钛金属特性、冶炼方式、应用领域及生命周期回顾

 钛：“未来金属” 钛因其优良特性而被誉为“未来金属”。

钛是一种银灰色的过渡金属，最 常见的化合物为二氧化钛（钛白粉）。钛在常温下会迅速形成一层致密的 氧化膜，这让它具有良好的抗腐蚀能力，常温下几乎不与酸、碱、氯化 物发生反应。钛的熔点高达 1660℃，这让其具有良好的耐高温属性，在 高温也能保持一定的强度。钛在具有高强度的同时密度仅有 4.54g/cm3， 因此它的比强度高于多数其他金属结构材料。钛是安全无毒的金属，生 理上对人体几乎都是惰性的，因此其具有良好的生物相容性。钛具有诸 多的良好属性使其具有广泛的应用前景。

目前大规模工业生产钛的方式为 Kroll法。钛的冶炼方式主要为金属热 还原法和熔盐电解两种。金属热还原法指利用还原性较强的金属来还原 钛氧化物、钛氯化物等来制备金属钛；熔盐电解法是以碱金属的氯化物 作为电解质，以含钛化合物为原料通电进行电解制备金属钛。目前工业 上主要使用金属热还原法，主要有镁热还原法(Kroll 法)和钠热还原法 ( Hunter 法、Armstrony 法)两类。镁热还原法为 20 世纪 40 年代 Kroll 发 明，1948 年美国杜邦公司开始使用这种方法生产海绵钛。20 世纪中期 Hunter 工艺开始进行商业化生产，Hunter 法生产的钛纯度要高于 Kroll 法，但成本更高。由于钠热还原法成本较高，目前工业上广泛使用为 Kroll 法。

钛产品主要应用于化工、航空等多个领域。钛的应用分为化工和金属两 条路径，化工路径最终产品为钛白粉，金属路径最终产品为各类钛材。 根据中国化工制造网，全球 90%的钛被用来生产钛白粉，钛白粉可以提 供优异的白度、遮盖和耐候性，因此其作为白色无机颜料被广泛应用于 涂料、塑料、造纸、油墨、化纤等行业。钛材包含钛及钛合金，其中钛 合金是以钛为基含有其他合金元素和杂质的合金。合金元素的添加具有 提高钛合金的弹性模量、热强度，以及改善合金的加工塑性、降低变形 抗力等效果。根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会，2021 年我国钛材 的消费主要集中在化工、航空航天、电力、冶金、医药等领域。

虽然钛金属的应用广阔，产销量逐渐上升，但价格仍然受到产能周期、 需求周期的影响，呈现一定的周期性波动。海绵钛是钛材生产的重要原 料，我们以海绵钛为对象，将 2003 年以来我国的钛金属产业分为 3 个 阶段：

第一阶段（2003 年-2010 年）：需求旺盛，供应缓慢增加，价格飞涨后回 落。随着中国经济高速增长，航空航天、化工、体育休闲、制盐等领域 对钛的需求旺盛，而海绵钛新增产能不足，海绵钛价格不断上升，在 2006 年 1 月达到历史最高点：约为 20 万元/吨。高企的海绵钛价格带来了海 绵钛投资热，2006 年中国海绵钛的产能达 3 万吨/年，而产量仅为 1 万 吨左右，海绵钛的供给充足，价格开始迅速下滑，最低价格达到 5 万/吨 左右，行业逐渐陷入亏损。

第二阶段（2010年-2016年）：后金融危机时代需求冲高后回落，经济增 速的下滑带来价格的持续偏弱。2010年下半年，中国率先走出国际金融 危机影响，经济的快速发展增加了对钛制品的需求，加之海绵钛原材料 价格上涨，海绵钛价格在 2011 年上半年快速蹿升。而从 2011 年下半年 开始，我国对通货膨胀大力控制、房地产调控深入，钛需求开始下降， 海绵钛价格逐步走跌。到 2016 年，海绵钛价格最低达到 4.55 万元/吨， 行业内大部分公司亏损，行业产能去化、产量下降。

第三阶段（2016 年 7 月至今）：海绵钛价格摆脱底部区间，行业供需两 旺。从 2016 年下半年开始，随着钛白粉市场的好转，钛白粉产量的上升 带来钛精矿供给的紧张，海绵钛的成本也逐渐上升。 此外，海绵钛产能 的去化、海绵钛需求的上升，钛精矿、海绵钛供需紧平衡，钛金属价格 逐步上升。产业层面给看，我国钛产业技术升级，高端海绵钛产量不断 上升，海绵钛的产量连续七年增长，行业供需两旺。