• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

钒钛产业的高端化转型:可持续发展路径与产业生态构建

——以攀枝花市为例

郭阳 谢双梅 侯静
  
富网媒体号
2024年15期
1.攀枝花学院电气信息工程学院 四川攀枝花 617000 2.攀枝花学院外国语学院 四川攀枝花 617000 3.攀枝花学院钒钛学院 四川攀枝花 617000

摘要:本文以攀枝花市钒钛产业的高端化转型为切入点,梳理了攀枝花钒钛产业的发展历史、钒钛资源的价值链和钒钛技术产业的现状。分析了钒钛产业发展面临的问题,如钒渣、钛渣、钛白粉等低端产品产能过剩,钒合金、钛及钛合金等产能不足,钒钛高端产品的开发和应用缺乏创新和多样性。基于此,提出了攀枝花市钒钛产业高端化转型的对策和建议,包括钒钛人才的培养和加强“大科研团队”的建设,推动高附加值高端钒钛功能材料的多元化发展,加速钒钛新材料产业园区的建设,建立钒钛产业创新中心。此外,积极与国内外钒钛产业链的合作和交流,拓宽钒钛新材料的应用领域和市场空间,形成钒钛产业可持续发展的路径。最后,展望新钒钛产业生态的构建,分析钒钛产业的集聚效应和辐射带动作用。

关键词:钒钛产业;高端化转型;可持续发展;产业生态

文献标志码:A     文章编号:

1 引言

钒和钛是两种重要的战略性金属,具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。钒是一种高效的催化剂,能够提高钢铁的强度和韧性,也是新型储能材料的关键元素。钛是一种轻质、高强、耐腐蚀的金属,广泛用于航空航天、化工、医疗等领域。钒钛产业是指以钒和钛为主要原料,通过开采、冶炼、加工、应用等环节,形成的一系列相关的产业链[1]。

攀枝花市是我国钒钛资源的主要产地和钒钛产业的重要基地,拥有丰富的钒钛资源和悠久的钒钛产业历史。攀枝花市的钒钛资源储量占全国的80%以上,占全球的40%以上,是世界上最大的钒钛资源集中区[2]。攀枝花市的钒钛产业起源于上世纪50年代,经过60多年的发展,已形成了以攀钢集团为龙头,以钒钛矿山、冶炼、加工、贸易等为主体,涵盖了钒钛资源的开采、选矿、冶炼、加工、利用、回收等全产业链的钒钛产业体系。攀枝花市的钒钛产业在国内外具有较高的知名度和影响力,为攀枝花市的经济社会发展做出了重要贡献。

然而,随着国内外市场的变化和技术的进步,攀枝花市钒钛产业也面临着一些挑战和问题。一是钒钛产业的结构不合理,低端产品产能过剩,高端产品产能不足[3]。攀枝花市钒钛产业的主要产品是钒渣、钛渣、钛白粉等低附加值的中间产品,这些产品的市场需求和价格波动较大,导致攀枝花市钒钛产业的效益不稳定。与此同时,攀枝花市在钒合金、钛及钛合金等高端产品的生产能力和技术水平还有较大的差距,不能满足国内外市场的需求,也无法充分发挥钒钛资源的价值。二是攀枝花市钒钛产业创新能力不强,高端产品的开发和应用缺乏多样性[4]。攀枝花市钒钛产业的技术创新主要依赖于攀钢集团所属科研机构,缺乏多元化的创新主体和平台,也缺乏与高校、科研院所、企业等的有效合作和交流。攀枝花市钒钛产业的高端产品主要集中在钒合金、钛及钛合金等次新兴领域,缺乏对钒钛功能材料、钒钛储能材料、钒钛医用生物材料等新兴领域的深耕。为了适应国内外钒钛市场的变化和需求,提升攀枝花市钒钛产业的竞争力和可持续性,实现攀枝花市钒钛产业的高质量发展,必须要加快攀枝花市钒钛产业的高端化转型,构建钒钛产业可持续发展的路径,打造全新的钒钛产业生态。本文将以此为主题,探讨攀枝花市钒钛产业的高端化转型的对策和建议,为攀枝花市钒钛产业的可持续发展路径与产业生态的构建提供理论参考。

2 攀枝花市钒钛产业现状分析

2.1 攀枝花市钒钛产业的发展历程

攀枝花市作为中国西南地区重要的工业基地,其钒钛产业的发展历程与中国改革开放和区域经济发展紧密相连。攀枝花市的钒钛产业起源于上世纪50年代,当时为了满足国家的钢铁需求,攀枝花市开始开发和利用当地的钒钛资源,建立了攀枝花钢铁厂,开启了攀枝花市钒钛产业的发展历程。上世纪60年代,攀枝花市开始建设钒钛冶炼厂,利用钒钛渣生产钒铁、钛白粉等产品,拓展了钒钛产业的下游领域。上世纪70年代,攀枝花市开始建设钒钛矿山,实现了钒钛资源的自给自足,提高了钒钛产业的自主性和安全性。上世纪80年代,攀枝花市开始建设钒钛新材料厂,开发了钒合金、钛海绵、钛合金等高端产品,提升了钒钛产业的技术水平和附加值。上世纪90年代,攀枝花市开始建设钒钛科技园区,集聚了钒钛产业的科研、教育、服务等要素,促进了钒钛产业的创新能力和集群效应。21世纪以来,攀枝花市开始建设钒钛循环经济示范区,实施了钒钛资源的综合利用和节能减排,推动了钒钛产业的绿色发展和转型升级。

攀枝花市的钒钛产业经过60多年的发展,已经形成了以攀钢集团为龙头,以钒钛矿山、冶炼、加工、贸易等为主体,涵盖了钒钛资源的开采、选矿、冶炼、加工、利用、回收等全产业链的钒钛产业体系。攀枝花市的钒钛产业在国内外具有较高的知名度和影响力,为攀枝花市的经济社会发展做出了重要贡献。

2.2 攀枝花市钒钛资源价值链

攀枝花市的钒钛资源是攀枝花市钒钛产业的基础和核心,也是攀枝花市钒钛产业的优势和特色。攀枝花市的钒钛资源储量占全国的80%以上,占全球的40%以上,是世界上最大的钒钛资源集中区。攀枝花市的钒钛资源主要分布在攀枝花市的西北部,主要有两种类型:一种是钒钛磁铁矿,是一种含有钒和钛的铁矿,是钒钛产业的主要原料;另一种是钒钛矿,是一种含有钒和钛的非铁矿,是钒钛产业的重要补充。攀枝花市的钒钛资源具有品位高、品质好、分布广、开采易、利用高等特点,为攀枝花市钒钛产业的发展提供了强大的物质保障。

攀枝花市的钒钛资源经过开采、选矿、冶炼、加工等工序,可以形成多种钒钛产品,构成了钒钛资源的价值链。钒钛资源的价值链可以分为三个层次[5]:第一层是钒钛原料,包括钒钛磁铁矿、钒钛钛矿、钒钛渣等,是钒钛产业的基础和源头;第二层是钒钛中间品,包括钒铁、钛海绵、钛白粉、钒渣、钛渣等,是钒钛产业的中间环节和重要支撑;第三层是钒钛终端品,包括钒合金、高端钛及钛合金等,是钒钛产业的高端和前沿。钒钛资源的价值链反映了钒钛资源的利用程度和附加值,也反映了钒钛产业的发展水平和竞争力。一般来说,钒钛资源的价值链越往上走,钒钛产品的技术含量和附加值越高,钒钛产业的效益和前景越好。

三、攀枝花市钒钛产业面临的问题

攀枝花市的钒钛产业虽然经过多年的发展,已经形成了一定的规模和水平,但是也面临着一些问题和挑战,如钒渣、钛渣、钛白粉等低端产品的产能过剩,以及钒合金、高端钛及钛合金等高端产品的产能不足和市场需求增长。这些问题和挑战制约了攀枝花市钒钛产业的发展水平和效益,也影响了攀枝花市的产业结构的转型。

3.1 钒渣、钛渣、钛白粉等低端产品的产能过剩

钒渣、钛渣、钛白粉等低端产品是攀枝花市钒钛产业的主要产品之一,也是攀枝花市钒钛产业的重要收入来源之一。钒渣、钛渣、钛白粉等低端产品是钒钛资源的初级加工产品,技术含量低,附加值低,市场竞争激烈,利润空间小。攀枝花市的钒渣、钛渣、钛白粉等低端产品的产能过剩,主要有以下几个原因:

一是钒钛资源开发利用不平衡导致供需失衡。钒钛磁铁矿的开发利用与钢铁生产密切相关。然而,在开发过程中,钒和钛的副产品利用不足,降低了钒钛的利用率。钒钛渣作为钒钛资源的次级加工产品,产量远远超出需求[6]。此外,钒钛渣的过剩和开发技术难度高,直接导致了低附加值钒钛产品的产生,如钒铁和钛白粉等[7]。这些低端产品的技术含量低,市场竞争激烈,利润空间有限。其生产反向导致了大量钒渣、钛渣等废弃物的排放,代表了钒钛资源的无效利用,并对环境造成污染。攀枝花市的钒钛资源开发利用不平衡,导致了供需失衡,进一步促成了钒渣、钛渣和钛白粉等低端产品的产能过剩问题。

二是钒钛产业结构不合理导致发展不协调。攀枝花市的钒钛产业结构存在不合理之处,主要表现在以下几个方面:布局不合理:钒钛产业主要集中在攀枝花市的西北部,与钒钛资源分布、市场需求和环境承载不匹配。这种布局不合理导致了运输成本的增加、市场竞争力的降低以及环境压力的加大。链条不完整:钒钛产业链条缺乏钒钛资源利用、回收环节,也缺乏钒钛产品研发、设计、测试等环节,甚至缺乏钒钛服务的咨询、培训、维护等环节。这种不完整的产业链条导致了附加值的降低、创新能力的削弱以及服务水平的下降。层次不高: 钒钛产业层次主要以原料和中间品为主,缺乏高端和新型钒钛产品。这种层次不高导致了技术含量的下降、市场需求的减小以及竞争优势的减弱。攀枝花市的钒钛产业结构不合理,导致了发展的不协调,并进一步导致了钒渣、钛渣、钛白粉等低端产品的产能过剩问题。

3.2 钒合金、高端钛及钛合金等高端产品的产能不足及不匹配市场需求

钒合金、高端钛及钛合金等高端产品是攀枝花市钒钛产业的重要方向和目标,也是其核心竞争力和未来潜力所在。这些产品作为钒钛资源的高级加工产品,具有高技术含量、高附加值、大市场需求和丰厚利润空间。它们在航空航天、国防军工、核能、新能源、化工、医疗、建筑等多个重要战略性产业中发挥着关键作用,是推动国家经济社会发展和国家安全的重要因素。然而,钒合金、高端钛及钛合金等高端产品的产能不足,并且不能很好地匹配市场需求的增长,这主要体现在以下两个方面:

一是钒合金、高端钛及钛合金等高端产品不能匹配市场需求增长。《“十四五”规划纲要》提出了加快建设制造强国、网络强国、数字中国、智慧社会的目标,并强调加快发展航空航天、国防军工、核能、新能源等战略性新兴产业。这些战略的实施对基于钒钛的高端产品的质量、性能、数量提出了更高的要求和更大的需求。然而,钒合金、高端钛及钛合金等高端产品的产能不足,且未能很好地适应这一市场需求的增长。

二是国际竞争压力导致产能不足。高端产品在国际市场上是稀缺资源和战略资源,由美国、俄罗斯、日本等发达国家主导供应。这些国家对产品的供应和控制具有严格限制,并且不断加大对产品的研发和创新,提高其技术水平和市场占有率。攀枝花市的高端产品产能不足,难以满足国内外市场需求,同时也难以抵御国际竞争压力。

四、攀枝花市钒钛产业的发展机遇

尽管攀枝花市的钒钛产业面临一系列问题和挑战,但同时也蕴含着一些机遇和希望。这些机遇和希望源自多方面因素,包括国家战略支持、市场需求变化、技术创新进步以及合作拓展空间等。这些因素为攀枝花市钒钛产业高端化转型提供了有利的条件和契机。

首先,国家战略支持为攀枝花市钒钛产业的高端化转型提供了政策保障和资金支持。在《“十四五”规划纲要》中,国家提出了加快建设制造强国、网络强国、数字中国、智慧社会的目标,并明确了加快发展航空航天、国防军工、核能、新能源等战略性新兴产业的重要性。这些战略性目标对钒钛产业的发展提出了更高的要求,并为其提供了重要支持。在《国家战略性新兴产业发展规划(2021-2025年)》中,国家再次强调了钒钛产业的重要地位,并提出了加快推进钒钛产业高端化、绿色化、智能化、集成化的目标。此外,国家还提出了加强钒钛产业的技术创新、产业协同、区域协作、国际合作等举措,以及增加政策扶持、资金投入、人才培养、基础设施建设的力度。这些政策措施为攀枝花市钒钛产业的发展提供了重要指引和动力,促进了其高端化转型的进程。

其次,市场需求的变化为攀枝花市的钒钛产业提供了高端化转型的市场机遇和空间。这种变化主要体现在以下几个方面:一是产品结构变化:钒钛产品的需求结构正在经历转变,由低端产品向高端产品、传统产品向新型产品、以及单一产品向多元产品转变。这种转变为攀枝花市的钒钛产业创造了更多的市场机会和空间。二是需求规模增长:随着国内外钒钛市场的扩大和深化,钒钛产品的需求规模不断增长。特别是钒合金、高端钛及钛合金等高端产品的需求规模迅速增加,为攀枝花市的钒钛产业提供了更多市场机遇和空间。三是需求质量提升:随着国内外钒钛市场的提升和升级,钒钛产品的需求质量不断提高。尤其是钒合金、高端钛及钛合金等高端产品的需求质量日益提升,为攀枝花市的钒钛产业提供了更多的市场机遇和空间。

再次,技术创新进步为攀枝花市的钒钛产业提供了技术支撑和优势。这种进步主要体现在以下几个方面:一是钒钛资源利用技术的提高:通过提高钒钛资源的选矿、冶炼、加工等工艺的效率和效果,实现了钒钛资源的全面和综合利用,减少了资源的浪费和损失,提高了资源的利用率和附加值。二是高附加值产品开发技术:通过开发钒合金、高端钛及钛合金、钒电池、钒钛功能材料等高端产品,提高了产品的性能和品质,增加了产品的附加值和市场竞争力。三是高效节能减排技术:采用清洁生产、循环经济、绿色制造等技术,实现了钒钛产业的节能减排和低碳发展,减少了能耗和排放,提高了环境效益和社会效益。

五、攀枝花市钒钛产业高端化转型的对策和建议

攀枝花市的钒钛产业要实现高端化转型,必须从增量扩能向提质增效和创新开拓转变,从资源型产业向技术型产业转变,从传统型产业向现代型产业转变,从低端型产业向高端型产业转变,从单一型产业向多元型产业转变,从封闭型产业向开放型产业转变,从污染型产业向绿色型产业转变,从地方型产业向国际型产业转变。为了实现这些转变,本文提出了以下几点对策和建议:

5.1 加强钒钛产业相关人才培养和“大科研团队”建设

钒钛产业相关人才和“大科研团队”建设是攀枝花市钒钛产业高端化转型的根本保证和关键支撑。攀枝花市需要着重加强人才培养和大科研团队建设,这是确保钒钛产业高端化转型顺利进行的至关重要的因素。为此,我们可以在以下几个方面做出努力:1.顶层设计和规划: 建立清晰的发展目标、路径、策略和措施是迈向高端化转型的关键一步。这不仅需要形成发展蓝图和路线图,还需要确立明确的指导方向,以便全面推动钒钛产业的转型。2.    组织领导和协调机制: 建立有效的领导小组、专家委员会和工作小组,构建科学决策和执行机制,将为高端化转型提供坚实的保障和有力的推动。3.科研创新和技术攻关: 构建科技创新中心、技术攻关平台和科技成果转化平台,形成系统完备的科技创新体系和技术攻关体系,以支持钒钛产业的技术提升和创新发展。4.人才引进和培养: 建立人才库、培养基地和激励机制,吸引和培养更多的高端人才,为钒钛产业的发展提供持续的智力支持和人才保障。5.大科研团队建设: 特别需要加强大科研团队的建设,针对产业发展中的“卡脖子”问题和关键技术难点展开有针对性的技术攻关,实现钒钛产业的跨越式发展。这种团队合作的力量将为攀枝花市的钒钛产业提供强大的支持和推动力。

5.2 开发高端钒钛功能材料以提高钒钛产品的附加值

提升高端钒钛功能材料和钒钛产品的附加值是攀枝花市钒钛产业高端化转型的核心内容和关键目标。攀枝花市应积极推动高端钒钛功能材料的研发和创新,开发具有高性能、高效率、高可靠性、高智能化、高环保性等特点的钒钛功能材料,例如钒钛纳米材料、钒钛复合材料、钒钛生物材料[8]、钒钛储能材料(全钒液流电池[9]、钒酸锂[10])、钒钛光电材料[11]、Ti3C2Tx MXene二维材料[12]等,以拓展应用领域和市场空间,提升技术水平和市场竞争力。同时,加强钒钛产品的设计和优化,提高钒钛产品的性能和品质,包括钒合金的强度、韧性、耐热性、耐腐蚀性等,以及高端钛及钛合金的轻质、高强度、高耐热、高耐腐蚀等特性,钒电池的容量、效率、寿命、安全性等,以提升附加值和市场需求。进一步,加强钒钛产品的测试和认证,提高质量和信誉,包括钒合金和高端钛及钛合金的化学成分、物理性能、力学性能、金相组织织织等,以及钒电池的电化学性能、电池性能、电池寿命等,通过国内外权威机构和标准的测试和认证,增强市场信任和市场认可。最后,加强钒钛产品的品牌和营销,提升知名度和影响力,例如钒合金、高端钛及钛合金、钒电池、钒钛功能材料等的品牌名称、形象和文化,通过多种媒体和渠道的宣传推广,增强市场吸引力和市场占有率。

5.3 加快钒钛新材料产业园区的建设和打造钒钛产业创新中心

攀枝花市正致力于建设钒钛新材料产业园区和打造钒钛产业创新中心,这两者是钒钛产业高端化转型的关键平台和核心载体。为了加速这一进程,攀枝花市将采取以下措施:1.加速规划和布局钒钛新材料产业园区,优化其位置和范围,合理规划园区的功能和结构,完善其设施和服务,同时打造园区的品牌和形象,为钒钛新材料产业提供一个优质的发展空间和环境。2.加快建设和运营,引进和培育行业领军企业和骨干企业,推动产业集聚和发展,形成完整的产业链和价值链,从而提升整个产业的规模和效益,为钒钛新材料产业的发展提供坚实的支撑。3.促进创新和协同,建立产业园区的创新联盟和平台,推动技术创新和产品创新,形成创新体系和机制,提升产业的创新能力和水平,确保钒钛新材料产业的持续发展和创新成果。

第四,加强与国内外钒钛产业链的合作和交流,拓展钒钛新材料的应用领域和市场空间,构建钒钛产业可持续发展的路径。积极与国内外钒钛产业对接和沟通,了解国内外钒钛产业的发展动态和需求变化,寻找钒钛新材料的合作伙伴和潜在客户,拓展钒钛新材料的出口渠道和市场份额,提高钒钛新材料的国际竞争力和影响力。强化与国内外钒钛产业的学习和借鉴,引进国内外钒钛产业的先进技术和管理经验,推动钒钒钒钛新材料的技术改造和产品升级,提升钒钛新材料的质量和性能,满足国内外钒钛新材料的高端需求和标准。第三,深化与国内外钒钛产业的创新和协作,参与国内外钒钛产业的科研项目和产学研合作,推动钒钛新材料的研发和应用,开发钒钛新材料的新品种和新功能,拓展钒钛新材料的新领域和新市场,为钒钛新材料的发展提供新的增长点和动力源。

第五,打造新钒钛产业生态,提升钒钛产业的集聚效应和辐射带动作用。攀枝花市将致力于构建新钒钛产业生态,主要包括以下几个方面:首先,建设钒钛产业的绿色生态,实现清洁生产和资源循环利用,减少资源消耗和环境污染,提高资源效率和环境效益,为产业发展奠定绿色基础。其次,营造和谐的产业生态,履行社会责任,关注员工福利和社区发展,促进公平竞争和合作共赢,增强社会认同和支持,为产业发展提供良好环境。再次,培育创新的产业生态,激发创新意识和潜力,培养创新人才和团队,建立创新网络和平台,提升创新能力和效果,为产业发展注入创新动力。最后,加速新材料产业园区的开放与合作,构建合作网络和平台,促进内外部合作,建立合作体系和机制,提高合作效率和效果,为产业发展提供广阔合作空间和资源支持。

六、结论

攀枝花市钒钛产业的高端化转型是攀枝花市经济社会发展的重要战略,也是攀枝花市钒钛产业的必然选择。攀枝花市钒钛产业的高端化转型需要从增量扩能向提质增效和创新开拓转变,加强钒钛产业相关人才的培养和大科研团队建设,开发高端钒钛功能材料,提高钒钛产品的附加值,加快钒钛新材料产业园区的建设,打造钒钛产业创新中心,加强与国内外钒钛产业链的合作和交流,拓展钒钛新材料的应用领域和市场空间,构建钒钛产业可持续发展的路径,打造新钒钛产业生态,提升钒钛产业的集聚效应和辐射带动作用,为攀枝花市经济社会发展贡献新的动力和价值。

参考文献:

[1] GAO F, OLAYIWOLA A U, LIU B, et al. Review of vanadium production part I: primary resources [J]. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 2022, 43(4): 466-88.

[2] 王录锋, 闫月娥. 从攀枝花钒钛磁铁矿中回收钪研究进展 [J]. 矿产综合利用, 2022, 43(4): 21-6, 52.

[3] 严伟平, 曾小波. 攀西地区钒钛磁铁矿资源开发利用水平评估方法研究 [J]. 矿产综合利用, 2020, 6: 79-83.

[4] 干勇, 彭苏萍, 毛景文, et al. 我国关键矿产及其材料产业供应链高质量发展战略研究 [J]. 中国工程科学, 2022, 24(3): 1-9.

[5] 欧杨, 孙永升, 余建文, et al. 钒钛磁铁矿加工利用研究现状及发展趋势 [J]. 钢铁研究学报, 2021, 33(4): 267-78.

[6] 王长龙, 马锦涛, 杨丰豪, et al. 钒钛铁尾矿复合胶凝材料的制备及性能 [J]. 钢铁钒钛, 2023, 44(1): 98-105.

[7] 毕胜. 近年中国钛白粉行业基本状况及发展展望 [J]. 钢铁钒钛, 2021, 42(2): 1-4.

[8] LóPEZ E V, CHAPARRO W A, RAMíREZ J, et al. Tribological characterization of TiVN trilayer coatings synthesized by sputtering for biomedical applications [J]. Ceramics International, 2023, 49(22): 36774-82.

[9] GUO Y, HUANG J, FENG J-K. Research progress in preparation of electrolyte for all-vanadium redox flow battery [J]. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2023, 118: 33-43.

[10]XIA D, GAO H, LI M, et al. Transition metal vanadates electrodes in lithium-ion batteries: a holistic review [J]. Energy Storage Materials, 2021, 35: 169-91.

[11]YU X, CHENG C, LIANG J, et al. Graphene‐Assisting Nonvolatile Vanadium Dioxide Phase Transition for Neuromorphic Machine Vision [J]. Advanced Functional Materials, 2024: 2312481.

[12]ZHAN X, SI C, ZHOU J, et al. MXene and MXene-based composites: synthesis, properties and environment-related applications [J]. Nanoscale Horizons, 2020, 5(2): 235-58.

*本文暂不支持打印功能

monitor