過延伸產(chǎn)業(yè)鏈，形成了鈦渣-海綿鈦一體化布局，并且進(jìn)一步通過新建產(chǎn)能，提升市場占有率。電力價格是決定海綿鈦成本競爭力的關(guān)鍵因素。產(chǎn)業(yè)鏈上鈦礦-鈦渣-海綿鈦環(huán)節(jié)的集中度、壁壘、產(chǎn)能、進(jìn)出口、成本因素等供給特性差異引發(fā)的利潤流向是：先資源端、再海綿鈦、最后鈦渣。區(qū)域電力價格優(yōu)勢對產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)，尤其是鈦渣、海綿鈦企業(yè)帶來成本競爭力。

鈦提取技術(shù)可以使用HEL的Simular進(jìn)行測評。

H.E.L致力于工藝篩選優(yōu)化、反應(yīng)量熱和絕熱加速量熱

在反應(yīng)過程安全和反應(yīng)放大中的解決方案

過程安全與反應(yīng)風(fēng)險｜電池絕熱量熱儀

化學(xué)合成與高壓催化｜生物反應(yīng)器系統(tǒng)

關(guān)于HELH.E.L——Hazard Evaluation Laboratories成立于1987年，總部設(shè)在倫敦，在中國、美國、德國、意大利、印度擁有分公司。全資的赫伊爾商貿(mào)（北京）有限公司于2020年在北京設(shè)立。目前，H.E.L仍然是全球首屈一指的過程工藝及安全專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，同時已經(jīng)發(fā)展成為一家致力于為客戶提供專業(yè)的化學(xué)反應(yīng)過程篩選、工藝開發(fā)、過程優(yōu)化以及反應(yīng)危害評估設(shè)備的國際集團(tuán)企業(yè)。

關(guān)于綠綿科技

2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務(wù)價值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實驗數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測的效率和水平。主要代理產(chǎn)品：GC/MS/MS,LC/MS/MS新機(jī)租賃業(yè)務(wù)/LUMTECH循環(huán)制備液相/靜音型雙頻超聲清洗/Knauer研發(fā)，中試和生產(chǎn)脂質(zhì)納米顆粒（LNP)碰撞噴射混合器系統(tǒng)/冰點滲透壓儀、液相/超高壓液相色譜儀、在線SPE液相色譜儀/法國F-DGSi氮氣，超高純氫氣氣體發(fā)生器，液氮發(fā)生器/Cytiva生命科學(xué)設(shè)備/LabOS實驗室運營系統(tǒng)/MassWorks準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)測定及分子式識別系統(tǒng)/MsMetrix氣質(zhì)香精香料分析軟件/Sin-QuEChERS農(nóng)殘凈化柱/制藥企業(yè)質(zhì)量回顧性報告系統(tǒng)（QRS)/英國赫伊爾生物反應(yīng)器，電池絕熱量熱、催化劑合成。聯(lián)系電話：010-82676061/2/3/4/5/6/7傳真：010-82676068E-mail：[email protected]。

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