Rosyjski rynek dwutlenku tytanu: realia i perspektywy

Zapotrzebowanie na dwutlenek tytanu - ważny produkt dla przemysłu farb i lakierów, produkcji tworzyw sztucznych i papieru - na rynku rosyjskim wynosi 67-82 tys. ton/rok, podczas gdy do 2014 r. w Rosji nie było krajowej produkcji dwutlenku tytanu.

Dwutlenek tytanu, niezastąpiony pigment w przemyśle farbiarsko-lakierniczym, polimerowym, celulozowo-papierniczym i innych, jest białym proszkiem, bez zapachu i smaku, praktycznie nierozpuszczalny w wodzie i kwasach mineralnych (z wyjątkiem fluorowodorowego i stężonego kwasu siarkowego).

Dwutlenek tytanu produkowany jest w dwóch formach: rutylu i anatazu (oktaedryt). Rutylowy dwutlenek tytanu rozprasza światło o około 30% lepiej niż anataz, ma lepszą siłę krycia (zdolność krycia to zdolność dwutlenku tytanu do nakładania się na kolor malowanej powierzchni). Forma anatazu jest mniej odporna na warunki atmosferyczne niż forma rutylowa i jest mniej odporna na promieniowanie UV. Rutylowy dwutlenek tytanu jest preferowany w produkcji farb i lakierów, tworzyw sztucznych, kosmetyków. Pigmenty anatazowe wykorzystywane są w produkcji papieru, gumy i mydła. Tradycyjnie przytłaczająca większość całego dwutlenku tytanu wykorzystywana jest do produkcji farb i lakierów. Jednocześnie główną funkcją dwutlenku tytanu w przemyśle farb i lakierów jest nadanie farbom białego koloru, jasności, a także poprawa siły krycia, ochrona powłok przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym, zapobieganie starzeniu się folii i żółknięciu malowanych powierzchni.

Surowcem wyjściowym do produkcji dwutlenku tytanu jest zawierający tytan koncentrat ilmenitu (FeTiO 3) - produkty przedsiębiorstw wydobywczych i przetwórczych. Ilmenit to ruda, która z chemicznego punktu widzenia jest mieszaniną tlenków, z których większość to tlenki tytanu i żelaza.

Istnieją dwie przemysłowe metody wytwarzania dwutlenku tytanu (modyfikacje rutylu i anatazu):

1. Siarczan, czyli kwas siarkowy (z koncentratu zawierającego tytan)).

Metoda polega na obróbce koncentratu ilmenitu kwasem siarkowym, a następnie izolacji i hydrolizie siarczanu tytanylu z kalcynacją produktu hydrolizy siarczanu tytanylu (kwasu metatytanowego) do dwutlenku tytanu. Produktem ubocznym technologii siarczanowej do produkcji dwutlenku tytanu jest siarczan żelazawy. Metoda siarczanowa została wprowadzona do przemysłu w 1931 r. do produkcji anatazowej formy ditlenku tytanu, a później w 1941 r. do formy rutylowej.

2. Chlor lub chlorek (z czterochlorku tytanu).

Proces chloru został wynaleziony przez DuPont w 1950 roku do produkcji rutylowego dwutlenku tytanu. Metoda ta obejmuje reakcje w fazach wysokotemperaturowych. Ruda zawierająca tytan reaguje z gazowym chlorem pod zmniejszonym ciśnieniem, w wyniku czego powstaje czterochlorek tytanu (TiCl 4) i zanieczyszczenia chlorkami metali, które są następnie usuwane. Tetrachlorek tytanu o wysokiej czystości (TiCl 4) jest utleniany w wysokiej temperaturze w celu wytworzenia dwutlenku tytanu o wysokiej jasności.

Globalna zdolność produkcyjna dwutlenku tytanu chloru przewyższa wydajność procesu siarczanowego i stale rośnie.

Technologia siarczanowa jest prostsza niż technologia chlorkowa i pozwala na stosowanie gorszych i tańszych rud, ale zwykle wiąże się z wysokimi kosztami produkcji.

Biorąc pod uwagę specyfikę obu procesów, głównymi kryteriami wyboru pomiędzy nimi są możliwość zapewnienia produkcji surowców o odpowiedniej jakości oraz problemy środowiskowe. Metoda siarczanowa charakteryzuje się najwyższymi wskaźnikami zanieczyszczenia środowiska.

Całkowite światowe moce produkcyjne do produkcji pigmentowego dwutlenku tytanu szacuje się na około 7,2 mln ton, z około 85-90% w formie rutylowej i około 10-15% w formie anatazu.

Ryż. 1. Kulki zużycia dwutlenku tytanu

Krajem o największym potencjale produkcyjnym dwutlenku tytanu są Chiny (ok. 3 mln ton/rok). Najwięksi światowi producenci to firmy: DuPont Titaniun Technologies (USA), National Titanium Dioxide Co., Ltd. Cristal (Arabia Saudyjska), Huntsman Pigments (USA), Tronox, Inc. (USA), Kronos Worldwide, Inc. (USA), Sachtleben Chemie GmbH (Niemcy; 100% własnością Rockwood Holding), Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. (Japonia).

Jak wspomniano powyżej, głównymi gałęziami przemysłu zużywającymi dwutlenek tytanu na świecie są farby i lakiery, tworzywa sztuczne i papier (rys. 1). Największy udział w światowym zużyciu dwutlenku tytanu mają Chiny. Drugie i trzecie miejsce zajmują odpowiednio Europa Zachodnia i USA.

Ryż. 2. Struktura zużycia dwutlenku tytanu na rynku rosyjskim w 2015 roku

Jak wynika ze struktury zużycia dwutlenku tytanu na rynku rosyjskim pokazanej na rys. 2, prawie 95,1% tego produktu wchodzącego na rynek krajowy zużywa przemysł farb i lakierów. Jednocześnie przede wszystkim (55,8%) dwutlenek tytanu jest wykorzystywany do produkcji farb wodorozcieńczalnych i dyspersyjnych, 31,3% zużywany jest do produkcji niewodnych materiałów farbiarskich i lakierniczych, a 8,0% tytanu dwutlenek jest używany do innych materiałów malarskich i lakierniczych.

W ciągu ostatnich sześciu lat popyt na dwutlenek tytanu na rynku rosyjskim oscylował w granicach 67,2-82,9 tys. ton/rok i do 2014 r. był zaspokajany wyłącznie poprzez import.

W Rosji do 2014 roku nie było własnej produkcji dwutlenku tytanu. Biorąc pod uwagę retrospektywę, należy zauważyć, że do 2009 roku w Solikamskiej Fabryce Magnezu SA (Solikamsk, region permski) produkowano na skalę przemysłową dwutlenek tytanu, ale od 2009 roku, po uruchomieniu produkcji gąbki tytanowej, zaprzestano produkcji pigmentów .

Ryż. 3. Import dwutlenku tytanu do Rosji w latach 2010-2015, tys. ton

Do 2010 roku w nieistniejącym już Wołgogradzie JSC Chimprom produkowano niewielką ilość dwutlenku tytanu.

Od połowy 2014 roku dwutlenek tytanu jest produkowany w Federacji Rosyjskiej w ormiańskim oddziale Titanium Investments LLC, zarejestrowanej w Moskwie. Z kolei ukraińskim przedsiębiorstwem, które dzierżawi swój kompleks nieruchomości Titanium Investments LLC na długoterminową dzierżawę, pozostaje zarejestrowana w Kijowie Ukraińska Spółka Chemiczna Produkty Chemiczne (dawniej Krym Tytan SA), zarejestrowana w Kijowie. Połączenie to pozwoliło spółce na zapewnienie nieprzerwanych dostaw surowców sprowadzanych z Ukrainy oraz utrzymanie europejskich rynków zbytu, pomimo sankcji wobec Krymu.

Ryż. 4. Struktura importu dwutlenku tytanu do Rosji w 2014 roku (wg kraju pochodzenia), tys. ton

Wielkość produkcji dwutlenku tytanu w ormiańskim oddziale Titanium Investments LLC w okresie lipiec-grudzień 2014 r. wyniosła 47 732 tys. ton, a w 2015 r. 77 796 tys. ton.

Niemniej jednak poziom importu w 2014 i 2015 roku. pozostała wysoka i wyniosła odpowiednio 80,3 i 67,6 tys. ton.

W 2014 roku ponad 30% rosyjskiego rynku zajęła Ukraina, reprezentowana przez przedsiębiorstwa ZSA Sumykhimprom (Ukraina, Sumy) i ZSA Krymski Tytan (obecnie ZSA Jukreinian Chemical Products, Republika Krymu, Armiańsk). Ponad 18% przesyłek pochodziło z USA, reprezentowanego głównie przez firmę DuPont.

Ryż. 5. Struktura importu dwutlenku tytanu do Rosji w 2015 roku (wg kraju pochodzenia), tys. ton

W 2015 roku nieco zmieniła się struktura importu. Import dwutlenku tytanu z Ukrainy wzrósł do 28,0 tys. ton i stanowił 41,4% całego importu produktów do Rosji.

Natomiast import towarów ze Stanów Zjednoczonych zmniejszył się i wyniósł 9,1 tys. ton (13,4% całego importu).

Eksport dwutlenku tytanu z Rosji w latach 2010-2014 została przeprowadzona prawie w całości do krajów Unii Celnej, była niska i wyniosła 0,1-0,4 tys. ton.

Ryż. 6. Struktura eksportu dwutlenku tytanu do Rosji w 2015 roku (wg kraju pochodzenia), tys. ton

W 2015 roku w tym obszarze handlu zagranicznego zaobserwowano ciekawy obraz: eksport dwutlenku tytanu z Rosji wyniósł 74,56 tys. ton, z czego 88,1% wyeksportowanych towarów trafiło na Ukrainę (rys. 6).

Tabela 1. Średnie ceny importowe dwutlenku tytanu w latach 2014-2015 (według kraju pochodzenia, bez VAT), USD/t

W latach 2014-2015. Amerykańska dwutlenek tytanu, wytwarzany metodą chlorkową, odpowiadający wysokim parametrom technicznym i stosunkowo niskiej cenie, był najbardziej konkurencyjny na rynku rosyjskim, o czym świadczy znaczna wielkość jego sprzedaży na rynku rosyjskim, pomimo geograficznego oddalenia dostawców z konsumentów. Produkty Titanium Investments LLC i ukraińskiej PJSC Sumykhimprom, pomimo tego, że są wytwarzane metodą siarczanową, mają również dobre właściwości techniczne i być może najbardziej optymalny stosunek ceny do jakości dla rosyjskiego konsumenta (tabela 1).

Poniżej przedstawiono charakterystykę dwutlenku tytanu produkowanego przez niektóre firmy importujące swoje produkty do Rosji (tabele 2-5).

Tabela 2. Cechy jakościowe dwutlenku tytanu PJSC „Sumykhimprom”

Tabela 3. Cechy jakościowe dwutlenku tytanu Titanium Investments LLC

Tabela 4. Cechy jakościowe gatunków dwutlenku tytanu amerykańskiej firmy DuPont

Tabela 5. Cechy jakościowe gatunków dwutlenku tytanu fińskiej firmy Sachtleben Pigmenty OY przeznaczony do stosowania w produkcji materiałów lakierniczych

Jak widać z podanych w tabeli. Dane 2-5, produkty Titanium Investments LLC są nieco gorsze jakościowo od produktów amerykańskich i europejskich, a ponadto są znacznie tańsze.

Biorąc pod uwagę intensywny rozwój przemysłu farb i lakierów oraz polimerów, można szacować, że do 2030 r. zapotrzebowanie na dwutlenek tytanu na rynku rosyjskim wyniesie 220-260 tys. ton.

Z tego założenia wynika, że ​​istnieje potrzeba stworzenia i zwiększenia mocy produkcyjnych w Rosji dla dwutlenku tytanu.

Rosja ma dobrą bazę surowcową surowców zawierających tytan w Republice Komi, w obwodach Czyta, Murmańsk, Czelabińsk, Amur, Tambow, Tomsk, Niżny Nowogród, Omsk, Tiumeń, w Krasnojarsku i Stawropolu. Dostępność takiej bazy surowcowej umożliwia zorganizowanie produkcji dwutlenku tytanu zarówno metodą siarczanową, jak i chlorkową. Dotychczas głównym czynnikiem wstrzymującym organizację tej produkcji są stosunkowo niskie ceny dwutlenku tytanu oraz stosunkowo niska opłacalność produkcji.

Ryż. 7. Główne złoża tytanu w Federacji Rosyjskiej

Największe złoża to Jaregskoe (Republika Komi), Chineyskoe, Kruchininskoe (obwód Czyta), Miedwiediewskoe (obwód czelabiński) i Centralny (obwód Tambow) itp. (ryc. 7). Należy zauważyć, że oprócz udowodnionych rezerw bilansowych surowców zawierających tytan, Rosja dysponuje ogromnymi zasobami prognostycznymi.

Ponieważ zapotrzebowanie na dwutlenek tytanu w Rosji jest bardzo duże i nie jest w żaden sposób pokrywane w całości przez produkcję krajową, a technologie produkcji tego produktu istniejące na terytorium Federacji Rosyjskiej są dalekie od doskonałości, produkcja dwutlenku tytanu jest ciekawy obszar rozwoju naukowego i technicznego oraz innowacji.

W ten sposób na Politechnice Tomskiej (TPU) opracowano ekonomiczną i przyjazną środowisku technologię produkcji dwutlenku tytanu, która implikuje zastosowanie fluorku amonu jako głównego odczynnika, który jest bezpieczniejszy od kwasu siarkowego. Ponadto odczynnik ten można ponownie wykorzystać, minimalizując w ten sposób odpady. Nowa technologia pozwala zredukować do niewielkich wolumenów (od 20 tys. ton) marże rentowności, pozwalając na stworzenie sieci małych zakładów produkcyjnych, a tym samym na obniżenie kosztów logistyki. Jedyną wadą technologii fluorkowej jest to, że w tym przypadku uzyskuje się grubszy proszek pigmentowy niż metoda chlorowa. Rozpoczęcie produkcji o wydajności 100 tys. ton / rok deweloperzy z Politechniki Tomskiej szacują na 1,5 miliarda rubli, natomiast według ekspertów z Kronos Worldwide Inc. na stworzenie produkcji o wydajności 150 tys.

W październiku 2015 roku państwowa korporacja Rosatom zatwierdziła projekt Syberyjskiego Kombinatu Chemicznego UAB SKhK utworzenia zakładu produkcji dwutlenku tytanu w technologii fluorkowej o wydajności 20 tys. ton/rok. Postanowiono przeznaczyć 3,6 miliona rubli na produkcję pierwszej partii produktów i badania marketingowe. Po zatwierdzeniu jakości pierwszych próbek wyrobów wytwarzanych w TPU na zlecenie JSC SKhK w kilku zakładach konsumenckich, kierownictwo Syberyjskiego Kombinatu Chemicznego JSC ogłosiło, że w 2017 r. uruchomi pilotażową produkcję 5 tys. 2019 - przemysłowy - o 20 tys. ton/rok. Produkcja zostanie uruchomiona w zakładach SKhK JSC.

Oprócz planowanego stworzenia nowej produkcji w obwodzie tomskim, w krymskim okręgu federalnym przygotowywane są również innowacje i rozruchy: w szczególności Titanium Investments LLC do 2018 roku planuje zwiększyć moce produkcyjne dwutlenku tytanu o 19 tys. do 120 tys. ton/rok).

Mamy więc nadzieję, że w latach 2018-2019. W Rosji łączne moce produkcyjne dwutlenku tytanu wyniosą 140 tys. ton/rok, ale czy popyt na nią na rynku rosyjskim zostanie w pełni zaspokojony dzięki produkcji krajowej, biorąc pod uwagę, że Titanium Investments LLC jest przedsiębiorstwem zorientowanym na eksport , pozostaje poważnym pytaniem.