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最近，国产大飞机的各种利好可谓是铺天盖地席卷资本市场。

有报道称，1月28日，全球首架C919国产客机从上海虹桥飞往江西南昌昌北国际机场，完成了癸卯兔年的首次飞行，预计今年3月C919国产客机有望开始载客。C919是中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，拥有着满满的黑科技，这其中就包括钛合金。

C919飞机上的钛合金用量，达到机身结构重量的9.3%，远超过同级别中波音 737的4%和空客A320的4.5%。C919的自重约42吨，这就意味着，一架C919上就使用了近4吨的钛合金。

01

钛历史

说起钛的发现，要从1791年讲起。

当时英国有个业余矿物学家，名叫格雷戈尔，有一次他在散步的时候，发现在小溪旁竟然有一些黑色的沙子，而且那些沙还会被磁铁吸引。

当时他就觉得非常稀奇，于是把它们带到了实验室，经过一番研究后发现，这些沙子里面有两种金属氧化物；一种是氧化铁，另外一种是他无法辨识的白色金属氧化物。

尽管他查阅了很多书籍，但依然无法找到答案。

4年后，也就是1795年，普鲁士化学家克拉普罗特，在匈牙利的金红石中也发现到这种氧化物。

他觉得这应该是一种新元素，于是就以希腊神话中的泰坦（Titans）为其命名，也就是我们常说的钛。

但是这种并不是纯钛，而是钛的氧化物，想要得到金属钛并不是一件容易的事，不仅非常的耗时耗力，而且价格还非常昂贵。

直到1910年，情况才发生了变化。

当时美国一个名叫马修亨特的哥们，对技术十分钻研，为了解决一个难题需要生产钛，但如何操作一时半会也不知道怎么弄好。

于是他天天带着一个大罐子到处做实验，有一次将四氯化钛和钠放到一起，并加热到700-800摄氏度。

神奇的一幕出现，最终得到了纯度为99.9%的纯钛，但仅仅只有1克，而且还是实验室阶段。

又过了几十年，科学家威廉克罗尔改良了马修亨特的实验，使用更加便宜的镁来还原钛，可以得到几十公斤的纯钛。

到了二战结束的时候，随着科技的不断发展，人们想要造出一些非常坚固同时又轻巧的飞行器，但是用什么材料好呢？

在一顿寻找操作后，最终科学家们把目光转移到克罗尔所弄的钛上面。

钛的优点太多了，不仅质量轻强度又高，而且还耐高温。但另外一个问题来了，是使用纯钛好，还是使用钛合金好呢？

纯钛是一种银白色金属，通常含钛量在99%以上，其余为一些杂质。

而钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金，如铝、镍、铬、铜等。通过这些元素的加持，最终能获得更高的强度、耐蚀性和抗高温性能。

这么看来，钛合金确实比纯钛好，因此也被各种飞行器所采用。

比如美国著名的SR71黑鸟侦察机，93%机身使用了钛合金后，速度可达到3马赫，曾数千次侦察他国情报，让上百枚地空导弹成为空弹，却从未被击落。

02

“未来金属”

钛因其优良特性而被誉为“未来金属”。钛是一种银灰色的过渡金属，最 常见的化合物为二氧化钛（钛白 粉）。钛在常温下会迅速形成一层致密的 氧化膜，这让它具有良好的抗腐蚀能力，常温下几乎不与酸、碱、氯化 物发生反应。钛的熔点高达 1660℃，这让其具有良好的耐高温属性，在 高温也能保持一定的强度。钛在具有高强度的同时密度仅有 4.54g/cm3， 因此它的比强度高于多数其他金属结构材料。钛是安全无毒的金属，生 理上对人体几乎都是惰性的，因此其具有良好的生物相容性。钛具有诸 多的良好属性使其具有广泛的应用前景。

目前大规模工业生产钛的方式为 Kroll法。钛的冶炼方式主要为金属热 还原法和熔盐电解两种。金属热还原法指利用还原性较强的金属来还原 钛氧化物、钛氯化物等来制备金属钛；熔盐电解法是以碱金属的氯化物 作为电解质，以含钛化合物为原料通电进行电解制备金属钛。目前工业 上主要使用金属热还原法，主要有镁热还原法(Kroll 法)和钠热还原法 ( Hunter 法、Armstrony 法)两类。镁热还原法为 20 世纪 40 年代 Kroll 发 明，1948 年美国杜邦公司开始使用这种方法生产海绵钛。20 世纪中期 Hunter 工艺开始进行商业化生产，Hunter 法生产的钛纯度要高于 Kroll 法，但成本更高。由于钠热还原法成本较高，目前工业上广泛使用为 Kroll 法。

钛产品主要应用于化工、航空等多个领域。钛的应用分为化工和金属两 条路径，化工路径最终产品为钛白 粉，金属路径最终产品为各类钛材。根据中国化工制造网，全球 90%的钛被用来生产钛白 粉，钛白 粉可以提 供优异的白度、遮盖和耐候性，因此其作为白色无机颜料被广泛应用于 涂料、塑料、造纸、油墨、化纤等行业。钛材包含钛及钛合金，其中钛 合金是以钛为基含有其他合金元素和杂质的合金。合金元素的添加具有 提高钛合金的弹性模量、热强度，以及改善合金的加工塑性、降低变形 抗力等效果。根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会，2021 年我国钛材 的消费主要集中在化工、航空航天、电力、冶金、医药等领域。

我国钛产业处于成长期。产业的生命周期一般分为导入期、成长期、成 熟期和衰退期，其中成长期的行业市场增长率和需求增长率都较快，行 业商业模式、技术也趋于稳定，行业壁垒逐渐建立。海绵钛是钛及钛合 金的主要原料，其产量可以反映钛及钛合金的市场趋势。20 世纪末我国 海绵钛产量较低，钛金应用范围偏窄，行业处于导入期。从 2005 年开 始，伴随我国大化工的发展，我国对钛金属的需求快速上升，海绵钛产 量快速增长。2016 年后，随着行业需求的高端化，行业内企业逐渐转型 升级，行业资源、技术、资金等壁垒逐渐形成。结合海外经验看，我国 钛材在航空航天领域的应用仍将持续上升，未来钛金属的市场仍有望进 一步扩大，钛产业将持续成长。

03

我国钛铁矿资源全球领先

我国钛铁矿的储量高、品位低。钛在地球上的储量十分丰富，根据美国 地质调查局（USGS）2021 年公布的数据，全球锐钛矿、钛铁矿和金红 石的资源总量超过 20 亿吨，其中锐钛矿和金红石的 TiO2 含量较高，钛 铁矿含量较少。全球钛铁矿储量前三名的国家为中国、澳大利亚、印度，储量分别为 2.3、1.5、0.85 亿吨；金红石储量前三名分别为澳大利亚、 印度、南非共和国，储量分别为 92700、740、680 万吨。我国钛矿中原 生钛（磁）铁矿占比 92%，主要集中在四川（89%）、湖北（3%）、山东 （3%）地区；其次是钛铁砂矿，占比 7%；金红石占比最少，只有 1%。中国钛铁矿平均品位一般为 5%～10%，与国外相比品位普遍偏低。俄罗 斯钛铁矿的品位一般在 5%～15%，加拿大乌尔宾钛矿床含钛的钒钛磁铁 矿的平均品位 10%，美国散弗德湖钛磁铁矿的品位在 9.5%～30%。

我国攀西地区多数选矿厂采用“两段强磁+浮选”流程生产钛精矿。国内 钛精矿主要由攀西地区的钒钛磁铁矿采选企业供应，钒钛铁矿首先经过 磁选出铁精矿，得到的尾矿作为选钛原料，使用斜板浓密机分为粗粒级 和细粒级，对于粗粒级进行除铁-强磁粗选-筛分-磨矿除铁-强磁精选-强 磁扫选-浮选的流程；对于细粒级采用除铁-强磁粗选-强磁扫选-除铁-强 磁精选-强磁扫选-浮选的流程，最终得到钛精矿。攀西地区的钛精矿含 钙、镁、硅等杂质的含量高，会增大氯化过程中氯气的消耗、产生大量 废盐和泥浆，因此需要经过进一步提质才能成为沸腾氯化用钛原料的要 求。选矿技术不断进步，回收率有望进一步提高。根据安宁股份股票招股书， 公司经过多年持续技术研发投入，大幅提高了钒钛磁铁矿的钛金属的回 收率，从 2007 年到 2019 年，公司的钛铁比从 10%提升到 36%。根据《攀 枝花选钛厂提高钛精矿回收率的探索》和《攀西钒钛磁铁矿采选生产技 术现状与转型升级策略》，攀枝花选钛厂的钛精矿回收率从 20 世纪末的 20%提升到现在的 30%-45%，其中大中型选厂的回收率为 35%-45%，中 小型选厂回收率 28%-38%。预期随着小规模选厂的兼并，行业资源综合 利用率将会进一步提升，成本进一步下降。

国内钛精矿价格主要参考四川攀枝花及云南地区，进口钛精矿价格主要 参考澳洲、莫桑比克矿价格。根据百川盈孚，国内钛精矿的主要报价来 源为攀枝花、四川攀钢、安宁铁钛、云南、海南澳矿等；进口的钛精矿 主要参考价格有澳大利亚、肯尼亚、莫桑比克等的价格。

税费：钛精矿涉及资源税、增值税等税费。根据《中华人民共和国资源 税法》，铁、锰、铬、钒钛属于黑色金属，其原矿或选矿的税率为 1%-9%， 对于四川地区，根据《四川省人民政府关于全面实施资源税改革的通知》 的规定，资源税按钒钛铁精矿出厂不含税的销售额计征，税率为 4%。根 据财政部、国家税务总局《关于金属矿、非金属矿采选产品增值税税率》 的通知，金属矿采选产品的增值税税率由 13%恢复到 17%。

04

过剩的更过剩，不足的更不足

然而并不是所有的钛合金都是高端产品。

衡量一个国家钛工业规模有两个重要指标：海绵钛产量和钛材产量，其中海绵钛产量反映的是原料生产能力，钛材产量反映的是深加工能力。下图展示了中国钛材的产量变化。中国的钛合金行业从21世纪初就迎来了快速发展，并在2010年左右迎来了过剩，彼时行业的产能利用率仅一半左右，行业用了5-7年的时间来消化过剩产能。

中国钛材的产量变化

事实上，虽然名为“现代金属”，但钛元素的使用由来已久，且已经深入我们的生活，比如人造骨骼、不锈钢、眼镜等。从某种意义上讲，钛材，特别是中低端钛材，已经不是高科技，而是周期品。目前，我国钛材行业呈现结构性产能过剩，主要为民用中低端钛材产能过剩，航空航天用高端钛材存在供应缺口。下图展示了2021 年我国钛合金在不同领域中的应用比例，用于化工的钛材占比约一半，用于航空航天的高端钛材仅占18%，中低端钛合金并无太高技术壁垒。

从某种意义上说，因为10年前钛产业的过剩发展带来了钛材的价格低迷，这为下游寻找性价比的替代用材创造了条件，加上钛的优异性能，自然为拓宽应用领域奠定了基础，这也是最近几年市场需求逐步增长的主要原因。而当前，产能的快速增长又开始透支钛合金行业未来的需求增长。

相反，航空航天等领域由于存在资质壁垒、行业经验壁垒、技术壁垒，进入行业的难度极大。国内军工产品认证以及商用航空产品适航认证周期较长，一般约三至五年。另外，钛材属于难加工材料，加工条件苛刻，相关公司还必须具备完整的真空熔炼、精密锻造、机械加工和表面处理能力，使用“十年磨一剑”来形容，一点都不过分。当前我国处于军用飞机升级换代大周期。歼20、运20、直20等军机放量，C919步入全面商用的前夜，然而能生产的公司就那么几家，寻常钛合金公司完全没有参与的可能性，高端钛合金将会更加供不应求。

近两年来，中低端钛合金行业钛焊管、熔炼炉、EB炉项目进入快速投建期，这个势头不亚于2005年-2008年钛合金的“火热”势头。同时，钛材锻造和加工行业也开始了新一轮的产能建设。钛合金行业又将出现冰火两重天。

05

海绵钛可能更早感受到过剩

海绵钛是钛合金的主要原材料。2021年，全球海绵钛产量约21万吨，中国是最大的生产国，也是最大的消费国，占比58.5%，进口长期多于出口。

历史上，海绵钛也经历了和钛合金相似的疯狂和过剩。2006年1月，海绵钛价格达到了20万元/吨，高企的海绵钛价格带来了海绵钛投资热。然而好景不长，2012年海绵钛产能达到峰值，约14.85万吨，当年产量8.15万吨，表观开工率仅为54.8%，产能严重过剩，海绵钛的价格也跌到了不足5万元/吨，行业到2019年左右才恢复元气。

以史为鉴是一件很难的事情。

近几年，海绵钛的价格有所回升，最高达到了8万元/吨，行业又开始了新一轮的产能扩张。钛工业的相关公司也纷纷跑步入场。据统计，海绵钛产能将先期形成35-40万吨。当下海绵钛的实际产能在18万-20万吨，也就是说未来5年，海绵钛产能可能将增长一倍以上。由于海绵钛和钛合金相比，技术壁垒更低，同质化更高，因此可能会更早地感受到寒冬。

来源：52赫兹实验室， 星空财富，未来智库

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