業界背景

中国規格YS/T 298-2024「高チタンスラグ」は2024年10月24日に正式に発表され、2025年5月1日に発効します。
この改訂は、資源の入手可能性の変化、生産技術の進歩、環境に優しく持続可能な製造に対する要求の高まりなど、中国のチタン産業の最新の変化を反映しています。

自然界では、チタン鉱物は主に酸化物として存在します。天然のルチルやイルメナイト砂などの高品質なチタン原料は、主にオーストラリア、アメリカ合衆国、カナダ、ベトナム、インド、そしてアフリカ沿岸諸国などで産出されます。一方、チタンの一次鉱床やバナジウムチタンマグネタイトは、中国、旧ソ連地域、南アフリカに広く分布しています。

一次チタン鉱石のほとんどは二酸化チタン（二酸化チタン₂）含有量が比較的低いため、電気炉製錬などの精製工程を経てTiO₂含有量を70%以上に高める必要があります。この濃縮工程を経て初めて、四塩化チタン（塩化チタン₄）や溶接電極の製造に使用することができます。
現在、業界では、低カルシウムマグネシウム高チタンスラグ、UGSスラグ、合成ルチル、天然ルチルが高品質のチタン原料として広く認識されています。

高品位天然ルチル資源の減少が続く中、世界のチタン資源構造は大きく変化しました。現在、チタン資源の大部分はTiO₂含有量が40～50%のイルメナイト精鉱の形で存在し、工業利用には更なる精製が必要です。こうした状況下、高チタンスラグと合成ルチルが主要な精製製品となっています。中でも、電炉高チタンスラグは精製チタン原料全体の70%以上を占め、二酸化チタン、スポンジチタン、その他の下流チタン製品の主要原料となっています。

ワイエス/T 298の旧版は2015年に改訂され、主に中国における小規模な高チタンスラグ炉および小型塩素処理システムに適用されていました。しかし近年、旧式の設備が段階的に廃止される一方で、大型スラグ炉および大型上部排出塩素処理システムが急速に発展しました。同時に、四塩化チタンの生産技術も大幅に向上しました。その結果、旧規格は品位分類、化学成分管理、粒度要件、試験方法などにおいて、現在の業界のニーズを十分に満たすことができず、今回の改訂が必要となりました。

新規格の主な改訂点

1. 最適化されたグレードシステム

高品質のチタン鉱石資源の枯渇が進むにつれ、94%品位の高チタンスラグの製造に適した原料の供給は減少の一途を辿っています。その結果、生産量が制限され、コストが高騰し、TZ94グレードの実用性が低下しました。実際の産業界の需要に基づき、今回の規格改正ではTZ94グレードを廃止しました。

同時に、中国の輸入チタン鉱石への依存度は徐々に低下し、塩素化技術は低品位スラグの処理能力を向上させてきました。四塩化チタン生産に使用される高チタン含有スラグ全体をより適切にカバーするため、新規格ではTZ88-1、TZ88-2、TZ83、TZ80、TZ78、TZ76、TZ74といった新たな等級が追加され、等級分けシステムの適用範囲と柔軟性が大幅に拡大しました。

より正確で実用的な化学組成要件

中国における高チタンスラグ生産は、主に 2 種類のイルメナイト精鉱に依存しています。

輸入沿岸砂イルメナイト
これらの鉱石は自然風化と重力分離を経ており、特に酸化カルシウム（酸化カルシウム）と酸化マグネシウム（酸化マグネシウム）などの不純物含有量が低くなっています。そのため、流動床塩素化プロセスに適しています。

国内産バナジウムチタン磁鉄鉱から分離されたイルメナイト
元の鉱石は自然風化を受けていないため、不純物含有量、特にカルシウムとマグネシウムの含有量が比較的高くなります。このタイプの鉱石から生成されるスラグは、通常、二酸化チタン₂の品位が低く、主に溶融塩塩素化プロセスに使用されます。

これらの違いを反映するため、改訂された規格では、TZ92、TZ90、TZ88、TZ85などのグレードに低カルシウム・マグネシウム指示薬が導入されました。さらに、酸化スズ₂、酸化ジルコニウム₂、注記₂O₅などの不純物に対する制限値がより厳しく設定され、塩素処理におけるチタン反応の完全性と回収効率の向上が図られています。

この規格では、一部の塩素化プロセスがルチル型二酸化チタンの含有量に特に敏感であることも考慮されています。このパラメータが初めて品質管理システムに正式に組み込まれたことで、製品評価が実際の生産要件により適合したものとなりました。

プロセスニーズに合わせた粒子サイズ要件

塩素化技術によって、高チタンスラグの粒子サイズ要件は大きく異なります。

流動床塩素処理では、塩素ガスとの良好な混合と安定した流動化を確保するために、比較的狭い粒度分布が必要です。

溶融塩塩素処理では、通常、スラグが溶融塩浴および上昇する塩素ガスとより速く反応し、底に沈む物質を減らすことができるように、より細かい粒子が好まれます。

2015年規格では、粒子径に関する一般的なガイドラインのみが示されていました。改訂版では、粒子径要件が明確に精緻化され、異なるプロセス経路に応じて調整されており、詳細な仕様は規格の表2に記載されています。

業界の慣行に合わせた最新のテスト方法

改訂規格では、新たに追加された化学成分指標に対応するため、ワイエス/T 514「高チタンスラグおよびルチルの化学分析方法」（全部）の最新版を全面的に採用しています。

さらに、従来の規格では高チタンスラグ中のルチル型TiO₂含有量の測定方法が規定されていなかったため、今回の改訂では検証済みの試験方法を導入しました。この方法は実験検証によって確認されており、規範的な付録として添付されており、品質試験の信頼性と実用性が大幅に向上しています。

業界への影響と結論

高チタンスラグは、中国のチタン産業において重要な中間原料です。その原料供給源、生産プロセス、品質レベルは、二酸化チタンやスポンジチタンといった下流製品の性能、耐用年数、環境安全性に直接影響を及ぼします。

ワイエス/T 298-2024の発行と施行は、チタン資源構造の変化、高チタンスラグ生産技術の進歩、そしてチタン産業の継続的な拡大に直接対応しています。生産、取引、そして応用のための明確で統一された実用的な品質基準を確立することにより、この新規格は以下のことに貢献します。

• 高チタンスラグ品質の一貫性と安定性を向上します。

• 上流パートナーと下流パートナー間の通信および取引コストを削減します。

• チタン業界の、より高い効率性、より環境に優しい生産、そしてより大規模な操業への移行をサポートします。

全体として、この規格は、中国のチタン産業と世界のチタンバリューチェーンの持続可能な発展にとって重要な技術的および規制的基盤を提供します。