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我國鈦白粉工業(yè)發(fā)展與思索中的問題

2007年12月18日 0:0 4417次瀏覽 來源:   分類: 鈦資訊

   摘要:論述了我國鈦白工業(yè)快速發(fā)展期中出現(xiàn)的幾個問題,如雖鈦礦儲量頗豐、但采礦選礦不足、產(chǎn)量不能滿足市場需求;改變原料路線,改用高鈦渣;鈦白生產(chǎn)廠家過多,偏離經(jīng)濟規(guī)模;環(huán)保壓力大等。力主在鈦資源方面,我國應在加大采礦選礦能力的同時,有組織的向外國采礦和進口鈦鐵礦;建設國內(nèi)高鈦渣生產(chǎn)基地;在發(fā)展硫酸法鈦白的同時,應促進氯化法鈦白的建設;設立鈦白行業(yè)的營銷體系;企業(yè)應在自愿的基礎上,向規(guī)?;?、集約化發(fā)展;應建設電力——硫酸——鈦白——水泥聯(lián)合企業(yè),達到上下流產(chǎn)品銜接,走循環(huán)經(jīng)濟之路。
    關鍵詞:鈦白高鈦渣鈦鐵礦環(huán)保
    我國鈦白工業(yè)始于20世紀50年代。20世紀80~90年代,通過引進3套硫酸法、1套氯化法較為先進的鈦白生產(chǎn)裝置的基礎上,又經(jīng)過了十幾年國產(chǎn)化的努力,使建設投資大幅度降低,從原引進裝置噸金紅石型鈦白投資4.6~2.6萬元降至1.06萬元。由于噸鈦白投資降低,加上市場好,又有利潤空間,于是迎來了鈦白工業(yè)發(fā)展飛快。2000年產(chǎn)量35萬t/a,2001年43萬t/a,超過日本,居世界第二。2005年70萬t/a,2006年產(chǎn)量達85萬t/a,年平均增長率約20%,預計2010年統(tǒng)計超過美國本土鈦白產(chǎn)量,可達到150~160萬t/a,面對我國鈦白工業(yè)高速發(fā)展的形勢,我們應該認真關注幾個值得思索的問題,如鈦鐵礦的供應、環(huán)保壓力、規(guī)模效應、提高產(chǎn)品質(zhì)量和興建氯化法的鈦白等問題,現(xiàn)分述如下:
    1 資源、采礦與原料鈦鐵礦供應
    根據(jù)國際權威資料(USGS、BGS和WBMS等),世界鈦礦地質(zhì)儲量總計為5億~12億t(以TiO2計),按儲量多少排序依次為澳大利亞、南非、巴西、美國、印度、中國、挪威等,其中澳大利亞和南非約占世界總量的40%。中國位居世界第六位。
    我國鈦礦資源主要分為三類:鈦鐵礦砂礦、鈦鐵礦巖礦和金紅石巖礦,據(jù)國土資源部統(tǒng)計,截至2003年底,全國鈦礦總量68865.13萬t(以TiO2計,下同,金紅石按100%,鈦鐵礦砂礦按52%折算),其中現(xiàn)階段有利用價值的鈦鐵礦砂礦查明資源儲量有5240.16萬t。
    上述兩組數(shù)據(jù)(國際的和國內(nèi)的)來源不同,統(tǒng)計的尺度也不同,都說明我國鈦礦儲量頗豐,但現(xiàn)階段有利用價值的鈦鐵礦砂礦資源并不豐富。
    我國鈦鐵礦砂礦主要分布廣東、廣西、海南和云南,其特點是礦點分散、礦層薄,不具備大規(guī)模開采的條件,現(xiàn)小型開采總產(chǎn)量在80~100萬t/a。鈦鐵礦巖礦主要分布在四川攀西地區(qū)和河北承德地區(qū)的釩鐵磁鐵礦中,這種原礦中含鈦礦物有鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、鈦輝石,其開采難度大,其中只有較粗顆粒狀的鈦鐵礦具有開采利用的價值,只能從開采鐵(釩)鈦時,從選鐵尾礦中回收鈦鐵礦,開采受鐵礦規(guī)模的限制,產(chǎn)能約30萬t/a,近期擴建至45萬t/a,我國鈦鐵礦的總產(chǎn)能約120萬t/a。
   “十五”時期是我國鈦白工業(yè)快速發(fā)展期,產(chǎn)量由“九五”末29萬t/a猛增至2005年的70萬t/a,以鈦白收率80%計,需要按50%計的鈦礦為175萬t/a,2005年我國鈦礦產(chǎn)量為120萬t/a,從越南、澳大利亞、印度、加拿大等國總進口量為50.1萬t/a,基本維持現(xiàn)有的平衡。“十一五”期間鈦白又一個快速發(fā)展期,上海、山東、江蘇等地原有鈦白企業(yè)易地搬遷擴建綜合產(chǎn)能有40~45萬t/a,加上攀枝花、云南等地新上項目約18個,預計到2010年左右,能投入運行的(含原有鈦白裝置)約有產(chǎn)量150萬t/a,耗用鈦礦(按含TiO2 50%收率80%計)將達375萬t/a,現(xiàn)有國內(nèi)的鈦礦產(chǎn)量只有120萬t/a,如何去解決255萬t/a鈦礦的來源,深受業(yè)內(nèi)人士關注,綜合幾點想法,以期討論之。
    1.1 云南祿功、武定、富民是我國鈦鐵礦砂礦相對集中的地區(qū),砂礦儲量總計約3000萬噸。要先解決體制問題,后解決相對集中開采,做好局部區(qū)域規(guī)劃,保護環(huán)境。同時提高資源利用效益,延長產(chǎn)業(yè)鏈,增加經(jīng)濟效益,并較大幅度提高鈦礦的產(chǎn)量。據(jù)稱國內(nèi)某公司已規(guī)劃在云南建設年產(chǎn)40萬t/a鈦鐵礦采礦和選礦基地。
    1.2 以攀枝花市為中心的攀西地區(qū)是我國鈦磁鐵礦、鈦鐵礦等的主產(chǎn)地,其儲量占我國巖礦儲量的90%,現(xiàn)已有開采思路,以鐵礦的尾砂,生產(chǎn)鈦鐵礦,鈦鐵礦生產(chǎn)作為附屬生產(chǎn)部分。今后應改變思路,應該把鈦鐵礦視同鐵礦開采,兩者的生產(chǎn)指標同等重要,并加大對采礦與選礦的技術和資金的投入,以提高采礦回收率和綜合利用率。目前鈦鐵礦產(chǎn)量已從30萬t/a擴大至45萬t/a。據(jù)稱,還要擴建選礦場,另增加鈦鐵礦產(chǎn)量30萬t/a。
    1.3 擴大開放,走出國門,到國外去辦礦山。
    由于我國存在鈦鐵礦砂礦資源有限,鈦巖礦開采難度大的現(xiàn)實,國內(nèi)鈦鐵礦的供應量遠遠滿足不了鈦白工業(yè)發(fā)展的需要量,其狀況在在整個“十一五”期間也難以改變,故須走出國門到國外去辦礦山,是解決鈦鐵礦來源之一??捎善髽I(yè)或行業(yè)牽頭,籌備資金,組織熟悉采礦、選礦業(yè)務;熟悉所在國的法律和勞務法的班子,進行具體的運作。在國外自辦礦山,將產(chǎn)品鈦鐵礦運回國內(nèi),也是可供選擇的一個種方法。據(jù)稱國內(nèi)某公司在新西蘭建設30萬t/a鈦鐵礦基地,正在運作中。
    1.4 國內(nèi)企業(yè)組成一個聯(lián)合體,統(tǒng)一向國際市場購買鈦鐵礦。
    今后幾年內(nèi),我國進口鈦鐵礦的數(shù)量,要從2005年的50.10萬t,其進口數(shù)量會逐年增加,可能會增至一、二百萬噸。須改變現(xiàn)有企業(yè)單獨購礦的方式,改用企業(yè)聯(lián)合體大宗購買,便于尋找合理價位和簡化進口手續(xù)等。
    2 加快大型酸溶性鈦渣生產(chǎn)基地的建設
    1991年世界鈦白生產(chǎn)總量中有39%是用高鈦渣生產(chǎn)的,1996年上升至41%,2005年這個比例升至46%,與此相比,鈦鐵礦在世界鈦白粉生產(chǎn)用量中所占比例將從1996年的30%下降至2005年的25%。當然這與硫酸法需要減少廢酸的排出量是分不開的。
    我國鈦白生產(chǎn),自2001年之后已居世界第二位,2005年達到700kt/a,但鈦白生產(chǎn)中硫酸法比例占到98%。原料幾乎全部用鈦鐵礦。目前國內(nèi)硫酸法生產(chǎn)采用鈦鐵礦46~50%的礦,噸鈦白用硫酸量4.1噸,其結果造成廢酸、廢水和廢渣的排放量很大,對環(huán)境造成很大的壓力。為建設一個環(huán)境友好型的企業(yè),須走國外鈦白工業(yè)通常的原料路線,采用高鈦渣,高鈦渣含TiO2為78%,工藝流程可省去結晶、分離、濃縮等三個工段,不產(chǎn)生FeSO4.7H2O,廢渣、廢酸、廢水等酌量相對減少,有利于環(huán)保和治理。
    我國鈦渣生產(chǎn)與鈦白工業(yè)發(fā)展極不協(xié)調(diào),見表1。
    表1我國主要富鈦料生產(chǎn)企業(yè)統(tǒng)計萬t/a
 表1我國主要富鈦料生產(chǎn)企業(yè)統(tǒng)計萬t/a

企業(yè)名稱

生產(chǎn)方法

產(chǎn)品名稱及品位(TiO2%)

產(chǎn)能

備注

攀鋼鈦業(yè)

電爐法

高鈦渣(85)

6.0

即將投產(chǎn)

錦州鐵合金廠

電爐法

高鈦渣(90)

2.2

未生產(chǎn)

遵義鈦廠

電爐法

高鈦渣(90~92)

1.0

試生產(chǎn)

宣鋼冶煉廠

電爐法

高鈦渣(87%SR)

1.0

按銷定產(chǎn)

阜新

電爐法

同上

1.0

按銷定產(chǎn)

廣西宜山

電爐法

高鈦渣(92~94)

0.2

按銷定產(chǎn)

云南富民

電爐法

同上

0.4

按銷定產(chǎn)

云南武定

電爐法

同上

0.4

按銷定產(chǎn)

云南祿勸

電爐法

同上

0.4

按銷定產(chǎn)

云南曲靖

電爐法

同上

0.4

按銷定產(chǎn)

自貢金紅石

鹽酸浸出法

鈦黃粉(90~94)

0.2

按銷定產(chǎn)

其他

 

 

2.2

 

總計

 

 

15.4


    從表1可見,鈦渣總產(chǎn)能15.4萬t/a,規(guī)?;a(chǎn)也只有8萬t/a,而現(xiàn)有鈦白的產(chǎn)能對鈦白渣的需求是35萬t/a,相距甚遠。從鈦白發(fā)展需求上考慮,須加快大型鈦渣生產(chǎn)基地的建設,以適應鈦白工業(yè)的發(fā)展。
    我國攀枝花有豐富的鈦資源,目前鈦鐵礦的產(chǎn)能30萬t/a,近期可擴建至45萬t/a,有裝機容量330萬KW已建成的二灘水電站。近年來攀鋼公司又投資3.37億元上高鈦渣項目,經(jīng)國家發(fā)改委批準的18萬t/a高鈦渣項目已經(jīng)落戶攀枝花工業(yè)開發(fā)區(qū),其中一期工程6萬t/a已試運行。據(jù)初步測算,在電費低于0.25元/KW.h的條件下,高鈦渣的價格有望成為鈦白企業(yè)可接受的價位2300~2700元/t。
 

        3大力促進氯化法鈦白建設
        世界鈦白產(chǎn)能氯化法占57%,硫酸法占43%。我國鈦白氯化法占2%,硫酸法占98%。兩法的比例與世界兩法比例不相適應,說明我國氯化法生產(chǎn)落后于世界有一大段距離。
1978年改革開放之后,我國曾想引進國外氯化法鈦白生產(chǎn)技術,遭到國外公司都以某些理由加以拒絕,直到1986年遼寧錦州鐵合全廠經(jīng)國家計委批復1.5萬t/a氯化法鈦白立項,采用國際咨詢聯(lián)合設計的技術引進方式氯化法技術,1994年建成,又經(jīng)10年攻關,鍥而不舍,努力拼搏,終于于2004年全年生產(chǎn)出鈦白15666t,產(chǎn)品合格率100%,氧化爐連續(xù)運行創(chuàng)出最高記錄為25.3d的好成績。現(xiàn)正在建設3萬t/a的生產(chǎn)裝置,預計2007年可投入運行。新的國產(chǎn)化氯化法鈦白裝置的建設,需待此套國產(chǎn)化3萬t/a裝置達到設計能力,并系統(tǒng)總結建設經(jīng)驗之后才能進行,須考慮的問題有以下幾個方面:
       (1)以攀鋼錦州鈦業(yè)氯化法鈦白為基礎,采取與國外鈦白技術咨詢公司合作,聯(lián)合進行工程基礎設計,以提升其技術水平。
       (2)降低工程造價。在設備分交上,除了個別設備引進國外制造的設備,絕大部分的設備在保證生產(chǎn)安全運行的條件下,盡可能采用國產(chǎn)設備,以降低工程造價;按國外口徑計算,氯化法每噸投資4000~5000美元/t,硫酸法4500~5500美元/t,氯化法的噸鈦白投資低于硫酸法。最近杜邦公司按上述口徑計算,在山東東營建設20萬t/a氯化法鈦白,投資10億美元。如果按我國辦法建廠和采購方式,經(jīng)估算噸鈦白投資在2000美元,建一座年產(chǎn)6萬t/a氯化法鈦白,投資最多不過1.2億美元,投資遠低于國外建設同規(guī)模的廠;氯化法鈦白建設要有配套工程,需要液氯、液堿、蒸汽、氮氣和氧氣等,氯化法鈦白建設要與大型氯堿工業(yè)組成聯(lián)合體,大大減少配套工程量,選擇適合國情的低成本建設費用和低成本的運行費用,只有這樣,我國氯化法才有生命力,與外商來華建設者才有競爭力。
        4 硫酸法鈦白企業(yè)在改革調(diào)整中求發(fā)展
        4.1 向規(guī)?;?、集約化發(fā)展
近幾年來,我國鈦白生產(chǎn)規(guī)模有了長足的發(fā)展,2006年全國鈦白生產(chǎn)廠家有70家,總生產(chǎn)能力約100萬t/a,平均一家1.42萬t。產(chǎn)能的分布大致如下,產(chǎn)能1萬t/a以上的有27家,達到2萬t/a以上的有9家,3萬t/a以上的有5家,4萬t/a以上的1家。國外硫酸法鈦白廠有39家,2001年總產(chǎn)能232.8萬t/a,平均產(chǎn)能約6萬t/a。國外最大硫酸法生產(chǎn)裝置是芬蘭凱米拉顏料公司POri(波里)工廠15萬t/a。與國外相比,我國鈦白企業(yè)生產(chǎn)裝置偏小,達不到經(jīng)濟規(guī)模,缺乏競爭力。針對現(xiàn)實,我國現(xiàn)有鈦白廠若不進行戰(zhàn)略調(diào)整、重組、兼并、聯(lián)合、改造擴產(chǎn),形成規(guī)模效益,就難以參與國際競爭。
         4.2 做精做細,提高產(chǎn)品檔次
        鈦白是典型的精細化工產(chǎn)品,用途十分廣泛。據(jù)國外統(tǒng)計該產(chǎn)品有數(shù)百個品種和牌號。針對不同的領域有不同的專用品種,比如涂料、塑料、油墨、化纖、造紙、電子、化妝品、醫(yī)藥、食品等都必須有針對性的專用產(chǎn)品,這樣才有利于提高該領域產(chǎn)品的性能、檔次以及售價。
       我國鈦白質(zhì)量標準一直沿用國家標準。2003年全國涂料和顏料標準化技術委員會組成工作組完成了對二氧化鈦顏料的現(xiàn)行國家標準的修訂工作。修訂后的標準與國際接軌,與國際標準2000年版一致。取消產(chǎn)品等級和標樣,關鍵指標(顏色、散射力等等)全部不作具體規(guī)定,而建議由供需雙方商定。各生產(chǎn)廠創(chuàng)立了自己的企業(yè)標準,經(jīng)市場運作,現(xiàn)逐漸創(chuàng)造出具有企業(yè)特色的各牌產(chǎn)品,如金紅石型R-215(中核華原),R-244(攀鋼重慶鈦業(yè)),R818(濟南裕興),CR501(錦州鈦業(yè)),ZR-940(鎮(zhèn)江鈦白)等以及PTA-120(攀鋼鈦業(yè)),ZA-100(鎮(zhèn)江鈦白)等銳鈦型牌號。
        總的來說,我國二氧化鈦顏料質(zhì)量的整體水平比幾年前已有較大的進步,但與具有代表性的國際先進產(chǎn)品相比,這些產(chǎn)品的主要不足之處是缺乏批次之間指標的一致性和穩(wěn)定性。如分散性、遮蓋力和耐候性(主要針對金紅石型產(chǎn)品等)。近年來國外二氧化鈦工業(yè)發(fā)展的一個新的趨勢是,不注重增加新的品種牌號,而是注重產(chǎn)品功能的多樣化,突出表現(xiàn)在高光澤、高耐候性、高分散性方面,因此今后我們要在穩(wěn)定并提高現(xiàn)有產(chǎn)品的質(zhì)量上下功夫,要把產(chǎn)品做精做細,主要從以下幾個方面入手。
a)調(diào)整和控制不同粒徑和粒徑分布,以供不同用途需求的品種。
b)包膜技術,要一改過去單一地鋁包膜(Al2O3),要根據(jù)產(chǎn)品不同要求有硅、鋁包膜,鋁、鋯、硅、鋁、鋯包膜等。
c)有機包膜,以開發(fā)新品種新牌號等。
        5 建立行業(yè)營銷協(xié)調(diào)體系
        目前的情況是各生產(chǎn)廠自找市場,自定價格,這樣勢必出現(xiàn)生產(chǎn)廠之間互相壓價現(xiàn)象,造成性能基本相同的產(chǎn)品而價格不同,這必然使生產(chǎn)廠利益受損。
        根據(jù)別的行業(yè)的經(jīng)驗,應建立行業(yè)營銷協(xié)調(diào)體系,全國分為幾個片區(qū),統(tǒng)一提出協(xié)調(diào)性的價格,不能互相壓價,不能低于某一價格出售,必要時統(tǒng)一提價,以保護生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟利益。同時,對出口國外的鈦白粉,也要統(tǒng)一出口指導價,以保護國家和企業(yè)的利益??傊⑿袠I(yè)營銷協(xié)調(diào)體系,有利于保護生產(chǎn)廠的利益,有利于我國鈦白工業(yè)健康發(fā)展。
        6 建設環(huán)境友好型的硫酸法鈦白聯(lián)合裝置
        一座年產(chǎn)6萬t/a硫酸法鈦白裝置,年排出20%的廢酸42萬t/a,綠礬(FeSO4.7H2O)21萬t/a。廢酸經(jīng)石灰中和之后,所產(chǎn)生的紅、白石膏17.2萬t/a等廢棄物的處理和綜合利用一直是困繞鈦白企業(yè)的難題,同時生產(chǎn)需要硫酸24萬t/a。對此我們應考慮如何以產(chǎn)品鏈的方式,建立一個有效的上下流的生產(chǎn)線,如建設一個發(fā)電——硫酸——鈦白——水泥的聯(lián)合裝置,形成一個循環(huán)經(jīng)濟,有效的解決鈦白生產(chǎn)中硫酸的供應和鈦白產(chǎn)生的廢棄物的利用。鈦白生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢酸經(jīng)濃縮回用,綠礬和電廠回收的硫磺制硫酸,廢水分為白區(qū)和黑區(qū)(含廢酸濃縮的廢水)兩部分,白區(qū)的廢水經(jīng)石灰乳中和處理和壓濾之后,得到白石膏,經(jīng)煅燒得到硫酸和水泥。黑區(qū)和廢酸濃縮的廢水,經(jīng)石灰中和和壓濾之后,得到紅石膏,主要成份有CaSO4、FeSO4.7H2O、MgSO4等,可做化肥、水泥添加劑或土壤改良等。兩部分處理后的PH6~9廢清水可回用或達標排放,硫酸法鈦白聯(lián)合裝置圖。
         7 結束語
         2006年是我國鈦白工業(yè)50年華誕。50年來,鈦白工業(yè)經(jīng)歷了由小到大地發(fā)展,到2001年,綜合規(guī)模已超過日本,位居美國之后,列世界第二??梢哉f,我們已擠進鈦白生產(chǎn)大國之列。但我們還不是鈦白生產(chǎn)強國,因生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量和品種、環(huán)境保護等方面與強國相比差距還很大。我國鈦白工業(yè)在快速發(fā)展中,還會遇到不少困難和問題,本文從考察鈦白工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā),提出以上幾個值得思索的問題,與內(nèi)業(yè)人士商榷。愿我國的鈦白工業(yè)能健康有序地發(fā)展,愿鈦白強國的日子早日到來。

責任編輯:LY

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