2.1.3.1. Vai trò của titan trong công nghiệp và ựời sống
Titan và hợp chất của nó ựược sử dụng nhiều trong nền kinh tế quốc dân, bởi vì chúng có nhiều tắnh chất ưu việt như: là kim loại nhẹ có tỷ trọng bằng 1/2 thép nhưng có nhiệt ựộ nóng chảy lớn (1.668oC) và nhiệt ựộ sôi rất cao (3.400oC). Kim loại titan có ựộ bền ngang với thép tốt, ựặc biệt nó còn có thể
làm việc ở nhiệt ựộ cao (400-500oC), titan rất bền về mặt hóa học, chịu ựược môi trường oxy hóa, môi trường axit, bazơ hay trong các muối. Trong môi trường nước biển, titan bịăn mòn rất chậm, thậm chắ hàng ngàn năm mới bịăn mòn ựộ 1mm. titan là vật liệu quan trọng, không thể thiếu ựối với ngành hàng
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦẦẦ 17
không và còn ựược sử dụng trong những thiết bị của lò phản ứng hạt nhân. Titan dioxit (TiO2 ) ựược dùng làm bột màu cho sơn vì có ựộ thấm dầu tốt, ựộ
che phủ cao, hạt mịn và ựặc biệt là rất bền ựối với tác dụng của không khắ ẩm, của nước biển, khắ H2S, SO2 và không có tắnh ựộc. Bột màu của TiO2 rất trắng, có ựộ phản chiếu cao. Bột mầu dioxit ựược dùng sản xuất sơn chống ăn mòn hoá chất, nước biển, chịu nhiệt...titan dioxit còn ựược sử dụng làm phụ gia trong công nghiệp chế tạo sợi, gia công chất dẻo, chế tạo săm lốp ô tô.
Titan dioxit ựược dùng nhiều trong các ngành công nghiệp: sơn (40 - 50%), giấy (10 - 20%), chất dẻo (20%), men sứ, cao su (15 - 20%) và nhiều ngành khác. Ngoài ra, các khoáng vật chứa titan như ilmenit, rutin và anataz (tự nhiên và nhân tạo) còn ựược sử dụng trực tiếp ựể làm thuốc bọc que hàn, chất quang hóa (trong pin mặt trời)...
Titan là kim loại khá phổ biến, tồn tại trong trái ựất dưới dạng khoáng vật chủ yếu là ilmenit (FeOTiO2) và rutin (TiO2). Ilmenit thường chứa 40 - 50% TiO2, còn rutin chứa 90 - 96% TiO2. Trữ lượng TiO2 trên thế giới ước khoảng 500 triệu tấn, chủ yếu ở dạng ilmenit (95%), nằm trong các sa khoáng.
2.1.3.2. Nhu cầu sử dụng titan
a. Nhu cầu trên thế giới
Với những tắnh chất quý giá của titan và hợp chất của titan như ựã nêu
ở trên, nên nó ngày càng ựược sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp kỹ
thuật cao và cả trong những chế phẩm phục vụ dân dụng khiến nhu cầu sử
dụng titan ngày càng tăng trên thế giới. Năm 1940 mới bắt ựầu tìm ra kim loại titan, năm 1950 cả thế giới luyện ựược 3 tấn kim loại thì ngày nay sản lượng
ựã ựến hàng vạn tấn. Bột màu titan dioxit ựược chế tạo lần ựầu trong những năm 1940 (vài trăm tấn) thì ngày nay ựã ựạt 6 triệu tấn.
Vì giá trị kinh tế cao, lại ựóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của ngành công nghiệp nên các nước trên thế giới rất chú trọng ựầu tư chế
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦẦẦ 18
biến sâu quặng titan. Vắ dụ như Hoa Kỳ nhập khẩu nguyên liệu (chiếm hơn 25% thị trường ilmenit - zircon của thế giới) và bán thành phẩm là chắnh (70% nhu cầu) và xuất khẩu các sản phẩm chế biến sâu như titan kim loại, bột màu titan dioxit (30 - 40% sản lượng). Nhật Bản tuy không có mỏ khoáng titan nhưng là một trong những quốc gia Châu Á phát triển sớm nhất ngành công nghiệp chế biến titan (khoảng ựầu thập niên 40 của thế kỷ trước). Hiện nay, Nhật Bản có 4 nhà máy Pigment và nhiều cơ sở khác chế biến titan kim loại cũng như bột zircon siêu mịn. Sản lượng titan pigment bình quân ựạt 250.000 tấn/năm, bột zircon siêu mịn ựạt 33.000 tấn/năm, chiếm 5% sản lượng titan thế giới. Hiện nay, Nhật Bản nhập khẩu toàn bộ ilmenit và zircon cũng như một số nguyên liệu ựầu vào khác. Năm 2005, Nhật Bản nhập 160.000 tấn ilmenit và 64.000 tấn zircon từ nước ngoài.
Ngành công nghiệp chế biến titan bùng nổ tại Trung Quốc từ cuối thập kỷ 90 của thế kỷ trước. đặc bịêt, trong vòng 5 năm lại ựây (2001 - 2005), công nghiệp chế biến titan ựã phát triển mạnh mẽ với 86 cơ sở chế biến, trong
ựó có 32 cơ sở có công suất 6.000 tấn/năm trở lên. Sản lượng ilmenit năm 2005 ựạt 580.000 tấn, chiếm 14% sản lượng thế giới. Năng lực sản xuất ilmenit trong nước ựạt 840.000 tấn/năm, trong ựó lượng nhập khẩu lên tới 550.000 tấn/năm. Có trên 10 cơ sở sản xuất zircon siêu mịn công suất ựạt 80.000 tấn/năm, chiếm 13% sản lượng thế giới. Sản lượng titan xốp ựạt 8.500 tấn/năm, chiếm 5% sản lượng thế giới. Có 3 cơ sở sản xuất zircon siêu mịn, sản lượng hàng năm 17.000 tấn chiếm 26% sản lượng thế giới. Hiện nay, Trung Quốc ựang xây dựng một nhà máy xỉ titan 100.000 tấn/năm và một nhà máy titan pigment lớn nhất Châu Á công nghệ Cl (dupont) công suất 200.000 tấn/năm. Năm 2005, Việt Nam xuất khẩu sang Trung Quốc 310.000 ilmenit và 32.000 tấn zircon 57%.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦẦẦ 19
Hàn Quốc bắt ựầu ngành công nghiệp chế biến titan vào những năm 1960. Năm 1971, nhà máy ựầu tiên ở InChon ra ựời, công suất 30.000 tấn/năm. Năm 1997, có nhà máy thứ 2 ở OnSan, công suất 30.000 tấn/năm. Hàn Quốc có một cơ sở nghiền zircon siêu mịn công suất 6.000 tấn/năm.
Australia hiện là nước ựứng ựầu thế giới về trữ lượng quặng titan (khoảng gần 300 triệu tấn, trong ựó có mỏ Burn với trữ lượng 230 triệu tấn) và là nước khai thác với sản lượng hàng năm lớn nhất (trên 1,1 triệu tấn), mang lại nguồn lợi lớn.
Nhu cầu tiêu thụ sản phẩm titan - zircon của thế giới là rất lớn và không ngừng gia tăng theo các năm : Tinh khoáng ilmenit: 4,1 triệu tấn/năm; Xỉ titan + rutin: 2,2 triệu tấn/năm; Bột màu titan dioxit: 1,4 triệu tấn/năm (riêng thị
trường Hoa Kỳ); zircon và chế phẩm: 1 triệu tấn/năm. Hiện nay nhu cầu về
titan và các hợp chất của nó gia tăng ựều ựặn khoảng 2 - 3%/năm. b. Nhu cầu trong nước
Cùng với sự hội nhập của ựất nước, các ngành công nghiệp ựang phát triển mạnh mẽ tạo ra nhu cầu về khoáng chất công nghiệp - ựặc biệt những sản phẩm từ quặng titan ngày càng tăng.
Việt Nam bắt ựầu xây dựng các cơ sở khai thác và tuyển khoáng ilmenit - zircon vào ựầu những năm 1990, sản lượng gia tăng ựều ựặn qua các năm. Từ
năm 1995 ựến nay, tốc ựộ tăng trưởng rất nhanh, tắnh trung bình cứ sau 3 năm sản lượng tăng gấp ựôi. Cùng với sự phát triển công nghiệp khai khoáng, công nghệ khai thác và tuyển khoáng ựã phát triển ựáng kể. Cho ựến nay, công nghệ
và thiết bị khai thác cũng như tuyển khoáng ựã ựược du nhập và ứng dụng rộng rãi trong sản xuất; nhiều chủng loại ựược chế tạo ngay trong nước.
Trong những năm gần ựây nhu cầu về bột zircon siêu mịn và bột màu titan dioxit tăng trung bình 15%/năm và nguồn nguyên liệu này phải nhập khẩu từ nước ngoài với giá trị trên 40 triệu USD/năm, nhất là ựối với công (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệpẦẦẦẦẦ 20
nghiệp sơn và men gốm sứ. Theo số liệu không chắnh thức, nhu cầu bột màu titan dioxit cho công nghiệp sơn khoảng 10.000 tấn/năm, bột zircon cho công nghiệp sứ gốm khoảng 3.000 tấn/năm. để ựáp ứng các nhu cầu trong nước, mỗi năm cần khoảng 70.000 tấn ilmenit và 5.000 tấn zircon [39].
Theo dự báo của cục địa chất và Khoáng Sản Việt Nam nhu cầu các sản phẩm chế biến quặng titan, zircon trong nước ựến năm 2025 (nghìn tấn):
Biểu 2.1: Dự báo nhu cầu các sản phẩm chế biến quặng titan, zircon trong nước ựến năm 2025
Nhu cầu sản phẩm 2007 2010 2015 2020 2025
1. Pigment 12 16 26 42 74
2. Rutil nhân tạo hoặc xỉ titan 0 30 30 45 80
3. Ilmenit hoàn nguyên 28 37 70 110 170
4. Bột zircon siêu mịn 10 12 15 25 40
Nguồn: Quyết ựịnh 104/2007/Qđ-TTg ngày 13/7/2007