السوق الروسي لثاني أكسيد التيتانيوم: الحقائق والآفاق

يبلغ الطلب على ثاني أكسيد التيتانيوم - وهو منتج مهم لصناعة الطلاء والورنيش والبلاستيك والورق - في السوق الروسية 67-82 ألف طن / سنة ، بينما لم يكن هناك إنتاج خاص لثاني أكسيد التيتانيوم في روسيا حتى عام 2014.

ثاني أكسيد التيتانيوم ، صبغة لا غنى عنها في الطلاء والبوليمر واللب والورق وغيرها من الصناعات ، هو مسحوق أبيض عديم الرائحة والمذاق ، غير قابل للذوبان عمليا في الماء والأحماض المعدنية (باستثناء الهيدروفلوريك وأحماض الكبريتيك المركزة).

يتم إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم في شكلين: الروتيل والأناتاز (أوكتاهيدريت). يعمل ثاني أكسيد التيتانيوم والروتيل على تشتيت الضوء بنسبة 30٪ أفضل من anatase ، وله قوة إخفاء أفضل (قوة الاختباء هي قدرة ثاني أكسيد التيتانيوم على تغطية لون السطح المطلي). شكل anatase أقل مقاومة للعوامل الجوية من شكل الروتيل ويوفر حماية أقل من الأشعة فوق البنفسجية. ويفضل ثاني أكسيد التيتانيوم والروتيل في إنتاج الدهانات والورنيشات والبلاستيك ومستحضرات التجميل. تستخدم أصباغ Anatase في إنتاج الورق والمطاط والصابون. تقليديا ، يتم استخدام الغالبية العظمى من ثاني أكسيد التيتانيوم في إنتاج الدهانات والورنيشات. في الوقت نفسه ، تتمثل الوظيفة الرئيسية لثاني أكسيد التيتانيوم في صناعة الطلاء والورنيش في إعطاء الدهانات اللون الأبيض والسطوع وكذلك تحسين قوة الاختباء وحماية الطلاء من الأشعة فوق البنفسجية الضارة ومنع شيخوخة الفيلم واصفرار الأسطح المطلية.

المادة الخام الأولية لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم هي مركز الإلمنيت المحتوي على التيتانيوم (FeTiO 3) - منتجات شركات التعدين والمعالجة. الإلمنيت هو خام ، من وجهة نظر كيميائية ، هو خليط من أكاسيد ، معظمها أكاسيد التيتانيوم والحديد.

هناك طريقتان صناعيتان لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم (تعديلات الروتيل والأناتاز):

1. كبريتات ، أو حمض الكبريتيك (من مركز يحتوي على التيتانيوم).

تعتمد الطريقة على معالجة مركز الإلمنيت بحمض الكبريتيك ، متبوعًا بالعزل والتحلل المائي لكبريتات التيتانيل مع تكليس منتج التحلل المائي لكبريتات التيتانيل (حمض ميتاتانيك) إلى ثاني أكسيد التيتانيوم. أحد النواتج الثانوية لتقنية الكبريتات لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم هو كبريتات الحديد. تم تسويق عملية الكبريتات في عام 1931 لإنتاج شكل anatase لثاني أكسيد التيتانيوم ، ولاحقًا ، في عام 1941 ، في شكل الروتيل.

2. الكلور أو الكلوريد (من رابع كلوريد التيتانيوم).

تم اختراع عملية الكلور بواسطة شركة DuPont في عام 1950 لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل. تتضمن هذه الطريقة تفاعلات طور درجة حرارة عالية. يتفاعل الخام الحامل للتيتانيوم مع غاز الكلور تحت ضغط منخفض لتكوين رباعي كلوريد التيتانيوم (TiCl4) وشوائب كلوريد المعدن ، والتي يتم إزالتها بعد ذلك. يتأكسد رباعي كلوريد التيتانيوم عالي النقاء (TiCl 4) تحت درجة حرارة عالية لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم بدرجة سطوع عالية.

قدرة العالم على إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم بطريقة الكلور تفوق قدرة طريقة الكبريتات وتستمر في النمو.

تعد تقنية الكبريتات أبسط من تقنية الكلوريد وتسمح باستخدام خامات أقل تكلفة وأقل تكلفة ، ولكنها عادة ما ترتبط بتكاليف إنتاج عالية.

بالنظر إلى خصائص كلتا العمليتين ، فإن المعايير الرئيسية للاختيار بينهما هي إمكانية تزويد الإنتاج بالمواد الخام ذات الجودة المناسبة والمشاكل البيئية. تتميز طريقة الكبريتات بأعلى معدلات التلوث البيئي.

تقدر الطاقة الإجمالية العالمية لإنتاج صبغة ثاني أكسيد التيتانيوم بحوالي 7.2 مليون طن ، بحوالي 85-90٪ من شكل الروتيل وحوالي 10-15٪ من شكل anatase.

أرز. 1. مجالات استهلاك ثاني أكسيد التيتانيوم

الدولة التي لديها أكبر إمكانات إنتاج لثاني أكسيد التيتانيوم هي الصين (حوالي 3 ملايين طن / سنة). أكبر منتجيها في العالم هم الشركات التالية: DuPont Titaniun Technologies (الولايات المتحدة الأمريكية) ، National Titanium Dioxide Co. ، Ltd. Cristal (المملكة العربية السعودية) ، Huntsman Pigments (الولايات المتحدة الأمريكية) ، Tronox ، Inc. (الولايات المتحدة الأمريكية) ، Kronos Worldwide ، Inc. (الولايات المتحدة الأمريكية) ، Sachtleben Chemie GmbH (ألمانيا ؛ مملوكة بنسبة 100٪ لشركة Rockwood Holding) ، Ishihara Sangyo Kaisha ، Ltd. (اليابان).

كما ذكرنا سابقًا ، فإن الصناعات الرئيسية التي تستهلك ثاني أكسيد التيتانيوم في العالم هي صناعة الطلاء والورنيش ، وإنتاج البلاستيك والورق (الشكل 1). تشغل الصين معظم استهلاك العالم لثاني أكسيد التيتانيوم. احتلت أوروبا الغربية والولايات المتحدة الأمريكية المركزين الثاني والثالث على التوالي.

أرز. 2. هيكل استهلاك ثاني أكسيد التيتانيوم في السوق الروسية عام 2015

على النحو التالي من هيكل استهلاك ثاني أكسيد التيتانيوم في السوق الروسية الموضح في الشكل 2 ، يتم استهلاك ما يقرب من 95.1٪ من هذا المنتج الذي يدخل السوق المحلية في صناعة الطلاء والورنيش. في الوقت نفسه ، يستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم (55.8٪) في صناعة الدهانات المائية وطلاء تشتت الماء ، ويستهلك 31.3٪ لإنتاج مواد الطلاء غير المائية ، ويذهب 8.0٪ من ثاني أكسيد التيتانيوم لمواد الطلاء الأخرى.

تقلب الطلب على ثاني أكسيد التيتانيوم في السوق الروسية على مدار السنوات الست الماضية في حدود 67.2-82.9 ألف طن / سنة وحتى عام 2014 كان يتم تلبيته حصريًا من خلال الواردات.

حتى عام 2014 ، لم يكن هناك إنتاج خاص لثاني أكسيد التيتانيوم في روسيا. بالنظر إلى الأثر الرجعي ، تجدر الإشارة إلى أنه حتى عام 2009 ، تم إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم على نطاق صناعي في Solikamsk Magnesium Plant OJSC (Solikamsk ، منطقة بيرم) ، ولكن منذ عام 2009 ، بعد بدء إنتاج التيتانيوم الإسفنج ، توقف إنتاج الصباغ.

أرز. 3. استيراد ثاني أكسيد التيتانيوم إلى روسيا في 2010-2015 ألف طن

حتى عام 2010 ، تم إنتاج كمية صغيرة من ثاني أكسيد التيتانيوم في Volgograd JSC Khimprom البائد الآن.

منذ منتصف عام 2014 ، تم إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم في الاتحاد الروسي في الفرع الأرميني لشركة Titanium Investments LLC ، المسجلة في موسكو. بدورها ، لا تزال شركة PJSC Ukrainian Chemical Products (PJSC Crimean Titan سابقًا) ، المسجلة في كييف ، مؤسسة أوكرانية تؤجر مجمعها العقاري لشركة Titanium Investments بموجب عقد إيجار طويل الأجل. سمح هذا المزيج للشركة بضمان الإمدادات المستمرة من المواد الخام المستوردة من أوكرانيا والحفاظ على أسواق المبيعات الأوروبية ، على الرغم من العقوبات المفروضة على شبه جزيرة القرم.

أرز. 4. هيكل واردات ثاني أكسيد التيتانيوم إلى روسيا عام 2014 (حسب دول المنشأ) ألف طن

بلغ حجم إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم في الفرع الأرميني لشركة Titanium Investments LLC في الفترة من يوليو إلى ديسمبر 2014 ، 47.732 ألف طن ، وفي عام 2015 - 77.796 ألف طن.

ومع ذلك ، فإن مستوى الواردات في عامي 2014 و 2015 ظلت مرتفعة وبلغت 80.3 و 67.6 ألف طن على التوالي.

في عام 2014 ، احتلت أوكرانيا أكثر من 30٪ من السوق الروسية ، ممثلة بشركة PJSC Sumykhimprom (أوكرانيا ، سومي) و PJSC Crimean Titanium (الآن PJSC Ukrainian Chemical Products ، جمهورية القرم ، Armyansk). أكثر من 18٪ من الإمدادات جاءت من الولايات المتحدة الأمريكية ، ممثلة بشكل رئيسي من قبل شركة DuPont.

أرز. 5. هيكل واردات ثاني أكسيد التيتانيوم إلى روسيا في عام 2015 (حسب دول المنشأ) ألف طن

في عام 2015 ، تغير هيكل الواردات إلى حد ما. وزادت واردات أوكرانيا من ثاني أكسيد التيتانيوم إلى 28.0 ألف طن وشكلت 41.4٪ من إجمالي واردات روسيا من المنتج.

على العكس من ذلك ، انخفضت واردات البضائع من الولايات المتحدة وبلغت 9.1 ألف طن (13.4٪ من إجمالي الواردات).

تصدير ثاني أكسيد التيتانيوم من روسيا 2010-2014 تم تنفيذه بشكل شبه كامل لدول الاتحاد الجمركي ، وكانت منخفضة وبلغت 0.1 - 0.4 ألف طن.

أرز. 6. هيكل صادرات ثاني أكسيد التيتانيوم إلى روسيا عام 2015 (حسب دول المنشأ) ألف طن

في عام 2015 ، لوحظت صورة مثيرة للاهتمام في هذا المجال من التجارة الخارجية: بلغ تصدير ثاني أكسيد التيتانيوم من روسيا 74.56 ألف طن ، و 88.1٪ من البضائع المصدرة سقطت على أوكرانيا (الشكل 6).

الجدول 1. متوسط ​​أسعار استيراد ثاني أكسيد التيتانيوم في 2014-2015 (حسب دول المنشأ ، باستثناء ضريبة القيمة المضافة) ، USD / t

في 2014-2015 كان ثاني أكسيد التيتانيوم الأمريكي الذي يتم إنتاجه بطريقة الكلوريد ، والذي يتوافق مع المعايير التقنية العالية والسعر المنخفض نسبيًا ، هو الأكثر تنافسية في السوق الروسية ، كما يتضح من الكمية الكبيرة من مبيعاته في السوق الروسية ، على الرغم من المسافة الجغرافية بين الموردين والمستهلكين . تتمتع منتجات Titanium Investments LLC و Sumykhimprom الأوكرانية PJSC ، على الرغم من إنتاجها بطريقة الكبريتات ، بخصائص تقنية جيدة وربما أفضل نسبة سعر / جودة للمستهلك الروسي (الجدول 1).

فيما يلي خصائص ثاني أكسيد التيتانيوم الذي تنتجه بعض الشركات التي تستورد منتجاتها إلى روسيا (الجداول 2-5).

الجدول 2. الخصائص النوعية لثاني أكسيد التيتانيوم PJSC "Sumykhimprom"

الجدول 3. الخصائص النوعية لثاني أكسيد التيتانيوم LLC "استثمارات التيتانيوم"

الجدول 4. الخصائص النوعية لدرجات ثاني أكسيد التيتانيوم لشركة أمريكية دوبونت

الجدول 5. الخصائص النوعية لدرجات ثاني أكسيد التيتانيوم للشركة الفنلندية ساتشتلبن أصباغ س معد للاستخدام في إنتاج الطلاءات

كما يتضح من الجدول. بيانات 2-5 ، تعتبر منتجات Titanium Investments LLC أقل جودة قليلاً من المنتجات الأمريكية والأوروبية ، وهي أرخص بكثير.

مع الأخذ في الاعتبار التطور المكثف لصناعة الطلاء والورنيش والبوليمر ، يمكن تقدير أنه بحلول عام 2030 سيصل الطلب على ثاني أكسيد التيتانيوم في السوق الروسية إلى 220-260 ألف طن.

من هذا الافتراض يترتب على ذلك أن هناك حاجة لخلق وزيادة إمكانات إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم في روسيا.

تمتلك روسيا مصدرًا جيدًا للمواد الخام المحتوية على التيتانيوم في جمهورية كومي ، في مناطق تشيتا ومورمانسك وتشيليابينسك وأمور وتامبوف وتومسك ونيجني نوفغورود وأومسك وتيومين في إقليم كراسنويارسك وستافروبول. إن وجود مثل هذه القاعدة من المواد الخام يجعل من الممكن تنظيم إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم عن طريق كل من طرق الكبريتات والكلوريد. حتى الآن ، فإن العامل الرئيسي الذي يعيق تنظيم هذا الإنتاج هو الأسعار المنخفضة نسبيًا لثاني أكسيد التيتانيوم والربحية المنخفضة نسبيًا للإنتاج.

أرز. 7. رواسب التيتانيوم الرئيسية في الاتحاد الروسي

أكبر الودائع هي Yaregskoye (Komi Republic) و Chineyskoye و Kruchininskoye (منطقة Chita) و Medvedevskoye (منطقة Chelyabinsk) و Central (منطقة Tambov) وغيرها (الشكل 7). وتجدر الإشارة إلى أنه بالإضافة إلى احتياطيات التوازن المؤكدة من المواد الخام المحتوية على التيتانيوم ، تمتلك روسيا موارد تنبؤات ضخمة.

نظرًا لأن الحاجة إلى ثاني أكسيد التيتانيوم في روسيا كبيرة جدًا ولا يغطيها الإنتاج المحلي بأي حال من الأحوال ، كما أن تقنيات إنتاج هذا المنتج الموجودة في الاتحاد الروسي بعيدة عن الكمال ، فإن إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم يعد مجالًا مثيرًا للاهتمام للتطورات والابتكارات العلمية والتقنية.

على سبيل المثال ، طورت Tomsk Polytechnic University (TPU) تقنية اقتصادية وصديقة للبيئة لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم ، والتي تتضمن استخدام فلوريد الأمونيوم ككاشف رئيسي ، وهو أكثر أمانًا من حمض الكبريتيك. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إعادة استخدام هذا الكاشف ، مما يؤدي إلى تقليل النفايات السائلة. تساهم التكنولوجيا الجديدة في خفض هوامش الربحية للأحجام الصغيرة (من 20000 طن) ، مما يسمح بإنشاء شبكة من المنتجات الصغيرة ، وبالتالي تقليل التكاليف اللوجستية. عيب تقنية الفلوريد هو أنه في هذه الحالة يتم الحصول على مسحوق صبغ أكثر خشونة من طريقة الكلور. يقدر مطورون من جامعة تومسك بوليتكنيك إطلاق الإنتاج بطاقة 100 ألف طن / سنة بـ 1.5 مليار روبل ، بينما وفقًا لخبراء من شركة Kronos Worldwide Inc. لإنشاء منشأة إنتاج بسعة 150 ألف طن / سنة باستخدام تقنية الكلوريد ، يلزم ما لا يقل عن مليار دولار أمريكي.ويقدر متخصصون من TPU مدة إنتاج باستخدام التكنولوجيا الجديدة لمدة عام إلى عامين.

في أكتوبر 2015 ، وافقت شركة Rosatom الحكومية على مشروع JSC Siberian Chemical Combine (JSC SKhK) لإنشاء منشأة لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم باستخدام تقنية الفلوريد بسعة 20000 طن / سنة. تقرر تخصيص 3.6 مليون روبل لتصنيع الدفعة الأولى من المنتجات وأبحاث التسويق. بعد الموافقة على جودة العينات الأولى من المنتجات المصنعة في TPU بأمر من SGChE JSC في العديد من المصانع الاستهلاكية ، أعلنت إدارة Siberian Chemical Plant JSC أنها ستطلق في عام 2017 إنتاجًا تجريبيًا بحجم 5 آلاف طن / سنة وفي عام 2019 - صناعي - ب 20 ألف طن / سنة. سيتم إطلاق الإنتاج في مواقع SGChE JSC.

بالإضافة إلى الإنشاء المخطط لمنشأة إنتاج جديدة في منطقة تومسك ، يتم أيضًا إعداد الابتكارات والتشغيل في منطقة القرم الفيدرالية: على وجه الخصوص ، تخطط شركة Titanium Investments LLC لتوسيع طاقات إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم بمقدار 19 ألف طن بحلول عام 2018 (أعلى) إلى 120 ألف طن / سنة).

وبالتالي ، هناك أمل في أنه بحلول 2018-2019. في روسيا ، ستصل الطاقة الإجمالية لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم إلى 140 ألف طن / سنة ، ومع ذلك ، ما إذا كان الطلب عليه في السوق الروسية سيتم إشباعه بالكامل من خلال الإنتاج المحلي ، بالنظر إلى أن شركة Titanium Investments LLC هي مؤسسة موجهة للتصدير ، يبقى سؤالا جديا.