Ruski trg titanovega dioksida: realnost in možnosti

Povpraševanje po titanovem dioksidu - pomembnem izdelku za industrijo barv in lakov, proizvodnjo plastike in papirja - na ruskem trgu znaša 67-82 tisoč ton / leto, medtem ko v Rusiji do leta 2014 ni bilo domače proizvodnje titanovega dioksida.

Titanov dioksid, nenadomestljiv pigment v industriji barv in lakov, polimerov, celuloze in papirja ter drugih industrijah, je bel prah, brez vonja in okusa, praktično netopen v vodi in mineralnih kislinah (razen fluorovodikove in koncentrirane žveplove kisline).

Titanov dioksid se proizvaja v dveh oblikah: rutil in anataz (oktaedrit). Rutil titanov dioksid razprši svetlobo približno 30 % bolje kot anataz, ima boljšo pokrivnost (skrivnost je sposobnost titanovega dioksida, da prekriva barvo pobarvane površine). Anatazna oblika je manj odporna na vremenske vplive kot oblika rutila in je manj odporna na izpostavljenost UV žarkom. Rutilni titanov dioksid je prednosten pri proizvodnji barv in lakov, plastike, kozmetike. Anatazni pigmenti se uporabljajo pri proizvodnji papirja, gume in mila. Tradicionalno se velika večina vsega titanovega dioksida uporablja pri proizvodnji barv in lakov. Hkrati je glavna funkcija titanovega dioksida v industriji barv in lakov dati barvam belo barvo, svetlost, pa tudi izboljšati pokrivnost, zaščititi premaze pred škodljivimi ultravijoličnimi žarki, preprečiti staranje filma in porumenelost barvanih površin.

Začetna surovina za proizvodnjo titanovega dioksida je koncentrat ilmenita, ki vsebuje titan (FeTiO 3) - proizvodi rudarskih in predelovalnih podjetij. Ilmenit je ruda, ki je s kemičnega vidika mešanica oksidov, med katerimi je večina titanovih in železovih oksidov.

Obstajata dve industrijski metodi za proizvodnjo titanovega dioksida (modifikacije rutila in anataza):

1. Sulfat ali žveplova kislina (iz koncentrata, ki vsebuje titan).

Metoda temelji na obdelavi ilmenitnega koncentrata z žveplovo kislino, čemur sledi izolacija in hidroliza titanil sulfata s kalcinacijo produkta hidrolize titanil sulfata (metatitanove kisline) v titanov dioksid. Stranski produkt sulfatne tehnologije za proizvodnjo titanovega dioksida je železov sulfat. Sulfatna metoda je bila uvedena v industrijo leta 1931 za proizvodnjo anatazne oblike titanovega dioksida, kasneje, leta 1941, pa tudi za obliko rutila.

2. Klor ali klorid (iz titanovega tetraklorida).

Postopek klora je leta 1950 izumil DuPont za proizvodnjo rutilnega titanovega dioksida. Ta metoda vključuje visokotemperaturne fazne reakcije. Ruda, ki vsebuje titan, reagira s plinastim klorom pod znižanim tlakom, da nastane titanov tetraklorid (TiCl 4) in nečistoče kovinskih kloridov, ki se nato odstranijo. Titanov tetraklorid visoke čistosti (TiCl 4) se oksidira pri visoki temperaturi, da nastane titanov dioksid z visoko svetlostjo.

Globalna proizvodna zmogljivost klorovega titanovega dioksida presega zmogljivost sulfatnega procesa in še naprej raste.

Sulfatna tehnologija je enostavnejša od kloridne in omogoča uporabo slabših in cenejših rud, vendar običajno vključuje visoke proizvodne stroške.

Ob upoštevanju posebnosti obeh procesov so glavna merila za izbiro med njima sposobnost zagotavljanja proizvodnje s surovinami ustrezne kakovosti in okoljski problemi. Za sulfatno metodo so značilne najvišje stopnje onesnaženosti okolja.

Skupne svetovne zmogljivosti za proizvodnjo pigmentnega titanovega dioksida so ocenjene na približno 7,2 milijona ton, od tega približno 85-90 % rutilne oblike in približno 10-15 % anatazne oblike.

riž. 1. Področja porabe titanovega dioksida

Država z največjim potencialom proizvodnje titanovega dioksida je Kitajska (približno 3 milijone ton / leto). Največji svetovni proizvajalci so naslednja podjetja: DuPont Titaniun Technologies (ZDA), National Titanium Dioxide Co., Ltd. Cristal (Savdska Arabija), Huntsman Pigments (ZDA), Tronox, Inc. (ZDA), Kronos Worldwide, Inc. (ZDA), Sachtleben Chemie GmbH (Nemčija; v 100 % lasti Rockwood Holding), Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. (Japonska).

Kot je bilo omenjeno zgoraj, so glavne industrije, ki porabijo titanov dioksid na svetu, barve in laki, plastika in papir (slika 1). Kitajska predstavlja največji delež v svetovni porabi titanovega dioksida. Drugo in tretje mesto zasedata Zahodna Evropa oziroma ZDA.

riž. 2. Struktura porabe titanovega dioksida na ruskem trgu v letu 2015

Kot izhaja iz strukture porabe titanovega dioksida na ruskem trgu, prikazane na sliki 2, skoraj 95,1 % tega izdelka, ki vstopi na domači trg, porabi industrija barv in lakov. Hkrati se največ (55,8 %) titanovega dioksida uporablja pri izdelavi barv na vodni osnovi in ​​vodno disperzijskih barv, 31,3 % se porabi za proizvodnjo nevodnih barv in lakov in 8,0 % titana dioksid se uporablja za druge barve in lake.

V zadnjih šestih letih je povpraševanje po titanovem dioksidu na ruskem trgu nihalo v razponu od 67,2-82,9 tisoč ton / leto in se je do leta 2014 zadovoljevalo izključno z uvozom.

V Rusiji do leta 2014 ni bilo lastne proizvodnje titanovega dioksida. Glede na retrospektivo je treba opozoriti, da se je do leta 2009 v OJSC Solikamsk Magnesium Plant OJSC (Solikamsk, Permska regija) titanov dioksid proizvajal v industrijskem obsegu, od leta 2009, po začetku proizvodnje titanove gobice, pa je bila proizvodnja pigmentov ustavljena. .

riž. 3. Uvoz titanovega dioksida v Rusijo v letih 2010-2015, tisoč ton

Do leta 2010 je bila majhna količina titanovega dioksida proizvedena v zdaj nedelujočem Volgogradskem JSC "Khimprom".

Od sredine leta 2014 se titanov dioksid proizvaja v Ruski federaciji v armenski podružnici Titanium Investments LLC, registrirani v Moskvi. Po drugi strani ukrajinski Chemical Products PJSC (nekdanji PJSC Crimean Titan), registriran v Kijevu, ostaja ukrajinsko podjetje, ki najema svoj premoženjski kompleks Titanium Investments LLC v dolgoročni najem. Ta kombinacija je podjetju omogočila nemoteno dobavo surovin, uvoženih iz Ukrajine, in ohranjanje evropskih prodajnih trgov kljub sankcijam proti Krimu.

riž. 4. Struktura uvoza titanovega dioksida v Rusijo v letu 2014 (po državah izvora), tisoč ton

Obseg proizvodnje titanovega dioksida v armenski podružnici Titanium Investments LLC v obdobju julija-decembra 2014 je znašal 47,732 tisoč ton, v letu 2015 pa 77,796 tisoč ton.

Kljub temu je raven uvoza v letih 2014 in 2015. je ostala visoka in je znašala 80,3 oziroma 67,6 tisoč ton.

Leta 2014 je več kot 30% ruskega trga zasedla Ukrajina, ki sta jo zastopala podjetji PJSC Sumykhimprom (Ukrajina, Sumi) in PJSC Crimean Titan (zdaj PJSC Yukreinian Chemical Products, Republika Krim, Armyansk). Več kot 18 % pošiljk je prišlo iz ZDA, ki jih zastopa predvsem DuPont.

riž. 5. Struktura uvoza titanovega dioksida v Rusijo v letu 2015 (po državah izvora), tisoč ton

V letu 2015 se je struktura uvoza nekoliko spremenila. Uvoz titanovega dioksida iz Ukrajine se je povečal na 28,0 tisoč ton in je znašal 41,4 % vsega uvoza izdelkov v Rusijo.

Uvoz blaga iz ZDA se je, nasprotno, zmanjšal in je znašal 9,1 tisoč ton (13,4 % vsega uvoza).

Izvoz titanovega dioksida iz Rusije v letih 2010-2014 je bila skoraj v celoti izvedena v države carinske unije, je bila nizka in je znašala 0,1-0,4 tisoč ton.

riž. 6. Struktura izvoza titanovega dioksida v Rusijo v letu 2015 (po državah izvora), tisoč ton

V letu 2015 je bila na tem področju zunanje trgovine opažena zanimiva slika: izvoz titanovega dioksida iz Rusije je znašal 74,56 tisoč ton, pri čemer je 88,1 % izvoženega blaga šlo v Ukrajino (slika 6).

Tabela 1. Povprečne uvozne cene titanovega dioksida v letih 2014-2015 (po državi izvora, brez DDV), USD / t

V letih 2014-2015. Ameriški titanov dioksid, proizveden po kloridni metodi, ki ustreza visokim tehničnim parametrom in razmeroma nizki ceni, je bil najbolj konkurenčen na ruskem trgu, kar dokazuje velika količina njegove prodaje na ruskem trgu, kljub geografski oddaljenosti dobaviteljev od potrošnikov. . Izdelki Titanium Investments LLC in ukrajinskega PJSC Sumykhimprom imajo kljub dejstvu, da so proizvedeni po sulfatni metodi, tudi dobre tehnične lastnosti in morda najbolj optimalno razmerje med ceno in kakovostjo za ruskega potrošnika (tabela 1).

Spodaj so značilnosti titanovega dioksida, ki ga proizvajajo nekatera podjetja, ki svoje izdelke uvažajo v Rusijo (tabele 2-5).

Tabela 2. Kvalitativne značilnosti titanovega dioksida PJSC "Sumykhimprom"

Tabela 3. Kvalitativne značilnosti titanovega dioksida Titanium Investments LLC

Tabela 4. Kvalitativne značilnosti razredov titanovega dioksida ameriškega podjetja DuPont

Tabela 5. Kvalitativne značilnosti razredov titanovega dioksida finskega podjetja Sachtleben Pigmenti OY namenjeni uporabi pri proizvodnji lakirnih materialov

Kot je razvidno iz tistih v tabeli. Po podatkih 2-5 so izdelki Titanium Investments LLC po kakovosti nekoliko slabši od ameriških in evropskih izdelkov in so bistveno cenejši.

Ob upoštevanju intenzivnega razvoja industrije barv, lakov in polimerov je mogoče oceniti, da bo do leta 2030 povpraševanje po titanovem dioksidu na ruskem trgu doseglo 220-260 tisoč ton.

Iz te predpostavke izhaja, da je treba v Rusiji ustvariti in povečati proizvodne zmogljivosti za titanov dioksid.

Rusija ima dobro surovinsko bazo surovin, ki vsebujejo titan, v Republiki Komi, v regijah Čita, Murmansk, Čeljabinsk, Amur, Tambov, Tomsk, Nižni Novgorod, Omsk, Tjumen, na Krasnojarskem in Stavropolskem ozemlju. Razpoložljivost takšne surovine omogoča organizacijo proizvodnje titanovega dioksida tako s sulfatno kot kloridno metodo. Glavni dejavnik, ki zavira organizacijo te proizvodnje, so doslej razmeroma nizke cene titanovega dioksida in razmeroma nizka donosnost proizvodnje.

riž. 7. Glavna nahajališča titana v Ruski federaciji

Največja nahajališča so Yaregskoe (Republika Komi), Chineyskoe, Kruchininskoe (regija Čita), Medvedevskoe (regija Čeljabinsk) in Central (regija Tambov) itd. (slika 7). Opozoriti je treba, da ima Rusija poleg dokazanih bilančnih rezerv surovin, ki vsebujejo titan, ogromne napovedne vire.

Ker je povpraševanje po titanovem dioksidu v Rusiji zelo veliko in nikakor ni v celoti pokrito z domačo proizvodnjo, tehnologije za proizvodnjo tega izdelka, ki obstajajo na ozemlju Ruske federacije, še zdaleč niso popolne, je proizvodnja titanovega dioksida zanimivo področje za znanstveni in tehnični razvoj ter inovacije.

Tako je bila na Politehnični univerzi Tomsk (TPU) razvita ekonomična in okolju prijazna tehnologija za proizvodnjo titanovega dioksida, ki pomeni uporabo amonijevega fluorida kot glavnega reagenta, ki je varnejši od žveplove kisline. Poleg tega je mogoče ta reagent ponovno uporabiti in tako zmanjšati količino odpadkov. Nova tehnologija pomaga zmanjšati na majhne količine (od 20 tisoč ton) meje dobičkonosnosti, kar vam omogoča, da ustvarite mrežo majhnih proizvodnih obratov in s tem zmanjšate logistične stroške. Edina pomanjkljivost fluoridne tehnologije je, da v tem primeru dobi bolj grob pigmentni prah kot klor metoda. Zagon proizvodnje z zmogljivostjo 100 tisoč ton / leto razvijalci s Politehnične univerze Tomsk ocenjujejo na 1,5 milijarde rubljev, medtem ko po mnenju strokovnjakov Kronos Worldwide Inc. ustvarjanje proizvodnje z zmogljivostjo 150 tisoč ton/leto z uporabo kloridne tehnologije zahteva najmanj 1 milijardo $. Strokovnjaki TPU ocenjujejo, da je rok za ustvarjanje proizvodnje z uporabo nove tehnologije eno ali dve leti.

Oktobra 2015 je državna korporacija Rosatom odobrila projekt JSC Siberian Chemical Combine (JSC SKhK) za ustvarjanje obrata za proizvodnjo titanovega dioksida s tehnologijo fluorida z zmogljivostjo 20 tisoč ton / leto. Odločeno je bilo, da se za izdelavo prve serije izdelkov in trženjske raziskave dodeli 3,6 milijona rubljev. Potem ko je bila kakovost prvih vzorcev izdelkov, proizvedenih v TPU po naročilu SKhK JSC, odobrena v več potrošniških obratih, je vodstvo Sibirske kemične tovarne JSC napovedalo, da bo leta 2017 zagnalo pilotni proizvodni obrat s prostornino 5 tisoč ton / leto, v 2019 - industrijski - za 20 tisoč ton / leto. Proizvodnja se bo začela na lokacijah SKhK JSC.

Poleg načrtovanega ustvarjanja nove proizvodnje v regiji Tomsk se v Krimskem zveznem okrožju pripravljajo tudi inovacije in zagon: zlasti Titanium Investments LLC do leta 2018 načrtuje razširitev proizvodne zmogljivosti titanovega dioksida za 19 tisoč ton (navzgor do 120 tisoč ton / leto).

Zato je upanje, da bo do 2018-2019. V Rusiji bo skupna zmogljivost za proizvodnjo titanovega dioksida dosegla 140 tisoč ton / leto, ali bo povpraševanje po njem na ruskem trgu v celoti zadovoljeno zaradi domače proizvodnje, glede na to, da je Titanium Investments LLC izvozno usmerjeno podjetje , ostaja resno vprašanje.