الاستثمار في التيتانيوم: أقوى من الفولاذ وأكثر كثافة من الألومنيوم

تطور علم المعادن

لقد تم بناء الحضارة على استخدام المعادن، منذ العصر البرونزي والعصر الحديدي وحتى العصر الحديث. وفي حين أن المعادن الأكثر استخدامًا اليوم هي الفولاذ والألمنيوم، إلا أن هناك حاجة إلى معادن أخرى للتكنولوجيا المتقدمة.

على سبيل المثال، يعد التنغستن، وهو أقسى معدن على وجه الأرض، عنصرًا بالغ الأهمية في أشباه الموصلات، والأسلحة، ومحركات الصواريخ، كما استكشفنا في "التنغستن - المعدن السري عالي التقنية"أو الأنتيمون، وهو مكون رئيسي في الذخيرة، والزجاج الكهروضوئي، وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء، كما ناقشنا في "القيود الصينية المفروضة على صادرات الأنتيمون تسلط الضوء على الأهمية الاستراتيجية لهذا المعدن".

من المعادن المهمة الأخرى التيتانيوم. تم اكتشاف هذا المعدن منذ فترة طويلة في عام 1791، وتم إنتاج أول كمية من التيتانيوم النقي في عام 1910. ولكن في العصر الحديث بدأ استخدامه في صناعة الطيران، والصناعة الكيميائية، والغرسات الطبية، والمجوهرات، والإلكترونيات الاستهلاكية.

مع استمرار تطور تكنولوجيتنا وارتفاع التوترات الجيوسياسية، ينبغي للمستثمرين الانتباه إلى هذا المعدن الذي لا يتم مناقشته في كثير من الأحيان.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة للتيتانيوم

إن أحد أهم فوائد التيتانيوم هو نسبة القوة إلى الوزن العالية التي يتمتع بها. حيث أن كثافة التيتانيوم أعلى من كثافة الألومنيوم بنحو 60%، ولكنه أقوى من سبائك الألومنيوم الأكثر استخداماً بأكثر من الضعف. كما أنه أقوى من الفولاذ بنفس الوزن، مما يعزز استخدامه في المواقف التي يشكل فيها الوزن أهمية كبيرة، مثل تطبيقات الطيران والفضاء.

يتمتع التيتانيوم أيضًا بنقطة انصهار عالية جدًا تبلغ 1,668 درجة مئوية (3,034 درجة فهرنهايت)، مما يجعله مقاومًا جدًا للحرارة. وهذا هو السبب أيضًا في أنه لم يكن مفيدًا جدًا حتى العصر الحديث، حيث تم اختراع المصاهر المتقدمة بما يكفي لتكرير وتشكيل التيتانيوم إلى أشكال مفيدة فقط بعد الحرب العالمية الثانية.

التيتانيوم مقاوم جدًا للتآكلمما يجعلها مادة جيدة في البيئات مثل مياه البحر.

تقوم البحرية الأمريكية بدمج التيتانيوم في العديد من سفن الوزارة للمعدات الموجودة على متنها مثل الخزانات والأنابيب والأبواب والفتحات بسبب ارتفاع تكاليف الصيانة والإصلاح الناجمة عن بيئات مياه البحر القاسية للغاية.

تيتانيوم.كوم

كما أنه يتحمله جسم الإنسان بشكل جيد، مما يجعله خيارًا جيدًا للغرسات الحيوية.

إنتاج التيتانيوم

من مميزات التيتانيوم أنه متوفر بكثرة مقارنة بالمعادن الأخرى عالية المقاومة. ويشكل المعدنان الرئيسيان اللذان يحتويان على التيتانيوم والروتيل والإلمنيت 2% من قشرة الأرض. وبشكل عام، يشكل التيتانيوم 24% من قشرة الأرض.

لذا فإن التيتانيوم ليس نادرًا جدًا أو صعب الإنتاج، مما يجعله مادة يمكن استخدامها صناعيًا على نطاق واسع بشكل واقعي. ولأن التيتانيوم شديد التفاعل عند درجات الحرارة المرتفعة، فقد كان الإنتاج الضخم يشكل تحديًا حتى تم اختراع عمليات جديدة في الخمسينيات.

يتم معالجة الإلمنيت (FeTiO3) أو الروتيل (TiO2) بالحرارة الحمراء مع الكربون والكلور للحصول على رباعي كلوريد التيتانيوم، TiCl4، والذي يتم تقطيره جزئيًا لإزالة الشوائب مثل كلوريد الحديديك، FeCl3.

يتم بعد ذلك اختزال TiCl4 باستخدام المغنيسيوم المنصهر عند حوالي 800 درجة مئوية (1,500 درجة فهرنهايت) في جو من الأرجون، ويتم إنتاج التيتانيوم المعدني ككتلة إسفنجية يمكن إزالة الفائض من المغنيسيوم وكلوريد المغنيسيوم منها عن طريق التطاير عند حوالي 1,000 درجة مئوية (1,800 درجة فهرنهايت).

الموسوعة البريطانية "بريتانيكا"

وبسبب نقطة انصهاره العالية وصعوبة عملية تكريره، فإن إنتاج التيتانيوم يتطلب قدراً أكبر من الطاقة مقارنة بالفولاذ. كما أن تشكيله ولحمه أصعب، مما يجعله أكثر تكلفة بشكل عام. ويتوفر التيتانيوم عموماً بأسعار تتراوح بين 35 و50 دولاراً للكيلوغرام، مقارنة بـ 1.5 دولار للكيلوغرام للفولاذ المقاوم للصدأ.

هذا الاختلاف في السعر هو السبب في عدم اعتماده في التطبيقات التي لا تكون هناك حاجة لخصائصه الفريدة، مثل المواد الهيكلية لصنع الفولاذ للبناء والسفن وما إلى ذلك. يمكن أيضًا إنتاج سبائك التيتانيوم عن طريق خلط التيتانيوم مع النحاس أو الحديد أو المنغنيز.

نظرة عامة على التيتانيوم

سوق التيتانيوم

تبلغ قيمة سوق التيتانيوم 26 مليار دولار أمريكي ومن المتوقع أن تنمو إلى 47 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2023، أو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 6.5%.

المصدر بحث الأسبقية

يتم استخدام 43% من التيتانيوم في منطقة آسيا والمحيط الهادئ، تليها 30% في أمريكا الشمالية و19% في أوروبا.

المصدر ذكاء موردور

المعدن أم ثاني أكسيد الكربون؟

ومن بين تطبيقات التيتانيوم، ينبغي لنا أن نميز بين معدن التيتانيوم وثاني أكسيد التيتانيوم.

ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) يستهلك 95% من خام التيتانيوم المستخرج ويستخدم كصبغة بيضاء قوية دائمة في الدهانات والورق ومعجون الأسنان والبلاستيك. هذه الصبغة مقاومة لأشعة الشمس وخاملة كيميائيًا.

المصدر الموسوعة البريطانية "بريتانيكا"

ويمكن بعد ذلك خلطه مع الصبغة لإنشاء ألوان وألوان زاهية.

هذه الخصائص البصرية هي السبب وراء استخدامها أيضًا في مستحضرات الوقاية من الشمس، وذلك بفضل قدرتها على عكس وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية.

المصدر Chemours

معدن استراتيجي

في شكله المعدني النقي والسبائكي، يتم تقدير التيتانيوم لمقاومته (للحرارة والتآكل والإجهاد الميكانيكي) وكثافته المنخفضة مقارنة بالفولاذ. وبسبب سعره، فإن هذا هو المكان الذي يقتصر عليه في الغالب في الوقت الحالي.

الفضاء والجيش

وهذا هو التطبيق الأكثر استراتيجية على الإطلاق والأكثر مناقشة.

تُستخدم سبائك التيتانيوم التي تخلط المعدن بالألمنيوم والموليبدينوم والحديد في الطائرات والمركبات الفضائية والصواريخ. واعتمادًا على حالة الاستخدام، قد يكون السبب الرئيسي هو مقاومة الوزن أو الحرارة.

لوكهيد A-12 – أول طائرة مصنوعة من 93% من التيتانيوم – المصدر: متجهات الهواء

ولنفس السبب، يتم استخدامه أيضًا في دروع الدروع والمكونات الفرعية لأنظمة الأسلحة.

كما أن مقاومة التآكل تجعل التيتانيوم أيضًا مادة مفضلة لهياكل السفن والغواصات وغيرها من الهياكل المعرضة لمياه البحر.

وهذا ينطبق على التطبيقات العسكرية، ولكن أيضا على التطبيقات المدنية، حيث تستخدم شركتا إيرباص وبوينج التيتانيوم بشكل كبير في أحدث طرازات طائراتهما. وهذا مهم بشكل خاص مع تزايد الطلب على الطائرات الموفرة للوقود بسبب شركات الطيران التي تفرض قيودا على التكاليف وضرائب الكربون المتزايدة.

الاستخدامات الصناعية

وهنا أيضًا، تجعل الحرارة الشديدة ومقاومة التآكل من التيتانيوم أمرًا مهمًا للتطبيقات الرئيسية. على سبيل المثال، يُستخدم التيتانيوم في الأنابيب والخزانات في محطات تحلية المياه، مما يسمح للأنابيب بمقاومة التآكل بسبب الملح (وخاصة المحاليل الملحية المركزة المنتجة في عملية تحلية المياه).

تعتبر نفس المقاومة للتآكل ذات قيمة في معدات المعالجة الكيميائية والحرارة في المبادلات الحرارية. كما أنها شائعة الاستخدام استخدامات مقاومة التآكل في صناعة النفط والغاز.

بشكل عام، تستخدم التطبيقات التي تكون فيها المتانة والسلامة ذات أهمية قصوى التيتانيوم أيضًا لتقليل المخاطر وزيادة عمر المادة.

بضائع المستهلكين

نظرًا لوزنه الخفيف ومتانته، يُستخدم معدن التيتانيوم والسبائك القائمة عليه في العديد من المنتجات الاستهلاكية الراقية. ويشمل ذلك على سبيل المثال مضارب الجولف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والدراجات ومعدات التسلق والعكازات. كما يُستخدم أيضًا في المجوهرات، وخاصة الخواتم للرجال.

المصدر Gthic

الاستخدامات الطبية

يتفاعل معدن التيتانيوم جيدًا مع العظام ومن المعروف أنه لا يتفاعل كثيرًا مع أنسجة الجسم والجهاز المناعي. وهذا ما جعله أفضل معدن لاستبدال المفاصل (خاصة مفاصل الورك والركبة) وزراعة الأسنان.

المصدر مركز MW لطب الأسنان

وتعتبر القوة الإضافية ملحوظة أيضًا عند استبدال المفصل، حيث إنها تحد من تآكل الزرعة.

الاستدامة

إن متانة التيتانيوم تمنحه عمرًا أطول. وبالإضافة إلى قابليته الممتازة لإعادة التدوير، فإن هذا يجعل التيتانيوم خيارًا صديقًا للبيئة عندما يتعلق الأمر بالمعادن.

يمكن استخدامه أيضًا في بعض الأحيان في تطبيقات مثل توربينات الرياح لمقاومته. يمكن أيضًا قد يكون مفيدًا للتصاميم الجديدة للبطاريات القابلة لإعادة الشحن.

علم السياسة الطبيعية

نظرًا لأهميته في التطبيقات الفضائية والعسكرية، فقد اعتُبر معدن التيتانيوم منذ فترة طويلة معدنًا استراتيجيًا.

كان الاتحاد السوفييتي هو أول من استخدم هذا المعدن، ثم تبنته الولايات المتحدة وحلفاؤها في وقت لاحق.

اعتبرت الحكومة الأمريكية التيتانيوم مادة استراتيجية طوال فترة الحرب الباردة. واحتفظت الحكومة، وتحديدًا مركز المخزون الوطني للدفاع، بمخزون كبير من إسفنج التيتانيوم حتى نفد أخيرًا في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.

الإنتاج حسب البلد

اليوم، يتم استخراج التيتانيوم بشكل رئيسي في الصين وموزامبيق وجنوب أفريقيا، ثم النرويج وكندا.

ولكن عملية تكرير التيتانيوم وتحويله إلى إسفنج التيتانيوم، وهو المكون الذي يدخل في صناعة ثاني أكسيد التيتانيوم، ومعادن التيتانيوم، وسبائك التيتانيوم، ترسم صورة مختلفة. ففي هذا الصدد، تتقدم الصين بفارق كبير، حيث من المتوقع أن يبلغ إنتاجها 120,000 ألف طن متري في عام 2023. تليها اليابان بإنتاج 35,000 ألف طن متري، وروسيا بإنتاج 27,000 ألف طن متري، وكازاخستان بإنتاج 16,000 ألف طن متري.

المصدر: مراجعة سكان العالم

بشكل كبير، التيتانيوم مستثنى من حظر الاستيراد من روسيا في أعقاب حرب أوكرانيا، بلغ إجمالي قيمة واردات التيتانيوم 375 مليون دولار في عام 2023.

"نعتقد أن فرض عقوبات على التيتانيوم القادم من روسيا سيكون بمثابة فرض عقوبات على أنفسنا".

غيوم فوري – الرئيس التنفيذي لشركة إيرباص

ويرجع ذلك إلى أن الدول الغربية تفتقر إلى إنتاج محلي كبير من التيتانيوم، ولا يمكنها الاعتماد على اليابان وحدها لتلبية احتياجاتها.

"قد تقوم روسيا بإيقاف تدفق هذه المواد... وتترك الشركات ذات الأهمية الحيوية للدفاع الوطني والطيران المدني في حالة من الفوضى".

ويليام جورج – مدير الأبحاث في شركة إمبورت جينيوس لصحيفة واشنطن بوست

الاستثمار في التيتانيوم

التيتانيوم مادة معروفة لدى عامة الناس باعتبارها مادة عالية التقنية تستخدم في صناعة مضارب الذهب أو في عمليات زراعة مفصل الورك. ولكنها في الواقع موجودة في كل مكان، أولاً كطلاء وأصباغ في كل مكان، ثم كمادة أساسية في الطائرات والأسلحة والمصانع والأنابيب، وما إلى ذلك.

عندما اعتُبر التيتانيوم معرضًا لخطر العجز بسبب الحظر المحتمل على الصادرات الروسية في أوائل عام 2022، شهد ارتفاعًا مفاجئًا في السعر. ومنذ ذلك الحين، عادت الأسعار إلى مستويات ما قبل الحرب ولكن فوق اتجاه 2018-2021.

المصدر اقتصاديات التداول

بطبيعة الحال، قد يكون لتصعيد التوترات التجارية مع الصين تأثير أكبر. ونظراً للخفض الأخير لصادرات الصين من المعادن الأرضية النادرة الاستراتيجية والأنتيمون، فقد يكون هذا المعدن الاستراتيجي التالي المعرض للخطر (إلى جانب التنغستن).

في حين أنه من الممكن بالفعل شراء التيتانيوم مباشرة للاستثمار في شكل معدن مادي، إلا أنه لا يعتبر في الحقيقة معدنًا ثمينًا أو معدنًا استثماريًا مثل الذهب أو الفضة أو حتى البلاتين.

المصدر سبائك البطل

بشكل عام، كانت أسواق التيتانيوم في حالة من نقص العرض لفترة من الوقت، مع توقعات بأن يستمر الوضع ويزداد سوءًا في السنوات القادمة، مع الحاجة إلى 3 ملايين طن من الإلمنيت المعروض الجديد لتلبية الطلب بحلول عام 2027.

المصدر موارد كينماري

يمكنك الاستثمار في الشركات المرتبطة بالتيتانيوم من خلال العديد من الوسطاء، ويمكنك العثور عليها هنا، على الأوراق المالية.io، توصياتنا لأفضل الوسطاء في الولايات المتحدة الأمريكية, كندا, أسترالياو المملكة المتحدة, وكذلك العديد من البلدان الأخرى.

إذا لم تكن مهتمًا باختيار شركات محددة مرتبطة بالتيتانيوم، فيمكنك أيضًا البحث في صناديق الاستثمار المتداولة مثل صندوق فان إيك للمؤشرات المتداولة في البورصة للمعادن النادرة والاستراتيجية (REMX) مما سيوفر تعرضًا أكثر تنوعًا للاستفادة من صناعة التعدين.

أو يمكنك قراءة مقالاتنا المخصصة حول "التنغستن - المعدن السري عالي التقنية" و "القيود الصينية المفروضة على صادرات الأنتيمون تسلط الضوء على الأهمية الاستراتيجية لهذا المعدن"، والتي تقدم فرصًا وظروفًا مماثلة للإهمال الطويل تليها أهمية جيوسياسية متجددة عاجلة لهذه المعادن الاستراتيجية.

شركات التيتانيوم

1. كينمار الموارد (كمربف)

تملك هذه الشركة التعدينية منجم Moma Titanium Minerals في موزمبيق، وهو أحد أكبر رواسب التيتانيوم على وجه الأرض. وتشير التقديرات إلى أنه يحتوي على ما يصل إلى 14.4 مليار طن من احتياطي الخام، بما في ذلك 2.6% من الإلمنيت.

وتعتبر قاعدة الموارد المعدنية في متحف الفن الحديث كافية لدعم الإنتاج بالمعدلات الحالية لأكثر من 100 عام وتوفر فرصًا كبيرة لمزيد من توسعات المناجم في المستقبل لتلبية الطلب المتزايد على هذه المنتجات.

موارد كينماري

تمثل الشركة 7% من إمدادات التيتانيوم الخام في العالم.

المصدر موارد كينماري

وفي السنوات الأخيرة، شهدت الشركة نمواً قوياً في أرباحها، وذلك بفضل الأرباح القياسية التي حققتها من ارتفاع الأسعار في عام 2022.

كما قامت أيضًا بإعادة شراء 15.6% من إجمالي الأسهم في عام 2021 (مقابل 83 مليون دولار) و5.9% من إجمالي الأسهم في عام 2023 (مقابل 30 مليون دولار).

المصدر موارد كينماري

وسوف يحتاج المستثمرون في كينماري إلى أن يكونوا على دراية بالموقع الجغرافي للمناجم الرئيسية، حيث أن أفريقيا بعيدة كل البعد عن أفضل مناطق التعدين، فضلاً عن عدم استقرار الأسعار المتأصل في السلع المتخصصة مثل التيتانيوم.

2. أيه تي آي – ألغيني تكنولوجيز

AIUT هي شركة منتجة للمعادن الأساسية لأسواق الفضاء والدفاع العالمية. ويشمل ذلك التيتانيوم، بالإضافة إلى الفولاذ والنيكل والكوبالت والزركونيوم والتنغستن والنيوبيوم والهافنيوم والتنتالوم والفاناديوم.

وفي عام 2024، شهدت الشركة نموًا سنويًا بنسبة 45% في مبيعات التيتانيوم، مدفوعة بالطلب القوي في مجال الطيران والفضاء. كما شهدت نموًا بنسبة 47% في الأسواق الطبية و12-18% في أسواق الدفاع والطاقة المتخصصة والإلكترونيات.

بشكل عام، شكلت محركات الطائرات النفاثة وهياكل الطائرات (المدنية/التجارية) والدفاعية الجزء الأكبر من أعمال الشركة.

المصدر ATI

وبحلول نهاية العام، ستزيد قدرتها على صهر التيتانيوم بنسبة 45%.

وتلعب الشركة دورًا رئيسيًا في إعادة التصنيع وتوطين الإمدادات الاستراتيجية مثل التيتانيوم في الولايات المتحدة، جنبًا إلى جنب مع المنافسين شركة تيتانيوم ميتال.

وهذا يمثل اتجاها مهما للشركة، حيث يعتبر الإمداد الآمن الآن ضرورة من قبل شركات الطيران (بما في ذلك الشركات المدنية) والدفاعية، بعد أكثر من عقد من الرضا عن النفس باستخدام الإمدادات الروسية والصينية بدلا من ذلك.

وهذا يضع ATI في وضع جيد لتوسيع أنشطتها في المستقبل وتوفير حماية للمستثمرين ضد ظاهرة العولمة.

3. كيمورز

شركة كيمورس هي شركة فرعية من شركة دوبونت العملاقة في مجال الصناعات الكيميائية، ومقرها الولايات المتحدة. وهي متخصصة في إنتاج أكسيد التيتانيوم، فضلاً عن إنتاجها للتفلون. كما تنتج غازات التبريد.

ويشكل التيتانيوم الجزء الرئيسي من أعمال الشركة، حيث يمثل أكثر من نصف إيراداتها.

المصدر Chemours

تبيع شركة Chemours منتجاتها في الغالب إلى أمريكا الشمالية (45%) تليها منطقة آسيا والمحيط الهادئ (24%) ومنطقة أوروبا والشرق الأوسط وأفريقيا (20%).

يحتوي قسم التبريد على الفريون القديم، والأوبتيون الأحدث مع انبعاث أقل بكثير من الغازات المسببة للاحتباس الحراري.

يشتمل قطاع المواد المتقدمة على مادة تفلون المضادة للالتصاق، ومادة فيتون المرنة، ومواد التشحيم عالية الأداء كريتوكس، وغشاء نافيون.

المصدر Chemours

يمكن استخدام النافيون في تنقية المياه وتحلية المياه، بالإضافة إلى إنتاج الهيدروجين واستخدامه في خلايا الوقود.

تتجاوز تطبيقات التيفلون المقالي غير اللاصقة إلى حد كبير، وتشمل دعم إنتاج شفرات توربينات الرياح، كمادة رابطة في بطاريات السيارات الكهربائية، أو كختم لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، أو كمادة رابطة في الأقطاب الكهربائية لإنتاج الهيدروجين.

وقد تمت الموافقة مؤخرًا على استخدام التيفلون في أشباه الموصلات. وهذا يجعل شركة Chemours هي الشركة الوحيدة المصنعة لراتنج PFA في الولايات المتحدة، وهو أمر بالغ الأهمية لسلسلة توريد آمنة بموجب قانون CHIPS والعلوم.

بشكل عام، تعد شركة Chemours شركة كيميائية متخصصة للغاية، وتتمتع بقيادة قوية في قطاعها ورثتها من الشركة الأم السابقة DuPont.

وبالإضافة إلى التيتانيوم، تتمتع الشركة أيضًا ببعض الملكية الفكرية الخاصة بالمواد الكيميائية المتخصصة. ومن مبردات الانبعاثات إلى إنتاج الهيدروجين واستخدامه، من المرجح أن تستفيد شركة كيمورس من اتجاهات خفض انبعاثات الكربون، فضلاً عن الطلب العالمي المتزايد على الدهانات والمواد الملونة.