在鈦產業鏈中，富鈦料是連接鈦礦資源與鈦產品的核心樞紐。作為鈦鐵礦經選礦富集后的初級產品，富鈦料（二氧化鈦含量≥75%）不僅承載著提升資源利用率的關鍵使命，更在鈦白粉、海綿鈦等戰略材料的生產中扮演著不可替代的角色。從攀西地區的鈦渣生產基地到氯化法鈦白粉的工藝革新，富鈦料的技術演進正深刻重塑著鈦工業的生態格局。

一、富鈦料的分類與工藝圖譜

富鈦料根據制備工藝與產品特性可分為兩大類：

鈦渣：通過電爐還原熔煉法生產，二氧化鈦含量75%-90%，是硫酸法鈦白粉的主要原料。其典型工藝流程為：鈦精礦（粒度80-120目）與無煙煤按1:0.3比例混合，在1600-1800℃密閉電爐中熔煉，鐵氧化物被還原為液態鐵沉積于爐底，鈦氧化物則富集于渣相。云南某80kt/a鈦渣廠案例顯示，該工藝需配套熔體泄漏防護系統與高溫煙氣處理裝置，每噸鈦渣電耗約2800kWh。

人造金紅石：采用鹽酸浸出法或銹蝕法制備，二氧化鈦含量≥90%，是氯化法鈦白粉與海綿鈦的原料。美國BCA稀鹽酸循環浸出法通過18%-20%鹽酸在145℃、0.24MPa條件下浸出鐵，可制得TiO?含量92%-94%的人造金紅石，但需解決鹽酸腐蝕設備的技術難題。

二、技術突破：從資源依賴到效率革命

電爐法大型化：加拿大魁北克鐵鈦公司開發的63MVA密閉直流電爐，單爐日產鈦渣達300噸，較傳統電爐產能提升3倍，同時實現電爐煤氣回收利用，噸渣能耗降低至2200kWh。

酸浸法綠色化：澳大利亞Iluka公司研發的流態化制粒技術，針對細粒級鈦精礦（粒徑≤0.15mm占比45%），通過粘結劑改善顆粒強度，使鹽酸浸出效率提升40%，廢酸循環利用率達95%。

低溫固結技術：針對沸騰氯化工藝對原料粒度（0.150-0.250mm）的嚴苛要求，新研究聚焦低溫固結粘結劑開發，目標將冷壓強度提升至500N/顆以上，解決細粒級原料利用率低的行業痛點。

三、產業格局：中國崛起與競爭

資源掌控力提升：中國攀西地區鈦資源儲量占78.89%，形成從鈦精礦到富鈦料的完整產業鏈。中核鈦白哈密項目建成最大200萬噸/年富鈦料基地，龍佰集團攀西項目實現50萬噸/年氯化鈦渣產能，配套生產線，打破國外技術壟斷。

技術迭代加速：政策層面將富鈦料制備技術列入“十四五”攻關項目，要求鈦資源綜合利用率提升至30%。國內企業通過產學研合作，在電爐熔煉自動化控制、鹽酸浸出廢酸處理等領域取得突破，部分指標已達水平。

市場重構：2020年鈦白粉產能達1416萬噸，其中氯化法占比43%。隨著中國富鈦料品質提升，出口量持續增長，2021年鈦材出口額超過進口額，標志著中國從鈦資源大國向技術強國邁進。

四、未來挑戰：碳中和雙輪驅動

低碳轉型壓力：每生產1噸鈦渣約排放CO? 1.8噸，行業亟需開發綠氫還原、碳捕集等技術。挪威Tizir公司試點氫基還原工藝，可使碳排放降低60%，但成本較傳統工藝高35%。

原料缺口：氯化法鈦白粉要求原料鈣鎂含量≤0.5%，而國內鈦渣鈣鎂總量普遍在1.5%-2.5%。龍佰集團通過酸洗除雜技術，將高鈦渣鈣鎂含量降至0.8%，但仍需進口部分人造金紅石。

循環經濟探索：鈦渣生產中每噸產品產生300kg金屬鐵，但國內回收率不足60%。寶武集團開發磁選-熔分聯合工藝，使鐵回收率提升至92%，副產鐵水可用于電爐煉鋼，形成資源閉環。

五、前沿趨勢：納米技術與數字化賦能

納米結構調控：通過分子動力學模擬優化高鈦渣晶體結構，可提升其作為光伏材料載體的效率。中科院過程所研究顯示，特定晶面取向的鈦渣納米顆粒，可使鈣鈦礦太陽能電池光電轉換效率提升1.2個百分點。

智能工廠建設：攀鋼集團建成首座鈦渣智能工廠，通過數字孿生技術實現電爐溫度、電流等參數的實時優化，使鈦渣品位波動范圍從±2%縮小至±0.5%，噸渣能耗降低8%。

生物冶金突破：澳大利亞CSIRO機構利用嗜酸菌浸出鈦鐵礦，在30℃常溫下可提取85%的鈦，較傳統高溫工藝節能90%。該技術目前處于中試階段，有望顛覆現有富鈦料生產范式。

從攀西高原的鈦渣電爐到澳大利亞的鹽酸浸出車間，富鈦料的技術演進史是一部人類解鎖鈦資源價值的奮斗史。在碳中和與數字經濟雙重變革下，這一傳統材料領域正迸發出創新活力。當納米技術與智能算法賦能古老冶煉工藝，當循環經濟理念重構產業鏈價值分配，富鈦料不僅將繼續支撐鈦工業的基石地位，更將成為新材料革命的重要參與者。