التيتانيوم هو معدن فضي أبيض اللون، ويوجد غالبًا على شكل ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO 2 ) في القشرة الأرضية. نظرًا لقوة التيتانيوم العالية المحددة، ومقاومة التآكل القوية، والتوافق الحيوي الجيد، والمزايا غير المغناطيسية وغيرها، فإنه يستخدم على نطاق واسع في مجال الطيران، وتصنيع السفن، والصناعات الكيماوية، ومركبات النقل، والديكور المعماري، والبناء البحري، والسلع الرياضية، والضروريات اليومية، إلخ. لقد أصبح التيتانيوم تدريجياً مورداً معدنياً هاماً للصناعة الحديثة والتكنولوجيا المتطورة.
لذا، تعالوا وتعلموا المزيد عن معدن التيتانيوم!
1 ما هي مميزات التيتانيوم؟
قوة عالية: التيتانيوم أقوى 1.3 مرة من سبائك الألومنيوم، و1.6 مرة أقوى من سبائك المغنيسيوم، و3.5 مرة أقوى من الفولاذ المقاوم للصدأ. من حيث القوة، التيتانيوم هو البطل بين المواد المعدنية.
كثافة الحرارة العالية: درجة حرارة الخدمة لسبائك التيتانيوم أعلى بعدة مئات من الدرجات من سبائك الألومنيوم، ويمكن أن تعمل لفترة طويلة عند درجة حرارة 450-500 درجة مئوية.
مقاومة جيدة للتآكل: التيتانيوم مقاوم للأحماض والقلويات والتآكل الجوي وتآكل الحفر والتآكل الناتج عن الإجهاد.
أداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة: يمكن لسبائك التيتانيوم TA7 ذات العناصر الخلالية المنخفضة للغاية الحفاظ على درجة معينة من اللدونة عند -253 درجة مئوية.
نشاط كيميائي عالي: عند درجات الحرارة المرتفعة، يكون التيتانيوم نشطًا كيميائيًا للغاية ويسهل التفاعل مع الشوائب الغازية مثل الهيدروجين والأكسجين الموجودة في الهواء لتكوين طبقة صلبة.
الموصلية الحرارية المنخفضة ومعامل المرونة المنخفض: تبلغ الموصلية الحرارية للتيتانيوم حوالي 1/4 من النيكل، و1/5 من الحديد، و1/14 من الألومنيوم. الموصلية الحرارية لسبائك التيتانيوم المختلفة أقل بحوالي 50٪ من التيتانيوم. يبلغ معامل مرونة سبائك التيتانيوم حوالي نصف معامل مرونة الفولاذ.
التوافق الحيوي الجيد: يُعرف التيتانيوم وسبائك التيتانيوم بأنها مواد معدنية خاملة بيولوجيًا، والتي يمكنها مقاومة تآكل الدم بشكل جيد للغاية. وهذا يضمن التوافق الجيد مع الدم البشري وأنسجة الخلايا. الشرط الأساسي لزراعة التيتانيوم وسبائك التيتانيوم هو أنها لا تسبب تلوثًا في جسم الإنسان كزرع.
2 أين يمكن العثور على التيتانيوم؟
يوجد التيتانيوم بشكل رئيسي في الإلمنيت (FeTiO 3 ) والروتيل (TiO 2 ) على شكل ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO 2 ). بالإضافة إلى ذلك، يوجد ثاني أكسيد التيتانيوم أيضًا في بعض المعادن المفيدة مثل الأناتاس والبروكيت والتيتانيوم الأبيض.
وفقا للبيانات الصادرة عن هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS)، فإن الاحتياطيات العالمية من موارد خام التيتانيوم (محسوبة على أنها ثاني أكسيد التيتانيوم) تبلغ حوالي 942 مليون طن. يبلغ احتياطي موارد الإلمنيت 880 مليون طن، وهو ما يمثل 93.43%؛ احتياطيات موارد الروتيل هي 62 مليون طن، وهو ما يمثل 6.58٪. على الرغم من أن احتياطيات موارد الروتيل صغيرة، إلا أن درجة أعلى بكثير من درجة الإلمنيت، خاصة للطلب العالي.
يتم توزيع الإلمنيت بشكل رئيسي في آسيا وأوقيانوسيا وأوروبا. الدول الخمس الأولى التي تمتلك احتياطيات من الإلمنيت هي أستراليا (28.41%)، الصين (26.14%)، الهند (9.66%)، جنوب أفريقيا (7.16%)، كينيا (6.14%). تمثل احتياطيات الإلمنيت في أستراليا والصين أكثر من نصف إجمالي الاحتياطيات العالمية. بالإضافة إلى ذلك، البرازيل (4.89%)، مدغشقر (4.55%)، النرويج (4.20%)، كندا (3.52%)، موزمبيق (1.59%)، أوكرانيا (0.67%)، الولايات المتحدة (0.23%)، فيتنام ( 0.18٪)، وما إلى ذلك هي أيضًا دول مهمة حيث يتم توزيع موارد الإلمنيت.
يتم توزيع الروتيل بشكل رئيسي في أمريكا الشمالية وأفريقيا وآسيا. الدول التي لديها احتياطيات غنية من الروتيل هي الولايات المتحدة (46.77٪)، وكينيا (20.97٪)، وجنوب أفريقيا (13.39٪)، والهند (11.94٪)، وأوكرانيا (4.03٪). موزمبيق (1.42%)، سيراليون (0.97%).
تمثل احتياطيات الروتيل في الولايات المتحدة حوالي نصف احتياطيات الروتيل في العالم، تليها كينيا وجنوب أفريقيا والهند. ويشكل إجمالي احتياطيات الروتيل في هذه الدول الأربع حوالي 90% من إجمالي الاحتياطيات العالمية.
3 إنتاج واستهلاك التيتانيوم
3.1 الموردين الرئيسيين للتيتانيوم
وفقًا للتقرير الصادر في 1 سبتمبر 2021، فإن الموردين الرئيسيين للمواد الخام لخام التيتانيوم هم:
- ريو تينتو
- ترونوكس
- موارد كينمير
- مجموعة Pangang الفاناديوم والتيتانيوم والموارد
- مجموعة لومون مليارات
- موارد إيلوكا
- شركة الأتربة النادرة الهندية المحدودة
- الموارد الأساسية
- تيزير المحدودة
- مجموعة تشونغتشينغ للحديد والصلب
- كرونوس
- المعادن VV
- مدافع المجموعة
3.2 كبار المنتجين والمصدرين لخام التيتانيوم
المنتجون الرئيسيون للإلمنيت هم كندا والصين وأستراليا وموزمبيق وجنوب أفريقيا والهند. ويمثل الناتج السنوي لهذه الدول حوالي 70.37% من إجمالي الناتج. وشكلت البلدان الأخرى (بما في ذلك كينيا والسنغال وأوكرانيا والنرويج وفيتنام والولايات المتحدة ومدغشقر والبرازيل وسريلانكا وغيرها) حوالي 29.63٪.
دول التوريد الرئيسية للروتيل هي أستراليا وسيراليون وجنوب أفريقيا وأوكرانيا وكينيا. وتمثل هذه الدول حوالي 94.67% من الناتج السنوي. أكبر منتج للروتيل في العالم هو أستراليا، والتي تمثل ما يقرب من نصف الإنتاج العالمي.
3.3 الصناعات الرئيسية والدول التي تستهلك التيتانيوم
يتم استخدام معظم خام الحديدوتيتانيوم لصنع مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم العادي (صبغة TiO 2 ). على المستوى الدولي، الصناعات الرئيسية التي تستهلك ثاني أكسيد التيتانيوم هي الطلاءات وصناعة الورق والمطاط وما إلى ذلك، والتي لا تزال صناعة الطلاء تمثل أكثر من نصف إجمالي استهلاك ثاني أكسيد التيتانيوم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم في السيراميك ومستحضرات التجميل وما إلى ذلك.
مناطق الاستهلاك الرئيسية لموارد خام التيتانيوم هي الصين والولايات المتحدة وروسيا والدول الأوروبية واليابان والأسواق الناشئة.
المنتجات النهائية للتيتانيوم الإسفنجي هي بشكل أساسي معادن التيتانيوم وسبائك التيتانيوم. مجالات التطبيق الرئيسية هي الطيران وتصنيع السفن والحفريات الكيميائية والنقل والأسلحة والهندسة البحرية والطاقة الكهربائية والبناء والمعادن والعلاج الطبي والآلات الرياضية والضروريات اليومية والصناعات الخفيفة.الدول المستهلكة الرئيسية للتيتانيوم الإسفنجي هي روسيا والولايات المتحدة واليابان والصين. تُستخدم معظم المواد المعالجة بالتيتانيوم في الولايات المتحدة وروسيا في مجال الطيران. على العكس من ذلك، تطبق اليابان والصين معظمها على الصناعة الكيميائية والصناعة المدنية العامة والصناعات المتعلقة بمعيشة الناس.
4 سلسلة التوريد الصناعية التيتانيوم
- 1. يمكن الحصول على مركزات التيتانيوم من المعادن الخام مثل خام الحديد والتيتانيوم والروتيل بعد معالجتها بطرق التنقية مثل الإثراء.
- 2. تتم تنقية مركز التيتانيوم بشكل إضافي لإنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم عالي النقاء، والذي يستخدم معظمه في صناعة ثاني أكسيد التيتانيوم.
- 3. يخضع ثاني أكسيد التيتانيوم لسلسلة من العمليات مثل الأكسدة والاختزال لتوليد رابع كلوريد التيتانيوم. يمكن لرباعي كلوريد التيتانيوم إنتاج إسفنجة التيتانيوم.
- 4. تتم معالجة التيتانيوم الإسفنجي عن طريق الصهر والصب لإنتاج سبائك التيتانيوم ذات بنية بلورية أكثر إحكامًا، والتي تستخدم لإنتاج معادن التيتانيوم وسبائك التيتانيوم المختلفة.
5 منتجات التيتانيوم
هناك أكثر من عشرة أنواع من منتجات التيتانيوم مثل مركز التيتانيوم، خبث التيتانيوم العالي، الروتيل الطبيعي، الروتيل الاصطناعي، خبث التيتانيوم (الخبث الحمضي، خبث الكلوريد)، رابع كلوريد التيتانيوم، ثاني أكسيد التيتانيوم (ثاني أكسيد التيتانيوم أناتاز وثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل)، التيتانيوم الإسفنجي، ومواد التيتانيوم (سبائك)، ومشتقات التيتانيوم.
منتجات التيتانيوم الرئيسية هي مركز التيتانيوم، وخبث التيتانيوم، وثاني أكسيد التيتانيوم، وإسفنجة التيتانيوم، ومواد سبائك التيتانيوم.5.1 صبغة ثاني أكسيد التيتانيوم- TiO2
ثاني أكسيد التيتانيوم هو صبغة بيضاء مهمة. يتم استخدامه بشكل رئيسي في الصناعات الكيميائية مثل الطلاء والبلاستيك وصناعة الورق والألياف الكيماوية والمطاط والحبر.
هناك نوعان من صبغة التيتانيوم، ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل (النوع R) وثاني أكسيد التيتانيوم الأناتاسي (النوع A). بشكل عام، النوع R مخصص لصناعة الطلاء، والنوع A مخصص لصناعة الورق والألياف الكيميائية.
5.2 التيتانيوم الإسفنجي
خام الروتيل هو المصدر الرئيسي للتيتانيوم الإسفنجي. يوجد أيضًا جزء صغير من الإلمنيت الذي يتم تنقيته وتحويله إلى روتيل صناعي ومن ثم تحويله إلى تيتانيوم إسفنجي.
إسفنجة التيتانيوم هي المادة الخام لإنتاج معادن التيتانيوم وسبائك التيتانيوم. إنه خفيف وصلب وله شكل قرص العسل فضفاض. لذلك، لا يمكن تطبيق التيتانيوم الإسفنجي مباشرة على إنتاج منتجات التيتانيوم. ويجب صهره عند درجة حرارة عالية وتحويله إلى سبيكة تيتانيوم كثيفة.
5.3 سبائك التيتانيوم
تتم معالجة سبائك التيتانيوم إلى ألواح تيتانيوم، وأنابيب تيتانيوم، وقضبان تيتانيوم، وأسلاك تيتانيوم عن طريق الطرق، والدرفلة، والبثق وطرق التشكيل الأخرى. لا يمكن لطرق القولبة إعداد معدن التيتانيوم إلى الشكل المطلوب فحسب، بل يمكنها أيضًا تحسين أدائه.
في الوقت الحاضر، أربع دول فقط في العالم، الولايات المتحدة وروسيا واليابان والصين، أتقنت تكنولوجيا إنتاج السلسلة الصناعية الكاملة للتيتانيوم. وبالمقارنة مع الدول الثلاث الأخرى، فإن تكنولوجيا الإنتاج في الصين منخفضة نسبيا.
6 ما هو سعر التيتانيوم؟
أسعار مواد التيتانيوم في الصين
| منتجات | متوسط السعر في يوليو 2021 | متوسط السعر في أغسطس 2021 | شهر على شهر | متوسط السعر في أغسطس 2020 | على أساس سنوي |
| خام التيتانيوم المحلي | ¥2176.5/طن | ¥2139/ر | -1.73% | ¥1280/طن | 67.11% |
| خام التيتانيوم المستورد | 339.0 دولار/طن | 358.5 دولار/ للطن | 5.75% | 250 دولاراً للطن | 47.40% |
| خبث التيتانيوم | 6708.75 ين ياباني/طن | 6612.75 ين ياباني/طن | -1.43% | ¥4733.75/طن | 39.69% |
| رابع كلوريد التيتانيوم ( TiCl4 ) | النحاس 4 SO 4 (أوه) 6 | ¥7800/طن | ¥7800/طن | 0.00% | 6050 ين/طن |
| الروتيل ثاني أكسيد التيتانيوم | ¥20101.5/ر | ¥19901.25/طن | -0.10% | ¥13050/طن | 52.5% |
| أناتاس ثاني أكسيد التيتانيوم | ¥18274.5/طن | ¥18132.75/طن | -0.78% | ¥11000/طن | 64.84% |
| اسفنج تيتانيوم | 68900 ين/طن | 68900 ين/طن | 0.00% | ¥51000/طن | 35.10% |
المصدر:toododu.com
أسعار مواد التيتانيوم في الولايات المتحدة
| يركز | 2020 الربع الأول | الربع الثاني 2020 | الربع ثلاثي الأبعاد 2020 | 2020 الربع الرابع | 2021 الربع الأول | |
| إلمينيت، CIF، الصين 1 | دولار للطن المتري | 210-230 | 210-230 | 230-250 | 230-250 | 260-270 |
| خبث التيتانيوم، استيراد 2 | ||||||
| كندا | يفعل. | غير متوفر | 990 | 1,090 | 1,010 | 1,100 |
| النرويج | يفعل. | غير متوفر | 800 | 800 | 790 | غير متوفر |
| جنوب أفريقيا | يفعل. | 640 | 590 | 590 | 540 | 510 |
| الروتيل الطبيعي: 1 | ||||||
| معبأة، فوب الموانئ الأسترالية | يفعل. | 1300-1350 | 1300-1350 | 1300-1350 | 1300-1350 | 1300-1400 |
| السائبة، فوب الموانئ الأسترالية | يفعل. | 1150-1200 | 1150-1200 | 1150-1200 | 1150-1200 | 1200-1300 |
| معدن: | ||||||
| معدن اسفنجي ياباني وارد 2 | دولار للكيلوغرام الواحد | 10.20 | 10.30 ص | 11.30 | 11.50 | 11.10 |
| منتجات مطحنة التيتانيوم | مؤشر أسعار المنتجين 3 | 173 | 171 | 173 | 171 | 168 |
| خردة التيتانيوم، الخراطة، غير المعالجة (Ti-6Al-4V) 4 | دولار للرطل الواحد | 0.85-0.90 | 0.85-0.90 | 0.85-0.90 | 1.00-1.10 | 1.50-1.90 |
| الحديدوتيتانيوم، 70% (الحد الأقصى 4.5% Al) لكل رطل Ti4 | يفعل. | 2.90-3.10 | 2.20-2.25 | 2.20-2.25 | 3.00-3.30 | 4.00-4.30 |
| الصباغ، الصباغ ثاني أكسيد التيتانيوم، استيراد 2 | دولار | 2,790 | 2,660 | 2,690 | 2,650 | 2,740 |
ص المنقحة. يفعل. كما سبق. غير متوفر
1 المصدر: فاستماركيتس آي إم.
2 قيمة الوحدة على أساس واردات الولايات المتحدة المدفوعة الرسوم للاستهلاك.
3 يونيو 1982 = 100. المصدر: وزارة العمل الأمريكية، مكتب إحصاءات العمل.
4 المصدر: أسبوع ستاندرد آند بورز للمعادن العالمية.
مع تطور العلوم والتكنولوجيا، تم اكتشاف المزيد من خصائص التيتانيوم واستخدامها. ولذلك، فإن الطلب على التيتانيوم في العديد من الصناعات مثل صناعة الطيران والصناعة الطبية نما بسرعة.
يتمتع سوق التيتانيوم بمستقبل مشرق، وأنت بالتأكيد تريد المشاركة فيه. وفي الوقت نفسه قد تتساءل عن كيفية معالجة موارد خام التيتانيوم التي يصعب العثور عليها؟
لا تقلق، المقالة التالية سوف توضح بالتفصيل عملية التكسير والغربلة وعملية إثراء موارد خام التيتانيوم.
