钛作为一种化学元素，其钛氧化物在1791年首次被英国化学家兼矿物学家W.格雷哥尔发现；1795年德意志科学家M.H.克拉普罗特在研究金红石矿石时再次发现钛，并命名为钛(Titanium)；1910年美国化学家M.A.亨特从四氯化钛中提取了第一个99.9%纯钛金属样品；1930年卢森堡冶金学家威廉.贾斯汀.克罗发明了现代克罗尔工艺，使钛大规模生产成为可能^[1]。由于钛具有银灰色、质软、有延展性、熔点高(1 660 ℃)、沸点高(3 287 ℃)、顺磁性、易与其他金属组成合金使其强度增加、生物相容性、低的膨胀系数等优异的物理性质和抗腐蚀性等化学性质，使其广泛应用于化工、电力、冶金、制盐等传统领域中，并在航空航天、海洋工程、医药、休闲体育等新兴领域中的应用也越来越多。虽然钛在地壳中含量排在第九位，但储量丰富，分布范围较广，目前主要以化合物的形式赋存在矿物钛铁矿(FeTiO₃)和金红石(TiO₂)中，此外还赋存在一些潜在可利用价值矿物比如锐钛矿、板钛矿、白钛石中。与钛铁矿相比，金红石独特的分子特性使其具有较大的稳定性和相对密度(纯度更高)，同时具有较高的折射率和介电常数以及较低的热传导性。

近些年来很多专家学者和机构对钛矿的产量和用途、钛矿的发展史、分布特征以及供应的驱动力进行了分析研究^[2-6]。本文在此基础上通过收集和整理全球钛矿资源相关数据资料，分析国内外钛矿资源分布特征、供需关系及其开发利用情况等，并与我国的实际国情进行对比，预测我国的开发利用趋势，最终为我国的钛矿资源安全保障，提出思考与对策建议。

钛矿资源集中在全球四十多个国家，七大洲除南极洲之外，其他大洲均有分布^[7]。按照成矿区带划分分布，可分为四大一级成矿域(劳亚成矿域、特提斯成矿域、环太平洋成矿域、冈瓦纳成矿域)。一级成矿域可又分为次一级的成矿区，包括北美成矿区、欧洲成矿区、南美成矿区、地中海成矿带、非洲-阿拉伯成矿区、印度成矿区、澳大利亚成矿区等^[8]。较典型的矿床(区)，如阿莱德湖、桑福德山、特尔尼斯、勒得萨德、奥坦梅基、布什维尔德、卡其卡纳尔等主要分布在澳大利亚东西海岸、南非理查兹湾、美国南部和东海岸、印度半岛南部喀拉拉邦、斯里兰卡、乌克兰、巴西东南海岸、塞拉利昂西南海岸等地区(图 1)。

图 1(Fig.1)

图 1 全球钛矿分布图(该图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2016) 2948号的标准地图制作，底图无修改。) Fig.1 World map showing global distribution of titanium deposits, by size

根据美国地质调查局统计显示^[9]，2018年全球钛矿资源储量(以TiO₂计算)约为94 200万t，其中钛铁矿占了绝大多数，钛铁矿资源储量88 000万t，约占93.42%；金红石资源储量6 200万t，约占6.58%(表 1)。当前工业可以利用的主要是钛铁矿，金红石占比不足十分之一，但全球金红石的品级(品位高、杂质含量少)远高于钛铁矿，其面向对象主要是高端需求。

表 1(Table 1)

表 1 全球钛矿资源储量表(以TiO2计算, 万t) Table 1 The global titanium ore resources reserves (Calculated with TiO2 Ten thousand ton)

表 1 全球钛矿资源储量表(以TiO2计算, 万t) Table 1 The global titanium ore resources reserves (Calculated with TiO2 Ten thousand ton) 钛铁矿主要分布国家 钛铁矿储量 金红石主要分布国家 金红石储量 澳大利亚 25 000 美国 2 900 中国 23 000 肯尼亚 1 300 印度 8 500 南非 830 南非 6 300 印度 740 肯尼亚 5 400 乌克兰 250 巴西 4 300 莫桑比克 88 马达加斯加 4 000 塞拉利昂 49 挪威 3 700 塞内加尔 NA 加拿大 3 100 其他国家 400 莫桑比克 1 400 / / 乌克兰 590 / / 美国 200 / / 越南 160 / / 塞内加尔 NA / / 塞拉利昂 / / / 其他国家 2 600 / / 世界总量 88 000 世界总量 6 200 资料来源：美国地质调查局(NA数据代表不可应用)。

钛铁矿主要分布在亚洲、大洋洲和欧洲。储量前五位的国家主要有澳大利亚(28.41%)、中国(26.14%)、印度(9.66%)、南非(7.16%)、肯尼亚(6.14%)，澳大利亚和中国两个国家的钛铁矿资源量就占了世界全部储量的一半以上，另外巴西(4.89%)、马达加斯加(4.55%)、挪威(4.20%)、加拿大(3.52%)、莫桑比克(1.59%)、乌克兰(0.67%)、美国(0.23%)、越南(0.18%)等也是重要的钛铁矿资源分布国家。

金红石主要分布在北美洲、非洲和亚洲。金红石储量前几位国家占比分别为美国(46.77%)、肯尼亚(20.97%)、南非(13.39%)、印度(11.94%)、乌克兰(4.03%)、莫桑比克(1.42%)、塞拉利昂(0.97%)。美国金红石的储量约占世界的一半，其次依次是肯尼亚、南非、印度，这四个国家的金红石储量合计起来约占世界总储量的90%左右。

矿产资源供应区主要集中在钛矿资源储量丰富的南非、加拿大、澳大利亚和美国等地区。全球钛矿资源基本被英国的Rio Tinto集团(钛精矿年产量170万t，份额25%)、澳大利亚的Iluka(钛精矿年产量110万t，份额16.2%)、南非的Iscor和澳大利亚的Ticor的合资公司Exxaro(钛精矿年产量75万t，份额11%)以及爱尔兰的Kenmare公司(钛精矿年产量33万t，份额4.9%)等四大公司控制。上述四大集团(公司)供应的原材料钛矿物市场占有率接近60%，在全球形成寡头垄断市场。此外，俄罗斯VSMPO-AVISMA公司、挪威的TTI公司、印度稀土公司(IRE)、印度克拉拉邦矿业公司(KMML)、乌克兰的VSMMP公司、越南的HTMI公司、斯里兰卡国有的兰卡矿砂有限公司以及位于非洲西部的Sierra Rutile Marketing Ltd.公司也在钛矿资源领域占有一席之地^[10]。

相比之下，国内规模相对比较大的钛矿公司主要有攀钢集团钛业有限责任公司、承德天明钛矿业有限责任公司、承德天福钛业有限公司、万宁中顺矿业有限公司、宝鸡市恒基钛业有限公司、山东太生钛业有限公司等合计钛精矿年总产量280万t。这些公司的规模、资源量以及产量等，与世界几大垄断供应商相差甚远。

全球钛矿资源供给渠道来自原生钛矿(钛铁矿和金红石)和再生钛矿。随着人类的环境保护意识增加，再生钛矿供给持续增加，但所占比例仍较小。钛铁矿整体产量在过去几十年中一直不断攀升，整体上供大于求，但金红石供需形势恰恰相反，其原料一直供不应求。

根据美国地质调查局全球主要钛铁矿资源产量表(表 2)显示^[11-18]，2018年全球钛铁矿总产量约540万t。2009—2013年，钛铁矿产量一直呈上升趋势，在2013年达到峰值673万t，受全球经济形势影响，2013—2018年，产量波动较大，整体呈下降趋势(图 2a)。全球钛铁矿主要生产国家是加拿大、中国、澳大利亚、莫桑比克、南非、印度，这些国家的年产量约占全球总产量70.37%，其他国家(包括肯尼亚、塞内加尔、乌克兰、挪威、越南、美国、马达加斯加、巴西、斯里兰卡等)约占29.63%。

表 2(Table 2)

表 2 全球钛铁矿资源产量(以TiO2计算, 万t) Table 2 The globaI ilmenite resources production(Calculated with TiO2 Ten thousand ton)

表 2 全球钛铁矿资源产量(以TiO2计算, 万t) Table 2 The globaI ilmenite resources production(Calculated with TiO2 Ten thousand ton) 主要国家 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 加拿大 65 75.4 75 75 77 48 59.5 59.5 88 85 中国 50 55 66 96 102 96 85 84 84 85 澳大利亚 102 99.1 96 94 96 72 72 78 73 73 莫桑比克 28.3 40.7 38 35 43 51 46 54 60 60 南非 105 95.2 111 110 119 60 128 102 55 50 印度 42 54.0 33 34 34 19 18 18 30 30 塞内加尔 NA NA NA NA NA 6 25.7 25 30 25 肯尼亚 NA NA NA NA NA 10 26.7 28 28 28 乌克兰 30 30 30 36 15 25 37.5 21 23 23 挪威 30.2 30 36 36 49.8 44 25.8 26 22 20 越南 41.2 NA 55 51 72 56 36 24 20 20 马达加斯加 4.7 17.2 28 38 26.4 30 14 9.2 11 10 美国 20 20 30 30 20 10 20 10 10 10 巴西 4.3 4.5 4.5 4.5 10 10 4.8 4.8 5 5 俄罗斯 NA NA NA NA NA 11 11.6 4 NA NA 斯里兰卡 3.0 3.2 3.1 3.2 3.2 NA NA NA NA NA 其他国家 3.4 3.7 4 7.4 6 9 7.7 7.1 15 15 世界总量 530 580 610 650 673 557 619 550 554 540 资料来源：美国地质调查局(NA数据代表不可应用)。

图 2(Fig.2)

图 2 2009—2018年全球钛铁矿和金红石产量图 Fig.2 Global production maps of ilmenite and rutile for 2009—2018

2018年金红石总产量约70万t(表 3)。全球金红石产量整体呈上升趋势，在2013年达到最低谷，其他时间段一直处于波动状态(图 2b)。金红石主要供给国家是澳大利亚、塞拉利昂、南非、乌克兰、肯尼亚，这些国家年产量约占94.67%，其中全球最大生产国是澳大利亚，占比接近全球产量的一半。

表 3(Table 3)

表 3 全球金红石资源产量(以TiO2计算, 万t) Table 3 The global Rutile resources production(Calculated with TiO2 Ten thousand ton)

表 3 全球金红石资源产量(以TiO2计算, 万t) Table 3 The global Rutile resources production(Calculated with TiO2 Ten thousand ton) 主要国家 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 澳大利亚 26.6 36.1 44 41 42.3 19 38 38 29 29 印度 2 2.4 2.4 2.4 2.4 1.7 1.8 1.9 1 1 肯尼亚 NA NA NA NA NA 2.2 7.1 8.4 8.7 9 莫桑比克 0.2 0.4 0.6 0.7 NA NA NA 0.7 0.9 0.8 塞内加尔 NA NA NA NA NA NA NA 0.9 1 0.8 塞拉利昂 6.1 6.5 6.4 8.9 8.1 10 11.3 13 16 17 南非 12.7 14.5 12.2 12 5.9 5.3 6.7 6.7 9.5 10 乌克兰 5.7 5.7 5.6 5.6 5 6.3 9 9.5 9.5 10 马达加斯加 0.2 0.5 NA NA 0.8 0.9 0.5 NA NA NA 其他国家 1.4 1.2 2.1 2.6 2.2 1.7 1.4 0.8 1.3 1.0 世界总量 55 67 73 73 66.7 47 76 80 77 75 资料来源：美国地质调查局(NA数据代表不可应用)。

全球钛行业的产业链可以简单地分为两条，一是化工领域产业链：钛矿-钛白粉；二是有色金属领域产业链：钛矿-海绵钛-钛锭-钛材^[19]。钛矿上游产品主要是钛铁矿、金红石矿。大部分钛铁矿用来生产普通钛白粉，其终端产品应用于涂料、造纸、塑料、日化等行业，小部分钛铁矿通过提纯成人造金红石，再被制成海绵钛，其终端产品钛材广泛应用于传统领域中的化工、电力、冶金、制盐和新兴领域中医药、休闲体育等行业。金红石矿的产品主要是高端海绵钛(终端产品高端钛材又称战略金属)和高端钛白粉。目前世界上仅有美国、俄罗斯、日本、中国四个国家掌握完整钛工业产业链的生产技术，但中国的生产技术与其他三国相比还较低端。全球钛矿资源主要用于制作钛白粉、海绵钛，同时还能制作酸渣、四氯化钛等。其中钛白粉占全球钛精矿消费的90%，终端产品是用来生产涂料等；海绵钛约占4%，主要用于生产钛材及各种钛合金。

从世界上的进口情况来看，钛矿资源主要的消费地区是中国、美国、俄罗斯、欧洲国家、日本以及新兴市场。国际上钛白粉消费结构主要行业是涂料、造纸、橡胶等，其中涂料行业依然占据整个钛白粉消费的一半以上(图 3)。海绵钛的代表产品钛材，其中以俄罗斯(占比22.35%)、美国(占比35%)、日本(占比31.76%)等国家为代表，消费领域主要集中在新兴领域(航空航天、海洋工程、休闲体育等)，传统领域占比很少^[20]。

图 3(Fig.3)

图 3 全球钛白粉及主要国家钛材消费结构图 Fig.3 Global consumption structure of titanium dioxide and titanium materials in major countries

中国目前已发现钛矿产地205处，按可利用矿物划分主要有两种：钛铁矿和金红石。从我国钛矿床(点)分布图来看(图 4)，在全国二十几个省区均有分布。其中钛铁矿数量约占钛矿床(点)的四分之三，主要供应基地分布四川、河北、云南、海南、广东、广西、山西、山东、陕西、河南等地，其中以四川储量最大。金红石储量较少，主要供应基地分布于河南、湖北、山西、陕西等地。

图 4(Fig.4)

图 4 中国钛矿床(点)分布图(该图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2016)2923号的标准地图制作，底图无修改。) Fig.4 Distribution map of titaniumdepoists in china

截至2018年末，累计查明钛矿资源保有储量约23 000万t，钛铁矿储量位居世界第2位，金红石矿则处于劣势地位。四川和河北两省储量约有15 000万t，两省查明钛矿资源量占全国钛矿资源保有储量的65.22%^[21]。

中国的钛矿床(点)受多种地质因素控制，大、中型矿床其成因与岩浆岩密切相关。钛矿床(点)在空间上分布也极不均衡，但在境内的四大成矿域(古亚洲成矿域、秦祁昆成矿域、特提斯成矿域、滨太平洋成矿域)均有分布，但主要集中在扬子成矿省西部地区、华南成矿省南部和华北成矿省北部和南部等地区。

中国的钛资源具有以下特点^[22]：(1)资源丰富、储量大、分布范围较广，但相对集中；(2)与岩浆作用相关的原生钛铁矿多，原生变质金红石矿少；(3)贫矿多，富矿少；(4)无单一钛矿，均为多金属共生矿，伴生有多种可供综合利用的矿物组分。(5)我国的钛铁矿储量位居世界前列，在我国超过三分之二以上的省份都有分布。金红石矿由于规模都较小，储量较低，产量非常少。与全球钛矿资源分布特征一样，我国钛矿资源总储量中钛铁矿占绝大多数，金红石仅占百分之一左右。

2012—2017年，我国的钛矿表观消费量不断增加，在2017年达到687万t，自产的钛精矿产量一直大于钛精矿进口量(图 5)。近些年来，钛精矿进口所占比例逐年增加，进口增幅远大于本国产量。整体来说，我国每年对钛精矿的进口量远大于出口量，对外依存度逐年增加。另外由于我国的钛矿资源品质较差，低品质钛矿处于供大于求，高端品质钛矿依赖于进口。我国钛精矿进口主要来源于莫桑比克、澳大利亚、肯尼亚、越南和印度等国家。我国钛精矿在莫桑比克、澳大利亚和肯尼亚三国的进口量占比超六成(66%)，印度、南非和印度等国家占比34%(图 6)，其中莫桑比克是我国最大钛精矿进口国。

图 5(Fig.5)

数据来源：公开资料整理(数据引自美国地质调查局、国土资源统计年鉴、钛锆铪网的公开数据、钛工业进展杂志、广发和民生证券等的研究报告)。 图 5 2012—2017年我国钛精矿供给情况图 Fig.5 The supply of titanium concentrate in China from 2012 to 2017

图 6(Fig.6)

图 6 我国钛矿资源进口分布图 Fig.6 Distribution Map of Titanium Resources Import in China

从钛矿资源生产出来的钛精矿绝大多数都用来生产钛白粉，占据绝对主导地位，其次为海绵钛。我国的钛白粉约60%用于生产涂料，且绝大部分用作建筑材料。其他约40%的钛白粉用作塑料、造纸以及化妆品等其他领域(图 7a)。约三分之一左右的钛白粉以涂料等形式向以印度、美国、韩国、巴西、伊朗、印度尼西亚、马来西亚、越南、泰国和巴基斯坦等国家出口。

图 7(Fig.7)

图 7 我国钛白粉(a)和工业用钛(b)应用结构 Fig.7 Application structure of titanium dioxide (a) and industrial titanium (b) in China

我国工业用钛方面仍保持“以传统领域为主，新兴领域应用较少”的特点。新兴领域(航空航天、海洋工程、医药领域、休闲体育领域)占比不足30%，传统领域(化工领域、电力领域、冶金领域、制盐领域)占比超70%，其中化工领域由于经济效益较高，其占比差5%达到一半，与美国、俄罗斯相比，两个国家战略新兴领域航空航天、海洋工程等占比半数以上，而我国不足30%；与日本相比，其在新兴领中的航空航天、海洋工程、医药领域、休闲体育占比超过70%，远超我国(图 7b)。

我国的钛白粉消费结构与国际平均的消费结构基本类似，主要原因是我国整个钛白粉行业已经成熟，且下游新的需求驱动力水平较低。钛白粉终端产品主要是建筑用涂料，其与房地产行业呈正相关关系。目前我国的房地产市场正处于火热状态，钛白粉应该大部分还是供房地产消费，但整体上保持平稳。有近20%的钛白份用于汽车工业、家用电器领域。除了上述几种用途，新兴专用钛白粉市场(化纤用超细钛白粉、钛酸锂专用钛白粉)有望成为主角，登上舞台，但整体消费结构比例应该变化不会太大。

从图 8可以看出，我国工业用钛方面，传统领域“依然唱主角”，但新兴领域“戏份增加”。传统领域中化工依旧是消耗钛产品的主要端元，用于氯碱、纯碱、石油化纤、真空制盐等行业。2013—2016年用量虽有些下降，但2017年消费量有所回升，2018年由于高端化工领域的用钛量增加，化工行业中的用钛量呈现一定的增加。电力领域消耗钛产品呈震荡趋势，由于核电以及传统电力带动钛消费量，钛消耗量稳中有升，但增幅不大。冶金和制盐行业消耗钛产品量，一直呈下降趋势，但到了2018年均出现了一定幅度增长，预测到2025年仍维持下降趋势。新兴领域中航空航天、海洋工程、休闲体育、医药等行业，由于我国在这些领域起步较晚，与发达国家(美国、俄罗斯等国家)仍存有较大差距，新兴领域中钛材消费还有很大的升级空间。随着我国近年来经济高质量发展的需求，促进了我国钛产业结构由低端向中高端市场发展，我国的航空航天、海洋工程、休闲体育以及医药等齐发力，用钛量需求增长强劲，继续呈增长势头，逐渐削弱了冶金和电力等传统领域的钛材所占比例，航空航天、船舶、医药三大领域的钛加工材消费量将会超过化工领域对钛的需求，但化工领域中由于一些新兴化工产业的出现，其总量也会一直呈现上升趋势^[23]。

图 8(Fig.8)

图 8 近五年我国工业用钛量(a)及所占比例(b) Fig.8 The amount and proportion of industrial titanium in China in the past five years

通过分析全球钛矿资源分布、主要国家利用趋势和中国的实际国情进行对比，得出以下结论：

(1) 全球钛矿资源较集中，分布极不均衡，主要分布在澳大利亚东西海岸、南非理查兹湾、美国南部和东海岸、印度半岛南部喀拉拉邦、斯里兰卡、乌克兰、巴西东南海岸、塞拉利昂西南海岸等地区。其供应链属于垄断市场被英国的Rio Tinto集团、澳大利亚Iluka以及南非Iscor和澳大利亚Ticor的合资公司Exxaro以及爱尔兰的Kenmare公司等世界前四大钛矿资源经销商控制。我国的钛矿资源分布虽然广泛，但储量主要集中在四川攀枝花-西昌和河北承德等地区，整体品质较差。

(2) 全球最大钛铁矿和金红石生产国家分别是加拿大、澳大利亚。主要消费国是中国、美国、俄罗斯、欧洲国家、日本以及新兴市场(亚太、拉美、中东等地区)。发达国家钛矿终端产品绝大多数应用于新兴领域(航空航天、海洋工程、休闲体育、医药)，中国以及新兴市场大部分仍应用于传统领域(化工、电力、冶金、制盐等)。

(3) 目前我国钛白粉的消费结构比例与世界的消费比例结构保持一致，由于一些高端化工需求拉动，会整体趋势平稳略有生长。在工业用钛方面，由于我国新型领域发展较晚，我国的消费比例结构与美国、俄罗斯、日本等存在较大的差距，由于国家一系列相关战略政策的提出，在未来几年内会缩小与这些国家的差距。

从整个钛行业产业链来看，我国的钛矿长期以来处于“低端钛矿供大于求，高端钛矿依赖于进口”的状态，对外依存度逐年递增。与此同时，我国钛资源虽然多但品质差，不能满足高端领域或者新兴领域的需求，且采选冶工艺落后，与发达国家存在很大差距，钛加工材品种单一主要集中在中低端钛材，部分高端钛材制造能力严重不足，导致整个产品结构不合理，难以形成完整的产业链^[24]。

针对以上存在突出的问题，保证我国的钛矿资源安全，促进整个钛产业链的高质量发展，提出以下建议：

(1) 践行人类命运共同体理念，鼓励我国矿业企业积极参与全球钛矿资源配置，促进全球钛矿资源合理有序开发，实现多方互利共赢。要以“一带一路”建设为重点，加强全球钛矿资源开发合作，实现双向互济共赢的局面。

(2) 产学研相结合，培养钛行业高素质人才。钛采矿、选矿、冶炼等行业从业人员，要响应国家号召，打破产学研壁垒，企业与科研院校之间开展技术交流，通过科技成果转化，促进创新型钛产业壮大。

(3) 建立以需求为导向的原材料与终端产品企业间联系，搞好合作关系。在此基础之上形成健康的产业链，减少对进口钛高端产品的依赖。着力在终端产品、原材料等联系方面取得新的突破，实现产能大市向制造强国的转变。

(4) 要勇于创新，加快钛高端产品开发，赶在世界潮流之前。鼓励自主创新，尤其是高端钛材，使其制造能力满足我国“大飞机”“深海计划”等国家战略的需要。

致谢

感谢吴建设研究员对论文提出建设性的指导。在数据收集过程中得到了袁建国博士后、刘雅琨硕士的大力帮助，在此表示感谢。