Производство диоксида титана — перспективный путь развития, о котором все забыли

Развитие титановой отрасли как одного из самых перспективных направлений развития экономики действительно может довольно быстро вывести Украину в число развитых стран. Впрочем, обычно обсуждения этой темы касаются металлического титана, в то же время производство другого продукта отрасли — диоксида титана не менее перспективно, а по отдельным показателям даже более выгодно.

Диоксид титана как белый пигмент широко используется в целлюлозной, лакокрасочной и автомобильной промышленности, в производстве синтетических волокон, резиновых изделий, пластмасс, термостойкого и оптического стекла, белой эмали, керамических диэлектриков и т.д. Это вне сомнения один из самых используемых материалов в мире. Если рассматривать весь рынок титановой продукции, то доля диоксида титана в нем составляет 90–95%. В 2021 году мировой рынок диоксида титана оценивался в 20,9 млрд долл. и к 2026-му должен вырасти до 27,9 млрд.

Украина является одной из шести стран мира с месторождениями титановых руд, причем наши залежи — это около 20% мировых запасов. Но страна очень неэффективно использует свое уникальное положение в мире, торгуя преимущественно сырьем с мизерной добавленной стоимостью. Необходимые инвестиции для производства диоксида титана значительно меньше, чем для других направлений, включая металлический титан, поскольку затраты на получение единицы диоксида титана невысоки и не требуют создания крупных инфраструктурных объектов. Следовательно, сроки создания производств небольшие, к тому же при наличии собственного сырья существует быстрая возможность реализации замкнутого цикла производства — от добывания сырья до получения конечной продукции в виде лаков, красок, косметических препаратов и стройматериалов.

Мировой рынок

Специфика рынка диоксида титана — в высокой концентрации производителей. На семь крупнейших производителей приходится 56% мирового объема. Еще 36% вырабатывают 50 компаний в КНР. При этом на Китай же приходится треть мирового потребления.

Наибольшие экспортеры диоксида титана в 2021 году, по данным Всемирного банка:

• КНР (182,3 млн долл., 75,9 тыс. т);
• Германия (139,4 млн долл., 35,7 тыс. т);
• Япония (85,1 млн долл., 19,2 тыс. т);
• Франция (70,5 млн долл., 14,6 тыс. т);
• Индия (52,9 млн долл., 45,5 тыс. т).

Крупнейшие импортеры:

• Европейский Союз (126,2 млн долл., 45,7 тыс. т);
• Германия (117,8 млн долл., 33,5 тыс. т);
• США (82,2 млн долл.);
• Бразилия (54,6 млн долл., 19,8 тыс. т);
• Вьетнам (46,3 млн долл., 14,4 тыс. т).

Более 59% мирового потребления приходится на производителей красок и покрытий, 20 — на производителей пластмасс, 14% — на целлюлозно-бумажные производства. Но активно увеличиваются и другие потребительские ниши. Например, наночастицы диоксида титана широко используются в фотоэлектрических системах, включая солнечные элементы, производство которых увеличивается. Также перспективно использование диоксида титана как модификатора для создания экологических строительных материалов: экобетонов и экокрасок. Эта абсолютно новая перспектива применения может существенно увеличить мировой спрос и потребует наращивания объемов производства диоксида титана.

Украинские реалии

Сейчас в мире используют два основных способа получения диоксида титана: сульфатный и хлорный. Эти технологии были разработаны и внедрены еще в послевоенные годы, они несовершенны и экологически опасны. Интересно, что мировой лидер-производитель КНР на большинстве своих предприятий, производящих диоксид титана, использует эти же технологии, разработанные еще в СССР нашими специалистами. Они, как и мы, в итоге придут к необходимости их усовершенствовать, мы должны сделать это раньше. Но это непростая задача.

На сегодняшний день два украинских предприятия, производящих раньше диоксид титана, не работают. «Крымский титан» с хлорным способом получения находится на оккупированной территории, а мощности по получению диоксида титана сульфатным способом, существующие на «Сумыхимпроме», сейчас находятся на стадии санации и требуют переоснащения.

Кроме того, технологии на обоих предприятиях устаревшие, экономически неэффективные с высоким энергопотреблением, еще и угрожающие для экологии регионов. В основном там производился продукт невысокой чистоты, стоящий на рынках недорого. А утилизация и переработка отходов производства не проводились никогда, поэтому отходы до сих пор занимают огромные территории, загрязненные ядовитой продукцией. Причем при сульфатной технологии железо, содержащееся в ильменитовых концентратах, не используется, а значительные по объему отходы сернокислого железа захоранивали вместе с большим количеством разбавленной гидролизной серной кислоты, загрязненной сульфатом железа и другими сульфатами.

Украинские перспективы

Таким образом, на существующей технологически и технически устаревшей производственной базе производить конкурентоспособную продукцию с высокой добавленной стоимостью мы не сможем.

При этом можем присмотреться к альтернативным вариантам, в частности к получению диоксида титана способами гидрометаллургии, лабораторное применение которых показало хорошие результаты. Гидрометаллургия обеспечивает комплексность переработки ильменита с получением всех полезных элементов, содержащихся в руде. Эти факторы определяют технико-экономические преимущества такой технологии — энергетическую эффективность, экологичность и комплексность переработки ильменита.

Еще одним направлением получения диоксида титана могут быть новые металлургические технологии. Эти работы у нас раньше успешно проводились, а потом были приостановлены — ставка была сделана на сырьевое развитие отрасли. А зря, Украина всегда разрабатывала технологии производства титана мирового уровня и до сих пор обладает в этом преимуществами. Мощнейший мировой производитель КНР, с одной стороны, не готов к значительным расходам на переоборудование существующих у них огромных заводов (да и не очень заботится об экологичности своих производств), а с другой — не имеет ни альтернативных разработок, ни ученых, способных над ними работать.

В то же время, если исследовательские работы в Украине будут продолжены и позволят создать новую промышленную технологию получения диоксида титана, это будет прорыв мирового уровня. По этим технологиям можно получить продукт высокой степени чистоты (97–99%) с повышением полноты переработки сырья (изъятие диоксида титана на уровне 92–95%), с передачей в дальнейшую переработку компонентов, обогащенных оксидами и солями железа, хрома, никеля, кобальта, ванадия, скандия, лития и других. Наличие такой технологии станет основой развития титановой отрасли страны.

Впрочем, время играет против нас. Существующий научный потенциал практически уничтоженной отраслевой и заводской науки, который в лабораторных условиях и получил впечатляющие результаты, относится к возрастной категории 70+. Поэтому или сейчас, или уже никогда.

Есть ли у ученых план? Да. Но без помощи государства они не справятся, поэтому первоочередное условие — правительственное содействие развитию отрасли. Речь идет и о продолжении разработки новых технологий получения диоксида титана, и о помощи в создании замкнутого цикла производства, что невозможно без сокращения квот на экспорт титановых руд из Украины, иначе просто не хватит сырья. Конечно, не лишним будет научное сотрудничество с другими странами и поиск инвесторов, готовых развивать отрасль совместно с государством. Нам точно есть что предложить миру.

Стимулом для активных действий должно быть осознание, что развитие этого направления — это не только экспортные перспективы Украины, но и предпосылки для развития предприятий-потребителей ценного продукта в самом государстве: производителей лакокрасочной, строительной, химической и целлюлозной промышленности, для которых полный цикл от сырья до конечной переработки дома является серьезным преимуществом и двигателем развития.