（1）海绵钛基本情况介绍
海绵钛是钛金属单质，一种多孔的纯钛，从钛矿中还原出来的中间产品，一般为浅灰色颗粒或海绵状，海绵钛是生产钛合金的主要原材料，是钛工业的基础环节。
海绵钛通常与其他金属元素混合熔铸成锭后，被用于制造钛板、钛棒、钛管等纯钛或钛合金产品，钛合金材料中海绵钛质量约占比 90%。海绵钛中含有的杂质元素和微观结构对钛合金的力学性能、耐腐蚀性能以及耐高温性能等有着决定性的影响。高端海绵钛可以生产出高性能的钛合金，满足航空航天、国防军工等高端领域对材料的严苛要求。
海绵钛的外观类似于海绵，有许多小孔和杂质，这种形态的钛具有较高的表面积，使得它在与其他物质反应时具有较高的活性。海绵钛纯度一般在 98.5%-99.8%之间，密度约为1.6-1.8 克/立方厘米，比金属钛的密度（4.5 克/立方厘米）低很多。
钛在 500℃的高温状态/-253℃低温状态长期使用仍可以保持金属特性。通常铝在 150℃，不锈钢在 310℃便会失去原有性能。钛在硬度、耐热性及导电导热性方面与其他过渡金属（如铁、镍）相似，但是相对更轻。
此外，钛具有很好的耐腐蚀性，钛与空气中的氧和水蒸气亲和力高，在-196℃~500℃的温度范围内，钛表面会形成一层稳定性高、附着力强的永久性氧化物薄膜，故而耐酸碱腐蚀。钛的密度小、强度高、比强度大。
钛具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好，耐腐蚀能力强、生物相容性好等突出特点，因此被广泛应用于航空、航天、生物医疗、化工冶金、海洋工程、体育休闲等领域，是实现战略新兴产业创新驱动发展的重要物质基础，是支撑和保障航空航天、国防军工、舰船装备和海洋工程、核电等领域高端应用的关键核心原材料和重大战略需要的关键保障原材料，被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”、“战略金属”和“未来金属”。
钛工业发展水平是一个国家综合实力的重要标志。海绵钛产量是衡量一个国家钛工业规模的重要指标，海绵钛制造工业的发展对一个国家的国防、经济及科技的发展具有战略意义。目前世界上仅有美国、俄罗斯、日本、中国四个国家掌握完整的钛工业生产技术。
根据国标《海绵钛》（GB/T2524-2019），海绵钛按照粒度规格可分为标准粒度（0.83mm-25.4mm）、小粒度（0.83mm-12.7mm）和细粒度（0.83mm-5.0mm）；海绵钛按化学成分及布氏硬度分为 0A、0、1、2、3、4、5 这 7 个等级，0A等级最高，等级越高，钛的纯度越高，所含 Fe、Si、Cl 等杂质越少，布氏硬度越小。
布氏硬度是各种杂质成分综合影响的结果，硬度越高，表明杂质含量越高，质量越差；相反，硬度越低，则杂质含量越少，质量越好。0A、0、1 等高等级海绵钛在航空航天、国防军工等领域的应用较高，而化工、消费电子等用钛对纯度的要求相对不高，一般用中低端等级海绵钛。
a其他杂质元素一般包括（但不限于）Al、Sn、V、Mo、Zr、Cu、Er、Y 等；Al、Sn 各杂质元素含量 1 级及以上品不得大于 0.03%，不包括在本表规定的其他杂质总和中；Y 含量为不大于 0.005%；供需双方应协商并在订货单 （或合同）中注明。
同时，根据国标《海绵钛》（GB/T2524-2019），海绵钛的外观质量应为浅灰色或银灰色海绵状，表面清洁，无目视可见夹杂物，可允许有部分有缺陷的海绵钛块，有缺陷的海绵钛块是指具有明显的暗黄色或亮黄色的氧化海绵钛块、带有暗黄色或亮黄色痕迹的氧化和富氮的海绵钛块、带有明显氯化物残余的海绵钛块、带有残渣的海绵钛块、高钛及其伴生元素的海绵钛块、带有吸潮痕迹的表面呈暗灰色的海绵钛等。0A 级品、0 级品、1 级品中存在有缺陷的海绵钛块重量不准许超过批
产品总量的 0.05%；2 级品和 3 级品中存在有缺陷的海绵钛块重量不准许超过批产品总量的 0.1%。
海绵钛的主要生产方式是镁热还原法（Kroll 法），即用氯气、石油焦和富钛料反应生成四氯化钛，再用镁将四氯化钛还原生成海绵钛和氯化镁。镁热还原法是目前最广泛使用的方法，其他生产方式还有亨特法、电解法等。
镁热还原法是生产海绵钛的主要工艺，分为半流程法和全流程法。海绵钛生产需要经过三个大的流程：氯化、还原蒸馏-精整、电解。三个流程都具备，则称为全流程法，如果只具备还原蒸馏，则称为半流程。全流程的主要工序为：①利用石油焦（主要元素为碳）还原钛渣，并通入 Cl2 进行氯化形成粗 TiCl4；②通过铝粉除钒、硫化氢除钒、铜丝除钒以及矿物油除钒等方法获得精 TiCl4；③ 在 800-900℃ 下 ，以一 定 的 流 速 通 入精 TiCl4 ， 使 之 与 电 解 的 Mg 发 生 还 原 反 应：TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2；④在反应温度下，生成的 MgCl2呈液态，可以及时排放出去，在 900-1,000℃及一定真空度的条件下，将残留的 MgCl2和过剩的 Mg 真空蒸馏出去，获得纯净的海绵钛；⑤MgCl2经过电解工艺可分解为 Mg 和 Cl2重复利用，只需少量补充 Mg 与 Cl2的损耗。
（2）海绵钛发展历程
中国海绵钛市场总体可以分为六个阶段，即为 1955 至 1959 年的萌芽期，20 世纪 60 年代至 70年代的启动期，1970-1982 年的震荡期，1982-1990 年的高速发展期，1990-2015 年的震荡期和2015-2023 年的成熟期。
中国钛工业起步于 20 世纪 50 年代。1955 年 11 月在重工业部有色金属综合研究所用镁还原法成功制出海绵钛。1958 年在抚顺铝厂实现了海绵钛工业试验，成立了中国第 1 个海绵钛生产车间，同时在沈阳有色金属加工厂成立了中国第 1 个钛加工材生产试验车间。
20 世纪 60 年代-70 年代，在国家的统一规划下，中国先后建设了以遵义钛业为代表的 10 余家海绵钛生产单位。遵义钛业是 20 世纪 60 年代我国三线建设重点厂矿之一，1966 年正式建厂。
1970-1982 年，多家海绵钛企业倒闭，海绵钛产量下降。因海绵钛生产工艺复杂、技术难度大，加之规模偏小难以抵挡国外海绵钛企业的竞争，中国国内的 10 多家海绵钛企业纷纷倒闭或破产，仅剩下遵义钛业和抚顺钛厂两家。1980 年前后，中国海绵钛产量达到 2,800 吨，由于当时大多数人对钛金属认识不足，钛材的高价格也限制了钛的应用，钛加工材的产量仅 200 吨左右，钛工业陷入困境。
1982-1990 年，国家政策促进海绵钛的生产及应用。1982 年 7 月中国成立了跨部委的全国钛应用推广领导小组，专门协调钛工业的发展事宜。改革开放之后，在国务院的推动下，中国的钛工业高速发展，应用范围不断拓宽，行业生产规模不断扩大，但大部分产品都是纯度相对较低的低端产品，高端产品主要依靠进口。
1990-2015 年，经济下行压力导致海绵钛增长态势转变。2013 年前后，由于宏观经济下行压力逐渐增加，下游需求产品结构升级转化，在供给侧结构改革的作用下，中国海绵钛市场出现显著的下滑，产能利用率逐渐走低，大量产能停产，2015 年中国海绵钛产能迅速下降至 8.80 万吨。
2015 年后中国海绵钛生产缓慢恢复，2017 年中国海绵钛产业飞速发展，产量已居世界第一。
2015 年至 2022 年间中国国内海绵钛产量由 5.9 万吨持续增长至 17.5 万吨。同时，在航空航天、海洋工程、高端化工（石化、环保等）、军工等行业需求拉动下，行业结构性调整初见成效，产业结构开始由低端走向高端。
（3）海绵钛行业发展现状及未来发展趋势
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。全球拥有海绵钛生产技术和生产能力的国家有美国、俄罗斯、中国、日本、乌克兰、哈萨克斯坦、沙特阿拉伯和印度等。
从全球海绵钛行业产量来看，2022 年全球海绵行业产量为 27.9 万吨，同比增长 14.6%。其中，中国海绵钛产量占到 62.7%。俄罗斯及乌克兰海绵钛产量出现不同程度的下降，日本、哈萨克斯坦、沙特阿拉伯海绵钛产量有所上升。
1）我国海绵钛产量情况及未来市场规模
根据《2022 年中国钛工业发展报告》，2015 年至 2022 年间国内海绵钛产量由 5.9 万吨持续增长至 17.5 万吨，年均复合增速达到 16.80%。
中国海绵钛产量自 2015 年以来已实现逐年增长，各主要生产企业通过各自的工艺技术进步、设备更新和管理经验的积累，已逐步向全流程、大型化和精细化方向发展。国内海绵钛生产企业整体技术提升，降低了生产成本，提升了生产效率，使海绵钛产能、产量占据世界绝对领先地位。根据头豹研究院数据，2022 年我国海绵钛市场规模达 113.26 亿元，预计未来五年海绵钛的市场规模将增长至 291.3 亿元。
2）我国海绵钛进出口情况
2021 年，在生产原料价格上涨和能耗“双控”政策加码的双重影响下，原镁生产成本增加，市场供应偏紧，镁价格强势上行。
此外，受益于航空航天、海洋工程等下游领域发展，海绵钛市场运行良好，需求旺盛，四氯化钛、镁锭等上游原材料价格保持在高位导致国内半流程企业产能释放受限，海绵钛行业大部分半流程或落后产能被迫退出市场或进行转型升级，同时因地缘冲突俄罗斯和乌克兰海绵钛企业产量大幅下降，海绵钛价格保持在高位。
受此影响，2021 年我国进口海绵钛 1.38万吨，金额达 1.05 亿美元，进口量创下历史新高，出口量仅 712 吨，金额仅 370 万美元，存在较大贸易逆差。
2022 年我国海绵钛产量为 17.50 万吨，进口海绵钛 1.14 万吨，出口量仅 1,920 吨。2022 年海绵钛进口主要集中在上半年，随着国外海绵钛价格的大幅上涨，下半年我国进口海绵钛数量迅速萎缩。2022 年我国海绵钛主要进口来源国为日本、哈萨克斯坦、沙特阿拉伯。
受下游行业需求旺盛影响，国内海绵钛行业企业产能持续扩张，并带动出口增加，根据中国海关数据，2023 年海绵钛进口量为 133.84 吨，出口量为 5,837.84 吨，出口量较 2022 年提高 204.05%，海绵钛出口量创近十年来新高，国内海绵钛产业迈向了出口高端化的局面，全球竞争力进一步提升。
