Виробництво діоксиду титану — перспективний шлях розвитку, про який усі забули

Розвиток титанової галузі як одного з найбільш перспективних напрямів розвитку економіки дійсно може доволі швидко вивести Україну в число розвинених країн. Утім, зазвичай обговорення цієї теми стосуються металевого титану, натомість виробництво іншого продукту галузі — діоксиду титану є не менш перспективним, а за окремими показниками навіть більш вигідним.

Діоксид титану як білий пігмент широко використовується у целюлозній, лакофарбовій та автомобільній промисловості, у виробництві синтетичних волокон, гумових виробів, пластмас, термостійкого та оптичного скла, білої емалі, керамічних діелектриків тощо. Це поза сумнівом один із найбільш використовуваних матеріалів у світі. Якщо розглядати весь ринок титанової продукції, то частка діоксиду титану у ньому становить 90–95%. У 2021 році світовий ринок діоксиду титану оцінювався у 20,9 млрд дол. і до 2026-го має зрости до 27,9 млрд.

Україна є однією з шести країн світу з родовищами титанових руд, причому наші поклади — це близько 20% світових запасів. Але країна надзвичайно неефективно використовує своє унікальне положення в світі, торгуючи переважно сировиною з мізерною доданою вартістю. Необхідні інвестиції для виробництва діоксиду титану значно менші, ніж для інших напрямів, включаючи металевий титан, оскільки витрати на отримання одиниці діоксиду титану невисокі і не потребують створення великих інфраструктурних об’єктів. Відтак, строки створення виробництв невеликі, до того ж за наявності власної сировини є швидка можливість реалізувати замкнений цикл виробництва — від добування сировини до отримання кінцевої продукції у вигляді лаків, фарб, косметичних препаратів і будматеріалів.

Світовий ринок

Специфіка ринку діоксиду титану — у високій концентрації виробників. На сімох найбільших виробників припадає 56% світового обсягу. Ще 36% виробляють 50 компаній у КНР. При цьому на Китай же припадає третина світового споживання.

Найбільші експортери діоксиду титану 2021 року, за даними Світового банку:

• КНР (182,3 млн дол., 75,9 тис. т);
• Німеччина (139,4 млн дол., 35,7 тис. т);
• Японія (85,1 млн дол., 19,2 тис. т);
• Франція (70,5 млн дол., 14,6 тис. т);
• Індія (52,9 млн дол., 45,5 тис. т).

Найбільші імпортери:

• Європейський Союз (126,2 млн дол., 45,7 тис. т);
• Німеччина (117,8 млн дол., 33,5 тис. т);
• США (82,2 млн дол.);
• Бразилія (54,6 млн дол., 19,8 тис. т);
• В'єтнам (46,3 млн дол., 14,4 тис. т).

Понад 59% світового споживання припадає на виробників фарб і покриттів, 20 — на виробників пластмас, 14% — на целюлозно-паперові виробництва. Але активно зростають й інші споживацькі ніші. Наприклад, наночастинки діоксиду титану широко використовуються у фотоелектричних системах, включаючи сонячні елементи, виробництво яких збільшується. Також перспективним є використання діоксиду титану як модифікатора для створення екологічних будівельних матеріалів: екобетонів та екофарб. Ця абсолютно нова перспектива застосування може суттєво збільшити світовий попит і потребуватиме нарощування обсягів виробництва діоксиду титану.

Українські реалії

Зараз у світі використовують два основні способи отримання діоксиду титану: сульфатний і хлорний. Ці технології були розроблені та впроваджені ще в післявоєнні роки, вони недосконалі та екологічно небезпечні. Цікаво, що світовий лідер-виробник КНР на більшості своїх підприємств, що виробляють діоксид титану, використовує ці ж технології, розроблені ще у СРСР нашими фахівцями. Вони, як і ми, зрештою прийдуть до необхідності їх удосконалити, ми мусимо зробити це раніше. Але це непросте завдання.

На сьогодні два українські підприємства, які виробляли раніше діоксид титану, не працюють. «Кримський титан» із хлорним способом отримання розташований на окупованій території, а потужності з отримання діоксиду титану сульфатним способом, що існують на «Сумихімпромі», нині перебувають у стадії санації й потребують переоснащення.

Крім того, технології на обох підприємствах застарілі, економічно неефективні з високим енергоспоживанням, ще й загрозливі для екології регіонів. В основному там вироблявся продукт невисокої чистоти, який на ринках коштує дешево. А утилізація і переробка відходів виробництва не здійснювалися ніколи, тож відходи досі займають величезні території, забруднені отруйною продукцією. Причому при сульфатній технології залізо, що міститься в ільменітових концентратах, не використовується, а значні за обсягом відходи сірчанокислого заліза захоронювалися разом із великою кількістю розведеної гідролізної сірчаної кислоти, забрудненої сульфатом заліза та іншими сульфатами.

Українські перспективи

Тож на існуючій технологічно і технічно застарілій виробничій базі виробляти конкурентоспроможну продукцію з високою доданою вартістю ми не зможемо.

Натомість можемо придивитися до альтернативних варіантів, зокрема до отримання діоксиду титану способами гідрометалургії, лабораторне застосування яких показало гарні результати. Гідрометалургія забезпечує комплексність переробки ільменіту з отриманням усіх корисних елементів, що містяться в руді. Ці фактори визначають техніко-економічні переваги такої технології — енергетичну ефективність, екологічність і комплексність переробки ільменіту.

Ще одним напрямом отримання діоксиду титану можуть бути нові металургійні технології. Ці роботи у нас раніше успішно проводились, а потім були призупинені — ставку було зроблено на сировинний розвиток галузі. А дарма, Україна завжди розробляла технології виробництва титану світового рівня і досі має в цьому переваги. Найпотужніший світовий виробник КНР, з одного боку, не готовий до значних витрат на переобладнання існуючих у них величезних заводів (та й не надто переймається екологічністю своїх виробництв), а з іншого — не має ані альтернативних розробок, ані науковців, спроможних над ними працювати.

Натомість, якщо дослідні роботи в Україні будуть продовжені й дадуть можливість створити нову промислову технологію отримання діоксиду титану, це буде прорив світового рівня. За цими технологіями можна отримати продукт високого ступеня чистоти (97–99%) з підвищенням повноти переробки сировини (вилучення діоксиду титану на рівні 92–95%), з передачею у подальшу переробку компонентів, збагачених оксидами та солями заліза, хрому, нікелю, кобальту, ванадію, скандію, літію та інших. Наявність такої технології стане основою розвитку титанової галузі країни.

Втім, час грає проти нас. Наявний науковий потенціал практично знищеної галузевої та заводської науки, який в лабораторних умовах і отримав вражаючі результати, належить до вікової категорії 70+. Тож або зараз, або вже ніколи.

Чи є у науковців план? Так. Але без допомоги держави вони не впораються, тож першочергова умова — урядове сприяння розвитку галузі. Мова і про продовження розробки нових технологій отримання діоксиду титану, і про допомогу у створенні замкненого циклу виробництва, яке неможливе без скорочення квот на експорт титанових руд з України, інакше просто не вистачатиме сировини. Звісно, не зайвою буде наукова співпраця з іншими країнами та пошук інвесторів, які готові розвивати галузь спільно із державою. Нам точно є що запропонувати світові.

Стимулом для активних дій має бути усвідомлення, що розвиток цього напрямку — це не лише експортні перспективи України, а й передумови для розвитку підприємств-споживачів цінного продукту в самій державі: виробників лакофарбової, будівельної, хімічної та целюлозної промисловості, для яких повний цикл від сировини до кінцевої переробки вдома є суттєвою перевагою і рушієм розвитку.