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《中国矿业》矿业综述:全球钛资源形势分析

来源:中国矿业杂志 作者:孙仁斌 王秋舒 人气: 发布时间:2019-06-27 21:05:07

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金属钛作为重要工业战略资源,广泛应用于航空、航天、石油、化工、电力等领域,被称为“现代金属”“太空金属”和“战略金属”,是现代工业和尖端科技不可或缺的金属原料。中国钛矿资源丰富,但多为伴生矿,品位不高,钛精矿进口量呈逐年上升趋势,目前钛精矿对外依存度超过了30%。因此,加强全球钛矿资源分布规律研究,实施钛矿资源全球配置战略是保证中国钛矿资源可持续供给的重要途径。

一、钛矿资源概况

1.1 钛矿床类型

全球钛矿床按成因可分为岩浆型矿床、沉积矿床、风化矿床、变质成因矿床和变质改造矿床5个大类,根据围岩、原岩和成矿机制的不同可进一步划分为11个小类(表1)。

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表1 全球钛矿床类型划分方案

1.2 全球钛矿资源分布特点

目前,全球开发利用的钛矿资源主要为钛铁矿、金红石,以钛铁矿为主。据美国地质调查局(USGS)统计,钛铁矿约占世界钛矿石消费量的89%,截至2017年底,全球钛矿资源量已超过20亿t(TiO2当量计),储量9.34亿t,其中钛铁矿储量为8.73亿t,约占93.47%(表2)。除南极洲外,其余六大洲均有丰富的钛矿资源,涉及29个国家。澳大利亚钛储量居世界第一位,其次为中国、印度、南非、肯尼亚、巴西、马达加斯加、挪威、加拿大、莫桑比克、乌克兰、美国、越南和塞拉利昂,上述14个国家钛储量约占世界总储量的97%。

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表2 世界主要钛矿资源国家储量统计表(TiO2当量计)

由表2可知,排名前五的钛矿资源国家探明储量占全球总储量的78%。全球有文献资料记录的钛矿床(含钛铁矿和金红石)共143个,其中,大洋洲13个,约占9%;亚洲41个,约占29%;非洲37个,约占26%;北美洲21个,约占15%;欧洲19个,约占13%;南美洲12个,约占8%(图1)。

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图1 全球钛矿床分布图

1.3 中国钛矿资源分布特点

我国资源总量丰富,根据原国土资源部《中国矿产资源报告2018》,2017年钛矿查明资源储量8.19亿t(TiO2)。但优质钛矿资源金红石查明资源储量很少,金红石资源仅占查明资源储量的2%,且金红石绝大部分为低品位的原生矿,其储量占全国金红石资源的86%,砂矿仅为14%。在查明的钛资源储量中,钛铁矿约占98%。其中钛铁矿资源又以原生钛(磁)铁矿为主,原生钛(磁)铁矿约占钛铁矿查明资源储量的92%,钛铁矿砂矿约占8%。

全国共探明钛矿床142个,分布于20个省(区),主要产地为四川、河北、海南、湖北、广东、广西、山西、山东、陕西、河南等省(区)。其中,钛矿查明资源储量绝大部分分布在四川和河北,合计查明资源储量65 520.67万t(TiO2含量),占全国钛矿查明资源储量总量的92.0%。

二、钛矿资源的勘查开发

2.1 重要资源国的勘查开发现状

2.1.1 澳大利亚

澳大利亚是世界最大的钛生产国和出口国,储量居世界首位。钛矿以外生沉积海滨砂型为主,主要分布在澳大利亚的东西海岸。澳大利亚西海岸的金红石矿床位于巴谢尔顿到埃巴尼以北(1 300 km)的斯万(Swan)滨海平原上和巴谢尔顿以南160 km的斯科特(Scott)滨海平原上。重矿物富集物沉积在下伏中生代基岩的浪蚀地台中,在更新世时期因海退和海岸线升高而生成了矿床。西海岸带砂矿重矿物的总蕴藏量在5 900万t以上,其中有许多大型钛铁矿砂矿。澳大利亚东海岸的重矿物矿床南起新南威尔士州的肖尔黑文河口,沿海岸线北到昆士兰州的开普克林顿,全长约1 700 km。矿床类型以现代及古老海岸线的海滨砂型重矿物砂为主,其中少部分风化矿床也是沿着海滨砂和海岸砂丘的隆起处,以及海岸线靠近内陆的海侵砂丘系分布。这些矿床多形成于上新世的末期,或更新世的初期至现代。金红石储量约610万t。

由于澳大利亚的钛矿资源主要位于或靠近海岸,国家土地分配的其他用途导致澳大利亚约有19%的钛铁矿和26%的金红石资源是不可用的,可开采的矿床主要分布在东西海岸和中部的莫里盆地。2017年,澳大利亚共生产钛铁矿90万t、金红石45万t,大部分金红石用于出口,51%的钛铁矿也用于出口,其余的用于深加工生产合成金红石。

2.1.2 印度

印度钛矿储量丰富,品位高,主要分布在喀拉拉邦和泰米尔纳德邦,主要成矿类型为外生沉积海滨砂型。印度的重矿物砂矿床位于西部海岸,喀拉拉邦半岛顶端和奥里萨邦的东部海岸,矿床多形成于第四纪,以波浪作用生成的砂矿床为主。沿海地带的重矿物主要由钛铁矿、白钛石、金红石、锆石、硅线石、石榴石和独居石等组成,其中钛铁矿和金红石为主要矿物。至目前为止,由孟买原子能公司(Department of Atomic Energy,Mumbai)对泰米尔纳德邦和西孟加拉地区约128.92 km2区域进行的调查表明,区内钛铁矿资源量大致在461万~520万t之间。印度钛加工工业相对落后,近年来,印度政府大力扶持钛业发展,引进外资。其中,奥地利Stork Handelsgesmb H与印度安得拉邦矿业发展公司(APMDC)合作在斯里加古兰地区开采钛矿,该项目前3年的钛铁矿年产量为25万t,第4年起50万t。同时,由喀拉拉矿物与金属有限公司(KMML)主建,耗资17亿卢比的印度海绵钛工厂已于2010年完工,印度已经成为了全球第五大钛金属制造商。

2.1.3 南非

南非有各种类型的大型钛矿石资源,以外生沉积海滨砂矿为主,主要位于东海岸东伦敦和莫桑比克边界线之间965 km的地带。其中含重矿物2%~25%,平均含量是9%。东海岸钛铁矿矿床品位比较低,TiO2平均含量是4.8%,金红石TiO2含量约为91%,理查兹湾TiO2含量高达93.5%。南非理查兹湾重砂矿物钛铁矿锆石矿床位于理查兹湾北部夸夸祖鲁-纳塔尔省的17 km的狭长海岸线上,覆盖了Mzigazi湖和Nhlabane之间的大部分区域,估计资源量为77 000万t,重矿物含量约为13.8%,其中钛含量5.86%(钛铁矿+金红石)。力拓(RioTinto)2008年发布的钛矿石储量为:证实储量+概略储量为2 420万t(TiO2)。

2.1.4 巴西

巴西拥有大量钛矿资源,主要成矿类型为外生沉积海滨砂型和风化碱性岩型,大型矿床主要分布于巴西东部。海滨砂型矿床从里约热内卢州东北角向北延伸进圣埃斯皮力图州,直到多西河北部,总长度约有160 km,重砂矿物多呈带状产出,主要矿物组合为钛铁矿、独居石、锆石、金红石等。风化碱性岩型矿床主要位于巴西的中南部的Tapira、Salltre和CatalaoI矿床,三个矿床的含钛矿物均为锐钛矿,锐钛矿资源量可达3亿t,矿石含TiO2高达20%;其中Tapira矿床规模最大,位于米纳斯吉拉斯州,距贝洛奥里臧特约400 km。

2.1.5 马达加斯加

马达加斯加拥有大量外生沉积海滨砂型钛矿床,主要分布在其南岸的托拉纳罗(Tolagnaro)区域内。其中规模最大储量最丰富的矿床为Ranobe矿床,该矿床位于马达加斯加西南部图利亚拉港口往北约40 km处,矿化带长约16 km,宽1~2 km,估计矿产资源量在95 900万t左右,矿石储量16 100万t,是目前世界上规模最大的砂矿床。其中托拉纳罗(Tolagnaro)矿床已由力拓(Rio Tinto)的子公司TITANE作为待开发项目进行投资与环境的评估。

2.1.6 挪威

挪威拥有钛矿矿床或矿点约300个,规模较大的钛铁矿矿床主要分布于挪威南部的斯塔万格斜长岩地区,但矿石品位较低。Tellnes钛铁矿矿床是这一地区最重要的钛矿矿床,每年钛矿产量约占世界总产量的6%~7%,其矿石储量达到5 700万t(含TiO2),占世界总储量的12%左右,目前该矿山由挪威克罗诺斯(Kronos)公司经营。挪威的埃格松地区,富含的大量低品位的钛铁矿-磷灰石-磁铁矿,可能成为未来具有经济前景的重要钛资源,目前这些地区还在进一步调查中。

2.1.7 莫桑比克

莫桑比克的钛资源主要集中在该国中南部的Moma矿床中,距楠普拉城160 km处。该矿区含钛矿物为钛铁矿、金红石、锆石,Moma砂矿床主要由中细粒粉砂和黏土组成,矿化成分主要包括85%钛铁矿、5%锆石和2%金红石,另外还包含少量独居石、十字石和石英。截至2011年12月末,已探明储量:钛铁矿约2 600万t,锆石矿180万t,金红石矿55万t。目前,Moma项目由爱尔兰肯梅尔(Kenmare)公司经营。

2.1.8 塞拉利昂

塞拉利昂盛产高品位的天然金红石矿,且矿产资源量超过840万t。塞拉利昂的金红石矿区大部分位于塞拉利昂南部沿海平原的帝国主义山附近,离首都约135 km的距离,矿区总面积约1 000 km2。矿区内拥有20个储量级别较高的矿床,其中有四个矿床世界闻名,分别是Gbangbama矿床、Sembehun矿床、Rotifunk矿床和Kambia矿床。大部分矿床形成于Gbangbama山脉之中,以及沿岸潮汐低平地带。

2.2 全球主要钛矿原材料供应商及主要矿山项目

2017年全球钛矿原材料产量为708万t(以TiO2当量计),其中前十大供应商产量约占全球总供应量的79%,前六大供应商垄断了超过60%的市场份额(表3),其中,力拓(Rio Tinto)、伊鲁卡(Iluka)和特诺(Tronox)分别控制了加拿大、澳大利亚、南非主要的钛矿资源和原料供应。目前,中国虽然存在众多中小型钛矿原材料生产企业,但还没有能跻身全球前十位的企业,且产量和质量上都不能满足国内下游企业对钛原料的需求,每年仍需要从越南、澳大利亚等国进口大量的高品质钛原料。

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表3 全球主要钛矿原材料供应商情况

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