דוח ניתוח על מצב הפיתוח ומגמות האספקה של תעשיית הטיטניום מ-2024 עד 2030
טיטניום הוא אחד היסודות הנפוצים והנפוצים ביותר בקרום כדור הארץ, המהווה 0.61% ממשקלו ומדורג במקום ה-9. אולם בטבע היא מפוזרת וקשה למיצויה, והיא נחשבת למתכת נדירה.
לטיטניום פעילות כימית חזקה ואינו קיים כטיטניום יסודי בטבע. קל לשלב עם חמצן. טיטניום במינרלים קיים בעיקר בצורה של TiO2 וטיטנטים, לעתים קרובות מתקיים במקביל עם ברזל ליצירת מינרלים שונים. ישנם יותר מ-140 מינרלים עם תכולת TiO2 העולה על 1% בלבד, מתוכם רק ליותר מ-10 מינרלים בעלי ערך תעשייתי, בעיקר כולל רוטיל, אילמניט, אילמניט, רוטיל, פרובסקיט וכו'.
עם זאת, בשל התלות הגבוהה של הערך הכלכלי ופוטנציאל הכרייה של משאבי טיטניום באיכות המינרלים, משאבי עפרות הטיטניום בעלי ערך כרייה תעשייתי כיום הם בעיקר אילמניט ורוטיל. ביניהם:
(1) עפרת ברזל טיטניום: עפרת ברזל טיטניום מחולקת לעפרת סלע ועפרת חול. דרגת ה-TiO2 של תרכיז טיטניום שנבחר מעפרת סלע היא בדרך כלל 42% -48%, בעוד שדרגת ה-TiO2 של תרכיז טיטניום שנבחר מעפרת חול יכולה לעלות על 50%. עפרת ברזל טיטניום היא כיום משאב עפרות הטיטניום החשוב ביותר, אשר יכול לשמש ישירות כחומר גלם לייצור טיטניום דו חמצני או טיטניום ספוג. עם זאת, תהליך זה יגרום ללחץ סביבתי משמעותי ולבזבוז כמות גדולה של משאבי ברזל. על מנת לנצל במלואו את הברזל שבאילמניט, מתכתים רבים משתמשים באילמניט כחומר גלם להתכת תנור חשמלי, לקבלת ברזל חזיר וסיג טיטניום גבוה, המשמשים לאחר מכן כחומרי גלם לייצור טיטניום ספוג, טיטניום טטרכלוריד או טיטניום דו חמצני.
(2) רוטיל: רוטיל הוא אחד ממינרלי החול המופצים ביותר בעפרות טיטניום, עם רמה גבוהה ותכולת TiO2 גבוהה. הוא מכיל גם יסודות טומאה כגון Fe, Mg, Al, Si, Ca וכו'. לאחר הטבה באמצעות שיטות כגון הפרדת כבידה, הפרדה מגנטית והפרדה אלקטרוסטטית, ניתן להשיג תרכיז בדרגה גבוהה עם תכולת TiO2 גבוהה, אשר ניתן לקבל משמש לייצור טיטניום ספוג, טיטניום טטרכלוריד, טיטניום דו חמצני ומוצרים אחרים. למרות שההמטיט הטבעי הוא באיכות גבוהה יחסית, הרזרבות שלו קטנות יחסית, מה שמקשה על עמידה בצרכי הייצור. לכן, יש צורך לייצר כמות גדולה של המטיט סינטטי (המכונה גם המטיט סינטטי) כתחליף.
כיום, יצרני הזרם המרכזי משתמשים בעיקר באילמניט כחומר גלם ומשתמשים בשיטות כגון שטיפת חומצה גופרתית, שטיפת חומצה הידרוכלורית, הכלרה סלקטיבית והפחתת החלודה כדי להפריד את רוב מרכיבי הברזל בעפרת הברזל, תוך הפקת חומר טיטניום עשיר עם אותו הדבר. הרכב ותכונות מבניות כמו המטיט טבעי. זהו תחליף איכותי להמטייט טבעי.
משאבי עפרות הטיטניום העולמיים הם בעיקר אילמניט, המרוכזים במדינות כמו סין, אוסטרליה והודו. על פי נתוני המכון הגיאולוגי של ארצות הברית, סך הרזרבות העולמיות של משאבי עפרות טיטניום בשנת 2022 עומדות על כ-700 מיליון טון (מחושב כ-TiO2), מתוכם עתודות משאבי האילמניט והרוטיל הן 650 מיליון טון. 49 מיליון טון בהתאמה, מהווים 92.86% ו-7.00%, בהתאמה.
מנקודת מבט אזורית, על פי נתוני המכון הגיאולוגי של ארצות הברית, משאבי האילמניט מופצים בעיקר בסין ובאוסטרליה, ומגיעים ל-190 מיליון טון (תוכן TiO2, זהה להלן) ו-160 מיליון טון בהתאמה בשנת 2022, מהווים 27% ו- 23%, בהתאמה. משאבי הרוטיל מופצים בעיקר באוסטרליה, מהווים 63%, כ-30 מיליון טון. לסין יש את משאבי עפרות הטיטניום העשירים ביותר, עם רזרבה כוללת של 230 מיליון טון, המהווה 30.7%.
למרות שלסין יש עתודות גדולות ותפוצה רחבה של משאבי טיטניום, רובם הם עפרות ראשוניות ברמה נמוכה המלווים בסוגים שונים של מינרלים. יותר מ-90% מעפרת הברזל היא מגנטיט מסוג ונדיום טיטניום, בעל תכולת ורידים גבוהה ומבנה צפוף, מה שמקשה על הפרדת מינרלים. יחד עם טכנולוגיית עיבוד מינרלים ביתית לא בשלה, שיעור הניצול המקיף נמוך, שאינו יכול לענות על הביקוש המקומי לעפרות טיטניום.
לכן, לסין יש ביקוש יבוא מסוים לעפרות טיטניום בדרגה גבוהה ואיכותית, עם תלות חיצונית של כ-40%. לפי ענף טיטניום זירקוניום Hafnium של איגוד תעשיית המתכות הלא ברזליות בסין, בשנת 2022, היו כ-3.144 מיליון טון של עפרות טיטניום בייצור מקומי (תכולת TiO2, זהה להלן) ו-1.553 מיליון טון של עפרות טיטניום מיובאות.
