鈦，元素符號(hào)為 Ti，在元素周期表中排第22位。在人們的印象中，鈦常用于航空航天等高端領(lǐng)域，是一種 “高級(jí)”的金屬，但其實(shí)它早已深入到人們生活的方方面面：你可能每天都在用含有二氧化鈦增白劑的牙膏刷牙，住在用添加了鈦白粉的涂料粉刷的臥室，用著鈦合金做的眼鏡框……

由于其良好的耐高溫、耐低溫、抗強(qiáng)酸、抗強(qiáng)堿、高強(qiáng)度、低密度等特性，鈦及鈦合金是被公認(rèn)的替代鋼、不銹鋼、銅及其合金、鉛、鎳、鋅、石墨、巖石等材料的理想金屬，其應(yīng)用范圍已經(jīng)越來(lái)越寬廣。因此，鈦在金屬材料王國(guó)中被稱為“全能金屬”，是繼鐵、鋁之后極具發(fā)展前景的“第三金屬”、“戰(zhàn)略金屬”及“空間金屬”。 

但因?yàn)殁伜茈y分離，在自然界中找不到它的金屬單質(zhì)，其發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用也經(jīng)歷了很長(zhǎng)的歷程。雖然早在1791年，英國(guó)牧師W．Gregor在黑磁鐵礦中發(fā)現(xiàn)了鈦這一新的金屬元素，但直到1795年，德國(guó)化學(xué)家M．H．Klaproth在研究金紅石時(shí)發(fā)現(xiàn)了該元素，才得以正式確定其存在，并以希臘神Titans命名。

在經(jīng)過(guò)了一個(gè)多世紀(jì)的艱難探索之后，1910年，美國(guó)科學(xué)家M．A．Hunter首次用鈉還原TiCl4制取了純鈦。1940年盧森堡科學(xué)家W．J．Kroll用鎂還原TiCl4制得了純鈦。從此，鎂還原法（又稱為克勞爾法）和鈉還原法（又稱為亨特法）成為生產(chǎn)海綿鈦的工業(yè)方法。美國(guó)在1948年用鎂還原法制出2噸海綿鈦，從此開(kāi)始了鈦的工業(yè)化生產(chǎn)。

鈦的金屬特征

鈦金屬材料比強(qiáng)度高（強(qiáng)度與密度之比）。鈦合金材料雖然強(qiáng)度略低于傳統(tǒng)材料合金鋼，但其具有密度低的優(yōu)勢(shì)，使其比強(qiáng)度高。在追求材料輕質(zhì)高強(qiáng)的航空航天領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。

鈦金屬材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。腐蝕是工業(yè)設(shè)備失效的主要原因。鈦元素雖然較為活潑，但是鈦合金材料在工作環(huán)境下可以在表面形成一層致密的氧化膜，該氧化膜阻斷了金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸，使金屬不易被腐蝕，即使由于機(jī)械磨損也會(huì)很快自愈或重新再生。介質(zhì)溫度在315℃以下鈦的氧化膜始終保持這一特性。

鈦金屬材料無(wú)磁無(wú)毒，且具有非常好的生物相容性。鈦元素本身是人體的組成元素，且與人體組織及血液有相溶性好，對(duì)人體基本無(wú)傷害，被醫(yī)療領(lǐng)域廣為應(yīng)用。

使用溫度范圍廣。新型鈦合金可在600℃或更高的溫度下長(zhǎng)期使用，鈦合金TA7和TC4為代表的低溫鈦合金，其強(qiáng)度隨溫度的降低而提高，但塑性變化卻不大。在-196至-253℃低溫下保持較好的延性及韌性，避免了金屬冷脆性，是低溫容器，貯箱等設(shè)備的理想材料。

鈦金屬材料性能仍有提升空間。鈦合金是材料研究的熱門領(lǐng)域，并且性能提高迅速，現(xiàn)在應(yīng)用量最大的TC4鈦合金抗拉強(qiáng)度約為900MPa，而由西北有色金屬研究院研究的新型鈦合金TC21抗拉強(qiáng)度已達(dá)1200MPa左右。 

產(chǎn)品及用途

目前，鈦產(chǎn)品主要分為鈦白粉、海綿鈦和鈦加工材三大類，其它產(chǎn)品還包括鈦錠、鈦粉和鈦設(shè)備等，可以廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)生產(chǎn)和民用生產(chǎn)。其中，鈦白粉主要成分為二氧化鈦，是一種白色顏料，主要應(yīng)用于涂料、塑料、油墨和造紙等；海綿鈦為鈦加工材及其他產(chǎn)品的原料，一般為淺灰色顆粒；鈦加工材指海綿鈦經(jīng)熔煉形成的鈦鑄錠，再通過(guò)鍛造、軋制和擠壓等塑性方式加工而成的材料，主要分為鈦板材、鈦棒材、鈦管材、鈦鑄件等。

儲(chǔ)量情況

鈦在地球上的儲(chǔ)量十分豐富，地殼豐度0.61%，其含量比常見(jiàn)的銅、鎳、錫、鉛、鋅都要高，已知的礦物約有140多種，但現(xiàn)具有開(kāi)采價(jià)值的僅十余種。已開(kāi)采的鈦礦物礦床可分為巖礦床和砂礦床兩大類。

鈦礦端，根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，全球鈦礦儲(chǔ)量呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后降低趨勢(shì)。2012年全球鈦礦儲(chǔ)量達(dá)6.5億噸，此后被發(fā)現(xiàn)的鈦儲(chǔ)量不斷增長(zhǎng)，直至2018年達(dá)到頂峰8.8億噸，隨著2019年鈦產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)，全球鈦儲(chǔ)量首次出現(xiàn)下降，2020年降至7億噸。

全球有三十多個(gè)國(guó)家擁有鈦資源。但是鈦主要分布在澳大利亞、南非、加拿大、中國(guó)和印度等國(guó)。各區(qū)鈦礦資源類型不同，加拿大、中國(guó)和印度主要是巖礦；澳大利亞、美國(guó)主要是砂礦；南非的巖礦和砂礦都十分豐富。其中，中國(guó)擁有的鈦鐵礦儲(chǔ)量最高，達(dá)到2.3億噸，約占全球總儲(chǔ)量的32.86%；其次為澳大利亞地區(qū)，儲(chǔ)量達(dá)1.5億噸，占全球總儲(chǔ)量的21.43%。

圖表1：2020年全球鈦鐵礦儲(chǔ)量分布情況

?資料來(lái)源：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 蒙格斯整理

就產(chǎn)量而言，2019開(kāi)始，全球鈦鐵礦產(chǎn)量出現(xiàn)了明顯的增長(zhǎng)，主要是中國(guó)地區(qū)產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)導(dǎo)致的，原因?yàn)槿蛑圃鞓I(yè)向中國(guó)靠攏，中國(guó)鈦應(yīng)用市場(chǎng)迅速發(fā)展。同時(shí)，中美貿(mào)易摩擦的結(jié)束也推動(dòng)了鈦鐵礦產(chǎn)量的增長(zhǎng)。

圖表2：2014-2022年全球鈦鐵礦儲(chǔ)量和產(chǎn)量情況（單位：萬(wàn)公噸）

資料來(lái)源：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 蒙格斯整理

我國(guó)鈦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

我國(guó)于1955年在原北京有色金屬綜合研究院開(kāi)始鈦生產(chǎn)工藝的研究工作，1958年以10Kg/爐的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模制取了第一批海綿鈦。1959年在撫順?shù)X廠擴(kuò)大至100Kg/爐的小規(guī)模生產(chǎn)，為我國(guó)的海綿鈦生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

到現(xiàn)在，我國(guó)三大主要鈦產(chǎn)品中鈦白粉產(chǎn)量最高，2021年其產(chǎn)量為379萬(wàn)噸，而下游應(yīng)用最為精密的鈦加工材料每年產(chǎn)量極為有限。并且，當(dāng)前我國(guó)鈦工業(yè)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過(guò)剩，航空用高端鈦材供不應(yīng)求，民用高端鈦材產(chǎn)能嚴(yán)重不足，中低端市場(chǎng)產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩。

圖表3：2015-2021年中國(guó)主要鈦產(chǎn)品產(chǎn)量情況（單位：萬(wàn)噸）

2017年以來(lái)，在高端化工、航空航天、船舶和電力等行業(yè)需求帶動(dòng)下，我國(guó)鈦加工材需求創(chuàng)歷史新高，2021年，國(guó)內(nèi)銷售量為11.47萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)35.8%。其中高端化工（PTA）、航空航天、船舶和海洋工程等中高端領(lǐng)域的鈦材需求總量增加20542噸，同比增長(zhǎng)28.5%。

圖表4：2008-2021年中國(guó)鈦材銷量（單位：萬(wàn)噸，%）

資料來(lái)源：中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì) 蒙格斯整理

隨著我國(guó)鈦加工工藝的提升，下游應(yīng)用場(chǎng)景逐漸增多，海綿鈦及鈦加工材產(chǎn)量提升明顯，且訂單趨于穩(wěn)定，預(yù)計(jì)未來(lái)鈦加工材及海綿鈦產(chǎn)量將持續(xù)攀升。鈦行業(yè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局有望迎來(lái)新一輪洗牌。

在鈦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展鏈條上，主要包括鈦礦-高鈦渣-海綿鈦-鈦加工材-高端鈦制品5個(gè)環(huán)節(jié)。由于受限于制作工藝，我國(guó)鈦加工材行業(yè)集中度相對(duì)較高，2021年，產(chǎn)量排名前三的企業(yè)產(chǎn)量之和占全國(guó)總產(chǎn)量的47.0%，產(chǎn)量排名前十的企業(yè)產(chǎn)量之和占全國(guó)總產(chǎn)量的78.7%。產(chǎn)量排名前三的大型鈦材企業(yè)對(duì)2021年鈦材產(chǎn)量增長(zhǎng)貢獻(xiàn)度達(dá)到44.7%，鈦材行業(yè)集中度進(jìn)一步提高。

圖表5：2020-2021年中國(guó)鈦加工材市場(chǎng)集中度（單位：%）

資料來(lái)源：中國(guó)有色金屬協(xié)會(huì) 蒙格斯整理

其中，行業(yè)龍頭新疆湘晟新材料科技有限公司為五江集團(tuán)子公司，公司投資76億元建設(shè)一期年產(chǎn)2萬(wàn)噸鈦及鈦合金新材料項(xiàng)目，于2013年落戶哈密，2021年實(shí)現(xiàn)海綿鈦產(chǎn)量26000噸，位居全球第二，中國(guó)第一，鈦材產(chǎn)量20000噸，位居全球第三、中國(guó)第二。值得一提的是，五江集團(tuán)為中國(guó)企業(yè)在國(guó)際鈦行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中做出了優(yōu)異的榜樣。

在技術(shù)方面，五江集團(tuán)在引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)裝備的同時(shí)，投入大量資金進(jìn)行技術(shù)改造、裝備研制和釩鈦原料及生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品研發(fā)，例如自主改進(jìn)創(chuàng)新13噸還原蒸餾爐、自主開(kāi)發(fā)并掌握了高性能鈦合金成分設(shè)計(jì)與成分精確控制技術(shù)等核心技術(shù)。目前共申請(qǐng)專利101項(xiàng)，發(fā)明專利21項(xiàng)，實(shí)用新型專利69項(xiàng)，外觀設(shè)計(jì)專利11項(xiàng)，其中63項(xiàng)專利已授權(quán)。未來(lái)，五江鈦及鈦合金新材料二期項(xiàng)目年產(chǎn)3萬(wàn)噸高性能鈦及鈦合金項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后，五江集團(tuán)旗下將形成年產(chǎn)5萬(wàn)噸高性能鈦及鈦合金生產(chǎn)能力，超越俄羅斯年產(chǎn)4.5萬(wàn)噸的VSMPO-Avisma公司，成為世界級(jí)的高性能鈦合金頭部企業(yè)。