钛是地壳中分(fēn)布最广和丰度较高的元素之一,占地壳质量的 0.61%,位居第九位。钛资源由于其用(yòng)量越来越大,仅次于铁、铝,被誉為(wèi)“第三金属”。钛广泛应用(yòng)于航空、航天、石油、化工、電(diàn)力等重要工业领域,因此又(yòu)被称為(wèi)“现代金属”“太空金属”“战略金属”和“高技术矿产”,是现代工业和尖端科(kē)技不可(kě)或缺的金属原料,是我國(guó)战略性新(xīn)兴产业所需的重要矿产,在未来科(kē)技发展道路上占有(yǒu)重要地位。
我國(guó)是钛资源大國(guó),钛储量位居世界第一,但多(duō)為(wèi)共伴生矿,品位不高。目前钛矿进口量呈逐年上升趋势,对外依存度超过了 60%。受当今國(guó)际政治经济环境的影响,未来相当長(cháng)的时期内,國(guó)际钛矿资源贸易必然会受到影响,因此加强我國(guó)钛矿资源的开发利用(yòng)研究具有(yǒu)重要的战略意义。前人对我國(guó)钛资源分(fēn)布和保障资源安全进行了初步研究。
我國(guó)钛矿资源开发利用(yòng)形势
根据《中國(guó)矿产资源报告(2019)》数据显示,截至 2018 年底,包括原始钛铁矿、钛铁砂矿和金红石在内,折算為(wèi)二氧化钛的钛矿查明资源储量為(wèi) 8.26亿 t,比上年净增加 700 万 t,增長(cháng) 0.9%。
我國(guó)钛矿资源主要分(fēn)布在四川、河北、河南、广东、湖(hú)北等地。主要矿床类型有(yǒu)钛铁矿岩矿、钛铁矿砂矿、金红石矿等。现在已探明储量的大型钛铁矿矿床有(yǒu)四川省攀西地區(qū)钒钛磁铁矿、河北省承德市钒钛磁铁矿、广东省兴宁市霞岚钒钛磁铁矿、陕西省洋县毕机沟钒钛磁铁矿、甘肃省天祝藏族自治县大滩钛铁矿等。
我國(guó)钛铁矿砂矿资源主要分(fēn)布在广东、广西、海南和云南等省(區(qū)),分(fēn)布比较分(fēn)散,尚未发现大型矿床。我國(guó)已发现的金红石矿床主要分(fēn)布于湖(hú)北、河南、陕西、江苏、山(shān)西、山(shān)东,有(yǒu)代表性的矿床是湖(hú)北省枣阳市大阜山(shān)金红石矿、山(shān)西省代县碾子沟金红石矿、四川省会东县新(xīn)山(shān)金红石矿等。我國(guó)钛矿资源的特点是:资源丰富,储量大,分(fēn)布广;原生矿多(duō),砂矿少;钛铁矿多(duō),金红石矿少;贫矿多(duō),富矿少;均為(wèi)多(duō)金属共生矿。
《2019 年全國(guó)非油气矿山(shān)企业开发利用(yòng)情况通报》的统计数据显示,我國(guó)在开采的钛矿矿山(shān)企业有(yǒu) 79 家,其中大型矿山(shān) 7 家、中型矿山(shān) 4 家、小(xiǎo)型矿山(shān) 53 家、小(xiǎo)矿 15 家,2019 年全國(guó)钛矿矿石产量146.98 万 t,工业总产值 20889.67 万元,综合利用(yòng)产值 16506 万元,矿产品销售收入 20145.46 万元,利润总额 3974.75 万元。
《2009—2019 年全國(guó)非油气矿山(shān)企业开发利用(yòng)情况通报》的统计数据显示,从 2009 年到 2019 年,我國(guó)钛矿矿山(shān)企业从 128 家下降到 79 家,下降了38%。大型矿山(shān)数量从 2009 年的 10 家增長(cháng)到 2014 年的 22 家,之后又(yòu)回落到 2019 年的 7 家。
中型企业从 2009 年的 2 家增長(cháng)到 2014 年的 15 家,之后又(yòu)回落到 2019 年的 4 家。大中型矿山(shān)数量均在2014 年达到峰值之后有(yǒu)所回落。小(xiǎo)型矿山(shān)和小(xiǎo)矿数量均呈现持续下降态势。
从 2009 年到 2019 年,受矿山(shān)产量及经济形势影响,我國(guó)钛矿矿山(shān)企业工业生产总值呈振 荡变化趋势,从 2009 年的 1.34 亿元增長(cháng)到 2012 年 3.70 亿元的最高点,2016 年下降到最低点 0.23 亿元,到 2019年又(yòu)增長(cháng)到 2.09 亿元。变化幅度较大,行业发展呈现出极不稳定的趋势。
从 2009 年到 2019 年,我國(guó)钛矿矿石产量经历了较大规模的起伏。从 2009 年的年产 262.82 万 t,增長(cháng)到 2011 年的 1296.3 万 t,增長(cháng)了 393.2%;之后受经济形势影响,连年持续下降,下降到了 2015 年的34.54 万 t,下降了近 97.3%,几乎接近停产。
近几年钛矿石产量呈缓慢上升态势,2019 年达到了 146.98万 t,比最低点增長(cháng)了 325.5%,但仍然仅為(wèi)最高点的 11%,恢复的路程还将十分(fēn)漫長(cháng)。
从 2009 年 到 2019 年, 我 國(guó) 钛 矿 矿 山(shān) 企 业 的矿产品销售收入也经历了较大起伏。从 2009 年的10661.36 万元,增長(cháng)到 2012 年最高的 33757.65 万元,增長(cháng)了 216.6%;之后受经济形势影响,连年持续下降,降至 2015 年的 1465.16 万元,下降了 95.7%,仅為(wèi)最高点的 4.3%。随着近几年钛矿石产量的缓慢上升,2019 年矿产品销售收入达到了 20145.46 万元,恢复至峰值点的 60.0%。
我國(guó)钛矿采矿权的产能(néng)储备
我國(guó)钛矿资源可(kě)开发利用(yòng)的多(duō)少,除了技术方法和综合利用(yòng)率的提高外,归根结底还是取决于资源储备的多(duō)少,而能(néng)够直接转化為(wèi)资源的无疑是目前处于有(yǒu)效期的采矿权。从 2009 年到 2019 年,有(yǒu)效的采矿权数量从最高点的 103 个下降到 39 个,下降了62.1%。有(yǒu)效采矿权数量比实际开采矿山(shān)数量少的原因是矿山(shān)在开采当年可(kě)能(néng)存在采矿权过期后还在办理(lǐ)延续的情况。
采矿权设计生产规模从 2009 年的 888.92 万 t/a,增長(cháng)到 2011 年最高点的 5375.97 万 t/a 后,在 4600万 t/a 到 5300 万 t/a 的设计生产规模之间持续了将近7 年,从 2018 年开始呈现了断崖式下降,2019 年更是降至 925.78 万 t/a。
通过对比钛矿采矿权设计生产规模和矿石产量的变化情况,结合当年的经济形势,基本可(kě)以断定,受经济危机的影响,國(guó)内钛矿企业在 2011 年到 2017 年一直在苦苦挣扎中,虽然企业一直在生产经营,但矿石开采出来后并不能(néng)如期销售,因此在 2011 年矿石产量达最高峰之后,开采量持续下降,矿石企业在苦苦支撑几年之后大部分(fēn)破产或者注销了采矿权,导致 2018 年和 2019 年采矿权数量大减,矿山(shān)企业也相对减少,设计生产规模断崖式下降。我们从 2009 年到 2019 年的采矿权注销数量中也能(néng)看到这一趋势。仅 2018 年一年就注销了 8 个钛矿采矿权,注销产能(néng) 2300 万 t/a。
而钛矿采矿权的新(xīn)立数量和新(xīn)立产能(néng)均后继乏力。2009 年钛矿采矿权新(xīn)立 13 个,新(xīn)立的设计生产规模為(wèi) 174.45 万 t/a;最高点的 2011 年采矿权新(xīn)立了 4 个,新(xīn)立设计生产规模 3538.37 万 t/a。
从 2016 年开始钛矿没有(yǒu)新(xīn)立采矿权,相应地也没有(yǒu)采矿规模的增長(cháng),未来钛矿采矿权的产能(néng)储备存在很(hěn)大的危机。虽然目前我國(guó)钛矿采矿权设计产能(néng)尚有(yǒu)925.78 万 t/a,而 2019 年的产量只有(yǒu) 146.98 万 t,只用(yòng)了全國(guó)设计产能(néng)的 15.9%,但是如果未来几年没有(yǒu)新(xīn)的采矿权增加,剩余产能(néng)按目前的产量初步估算只能(néng)维持 5~6 年,之后将面临國(guó)内资源紧缺的现象。
从钛矿探矿权来看,2019 年钛矿有(yǒu)效探矿权仅有(yǒu) 22 个,而且 2017 年到 2019 年 3 年没有(yǒu)新(xīn)立探矿权,而同时钛矿探矿权一直在注销,3 年共注销了 19 个探矿权。我们知道,一个成熟的探矿权能(néng)够转化成采矿权至少需要 5~10 年时间,同时探矿权能(néng)够真正转化成采矿权的概率也不足 1%。因此,未来國(guó)内钛矿行业在资源供应链中将存在重大的产能(néng)不足问题,应该引起相关管理(lǐ)机构的高度重视。
我國(guó)钛矿对外依存度变化情况
世界钛矿资源以钛铁矿為(wèi)主,钛铁矿约占世界钛资源量的 93.5%,其余来自金红石、锐钛矿、钛矿渣等。据美國(guó)地质调查局统计,2017 年底全球钛矿(主要包括钛铁矿和金红石)储量约為(wèi) 9.3 亿 t。其中,钛铁矿储量為(wèi) 8.7 亿 t,主要分(fēn)布于澳大利亚、中國(guó)、印度、南非、肯尼亚、巴西、马达加斯加、挪威、加拿(ná)大、莫桑比克、乌克兰、美國(guó)和越南等國(guó);金红石(包括锐钛矿)储量 6300 万 t,主要集中于澳大利亚、肯尼亚、南非、印度、乌克兰、塞拉利昂、莫桑比克等國(guó)。
近年来,全球钛矿产量基本保持平稳,产量稳定在 600 万 t 以上,主要产自澳大利亚、加拿(ná)大、中國(guó)、南非、莫桑比克等國(guó)。其中,钛铁矿原材料主要生产于澳大利亚、中國(guó)、加拿(ná)大、莫桑比克、越南、挪威等,2018 年产量為(wèi) 536 万 t;金红石的生产國(guó)则主要為(wèi)澳大利亚、塞拉利昂、南非、乌克兰等,2018 年的产量总和為(wèi) 75 万 t。
其中,南非、澳大利亚、加拿(ná)大、莫桑比克、印度等國(guó)出口量较大,主要供应至美國(guó)、日本、中國(guó)、德國(guó)等國(guó)家。对外依存度,是指产品的净进口量与该产品总消费量之比。
矿产品对外依存度可(kě)以简单明了地表征某种(类)矿产对國(guó)际市场的依赖程度 , 从而為(wèi)國(guó)家制定该种(类)矿产的开发利用(yòng)政策提供信息支持,是矿产资源安全的重要指征。
对我國(guó)矿产品的对外依存度进行了计算。姚震等 [5] 通过对有(yǒu)色金属工业协会、中國(guó)海关的钛精矿的进出口数据分(fēn)析,认為(wèi)我國(guó)钛矿对外依存度总體(tǐ)上呈现增長(cháng)态势。
从 2009 年以来,我國(guó)钛精矿净进口量总體(tǐ)上呈现增長(cháng)的态势。其中,2009 年至 2012 年,我國(guó)钛精矿进口量从 147.9 万 t 增至 290.5 万 t,呈快速上升态势;2012 年之后,由于受國(guó)际矿业经济的影响,我國(guó)钛精矿的净进口量有(yǒu)所下滑,2015 年钛精矿的进口量下降到了 188.0 万 t,比 2012 年下降了 35.3%。
钛矿产品对外依存度从 2011 年的最低点 14.8% 上升到 2015 年的 84.2%,提高了将近 70 个百分(fēn)点。目前我國(guó)钛矿产品对外依存度為(wèi) 63.8%,当前状态处于中高级,需要政府立即采取果断手段,制定相关矿产的开发利用(yòng)政策,以期在最短的时间内发生效用(yòng)。