UDC 544.527.23

A KALCINÁCIÓS HŐMÉRSÉKLET HATÁSA A TITÁN-DIOXID TULAJDONSÁGAIRA

Balabascsuk. és V.,

Kemerovo Állami Egyetem

A titán-dioxidot széles körben használják szorbensként és fotokatalizátorként. Egy-egy kapacitásban történő felhasználásának hatékonyságát a diszpergáló közeg összetétele, a prekurzor betáplálási sebessége, a szintézis pH-ja, valamint a metatitánsavas kalcinálás hőmérséklete és időtartama határozza meg.

Munkánk célja a kalcinációs hőmérséklet hatásának vizsgálata volt a titán-dioxid részecskék adszorpciós és fotokatalitikus tulajdonságaira.

A titán-dioxidot titanil-szulfát kálium-hidroxid-oldattal végzett termikus hidrolízisével nyerték. A kapott kálium-titanátot desztillált vízzel mossuk, hogy eltávolítsuk a kationos és anionos szennyeződéseket. Ezután a mosott kálium-titanátot sósavoldattal elegyítjük, és egy órán át 90 °C-on tartjuk. Ezután a csapadékot kálium-hidroxid oldattal pH 6, 5,4, 3,2 értékre semlegesítettük, és 1100 °C-on (R-1100), 900 °C-on (R-900) és 600 °C-on (R-) kalcináltuk. 600), ill. A röntgendiffrakciós analízis eredményei szerint a titán-dioxid minden mintája rutilos módosulattal rendelkezik. A szintetizált titán-dioxid részecskék adszorpciós jellemzőinek meghatározásához a fotokatalizátor kimért részét anionos (kongóvörös) és kationos (szafranin-T) festékek oldatával összekevertük, és 24 órán át sötétben hagytuk. színezékeket spektrofotometriás módszerrel határoztuk meg. A vizsgálat eredményeit az 1. ábra mutatja.

Rizs. 1. ábra Titán-dioxid részecskék adszorpciós és fotokatalitikus jellemzői a festék fakulási reakciójában: a) Kongó-vörös,

b) safranina-T.

Megállapítható, hogy a kongóvörös anionos festék fotokatalitikus lebomlásának és adszorpciójának reakciójában a legjobb teljesítményt az R-600 minta (1a. ábra) jellemzi, amelyet 3,2 pH-n szintetizáltak és 600°C-os lágyítási hőmérsékletet. A pH-értékek és a kalcinációs hőmérséklet növekedése a vizsgált jellemzők értékének csökkenéséhez vezet. Az R-900 és R-1100 minták esetében ezek az értékek 3,5-szeres, illetve 20-as faktorral csökkennek.

A kationos safranin-T festék adszorpciója némileg eltérően megy végbe (1b. ábra). Legmagasabb érték a szorpciós kapacitás az R-900 mintát mutatja. A minták kalcinálása 1100°C-on a szorpciós kapacitás 2-szeres csökkenéséhez vezet. A kalcinálási hőmérséklet csökkenése a titán-dioxid részecskék szorpciós képességének szinte teljes eltűnéséhez vezet.

Így az alacsony pH-értéken és 600-900°C-os kalcinációs hőmérsékleten szintetizált titán-dioxid minták rendelkeznek a legjobb fotokatalitikus és adszorpciós tulajdonságokkal. A hőkezelés és a szintézis pH hatása a titán-dioxid adszorpciós képességére összefüggésbe hozható a TiO2 részecskék felületén ioncserére és festékmolekulák visszatartására képes oxohidroxid csoportok képződésével.

Tudományos tanácsadó - a kémia doktora, professzor, "Kemerovói Állami Egyetem"

UDC 677.077.62

M. A. Szalyakhova, I. Sh. Abdullin, V. V. Uvaev, E. N. Pukhacseva

KOMPOZIT ANYAGOK ADSZORPCIÓS TULAJDONSÁGÁNAK VIZSGÁLATA

BEVEZETETT TITÁN-DIOXIDVAL

Kulcsszavak: kompozit anyag beágyazott titán-dioxiddal, titán-dioxid, szilícium-dioxid, szorpció,

adszorpciós tulajdonságok.

A fotokatalitikus kompozit anyag adszorpciós tulajdonságait két mutató értékeli: az anyagminták benzol és etil-acetát telített gőzei szorpciójának egyensúlyi értéke és az anyagminták szorpciós terének határtérfogata.

Kulcsszavak: kompozit anyag beágyazott titán-dioxiddal, titán-dioxid, szilícium-dioxid, szorpció, adszorpciós tulajdonságok.

A fotokatalitikus kompozit anyagok adszorpciós tulajdonságait két paraméterrel értékeljük: a benzol és etil-acetát anyagminták telített gőzeinek egyensúlyi szorpciójának értékével és a szorpciós tér anyagminták térfogatának korlátozásával.

BAN BEN utóbbi évek intenzíven fejlesztik a védőanyagok új generációjának és nanorendszerekkel készült termékeknek a kutatását és fejlesztését. A leggyakrabban használt fotokatalitikus eljárás a titán-dioxid, mint az egyik legkémiailag és hőstabilabb és nem mérgező termék. A nanoizált szervetlen oxidok használhatók a veszélyes mérgező anyagokkal szennyezett anyagok, köztük a mérgező anyagok fertőtlenítésére, valamint a levegő megtisztítására a mérgező gőzöktől és gázoktól. vegyi anyagok.

A kompozit anyagot úgy állítják elő, hogy egy szőtt cellulóz tartalmú textil alapon egymás után egy adszorbens réteget, majd egy fotokatalitikus réteget képeznek. Az adszorbens réteg kialakulása a szövött vagy nem szőtt cellulóz tartalmú textil alapon a szol-gél technológia szerint a textilalap nanoméretű alumínium-oxid részecskéket tartalmazó vizes diszperzióval való impregnálása és hőmérsékleten történő szárítása eredményeként történik. (100±5) °C. A pozitív töltésű alumínium-oxid részecskék a textilalap negatív töltésű felületén rögzülnek, mind az elektrosztatikus kölcsönhatás, mind az alumínium-oxid részecskék textil alapszál általi mechanikai visszatartása miatt. A fotokatalitikus réteg képződése adszorbens réteget tartalmazó szőtt cellulóztartalmú textil alapon a szol-gél technológia szerint az anyagminta szilícium-dioxid és titán-dioxid komplexet tartalmazó vizes diszperzióval való impregnálása, szárítása eredményeként történik. impregnált mintát (80-90) °C hőmérsékleten 30 percig, majd vízzel mossuk és szárítjuk (100±5) °C hőmérsékleten. A textil alap felületén rögzített alumínium-oxid kifejlesztett felülete jó tapadást biztosít a szilícium-dioxid komplexnek a titán-dioxiddal az adszorbens réteg felületén.

Ha textil alapú adszorbens réteget és fotokatalitikus réteget alakítanak ki,

az egyes szálak nem sérülnek, és a textil alap textúrája nem változik.

Fotokatalitikus kompozit anyag, amely szőtt vagy cellulóz tartalmú textil alapot, fotokatalitikus réteget tartalmaz aluminátionokkal módosított szilícium-dioxid és anatázzal módosított titán-dioxid komplexet, valamint böhmit alumínium-oxidot tartalmazó adszorbens réteget, amely a fotokatalitikus réteg és a textil között helyezkedik el. bázis, fokozott adszorpciós tulajdonságok jellemzik a poláris és a nem polárishoz képest kémiai vegyületek UV fénnyel besugározva magas fotokatalitikus aktivitást és antibakteriális tulajdonságokat mutat. Adszorbens réteg kialakításához egy vizes alumínium-oxid diszperziót használnak, amely 9,0-9,5 tömeg%-os böhmit szerkezetű alumínium-oxid nanoméretű részecskéket tartalmaz, oldat pH 3,8. Pordiffraktometriával megállapították, hogy a nanoméretű alumínium-oxid böhmit (y-AYOH) rombuszos kristályszerkezettel rendelkezik (szám: 01-083-1506 a PDF-2 adatbázisban). A böhmit szerkezetű alumínium-oxid fejlett felülettel, nagy elektropozitív töltéssel rendelkezik, adszorpciós tulajdonságokkal rendelkezik a poláris és nem poláris kémiai vegyületek tekintetében, és képes megfogni a mikroorganizmusokat.

A fotokatalitikus kompozit anyag adszorpciós tulajdonságait két mutató értékeli: az anyagminták benzol és etil-acetát telített gőzeinek szorpciójának egyensúlyi értéke, valamint az anyagminták szorpciós terének határtérfogata statikus aktivitás körülményei között 25°C hőmérsékleten. A pamutszövet alapú fotokatalitikus kompozit anyag adszorpciós tulajdonságait az 1. és 2. táblázat mutatja be.

1. táblázat - Pamutszövet alapú fotokatalitikus kompozit anyag adszorpciós tulajdonságai

fotokatalitikus benzol

kompozit anyag, %

Fotó- Kötés- Adszor- Egyenlő- Határ-

katalizátor SiO2mobent rugó térfogata

torlódás difi- (Y- érték eat sorb-

TiO2, ciro-A1OOH) szorpció

anatáz fürdő és böhmit aS, mg/g pro-

A1(OH)4-terek

25 25 50 104 118

Egy vegyi vegyület telített gőzeinek anyagminta általi szorpciójának egyensúlyi értékét a minta által abszorbeált kémiai vegyület gőzeinek a minta tömegéhez viszonyított arányaként határozzuk meg. Az anyagminta szorpciós terének határtérfogatát a szorpció egyensúlyi értéke és a kémiai vegyület sűrűsége alapján számítjuk ki.

2. táblázat - Pamutszövet alapú fotokatalitikus kompozit anyag adszorpciós tulajdonságai

Amint az 1. és 2. táblázatban látható példákból látható, a beágyazott titán-dioxidot tartalmazó kompozit anyagot a poláris és nem poláris kémiai vegyületekhez képest megnövekedett adszorpciós tulajdonságok jellemzik a két adszorbens rendelkezésre álló felületének növekedése miatt. - nanodiszperz szilícium és alumínium-oxidok.

Irodalom

1. Szűrő-szorbeáló anyag beágyazott fotokatalizátorral / M.A. Salyakhova [et al.] // Vestnik Kazanskogo Műszaki Egyetem. -2013.vol.16. 23. szám - S. 52-53.

2. Textilanyagok fotokémiai megsemmisítése / M.A. Salyakhova [et al.] // Bulletin of the Kazan Technological University. - 2013. évf.16. 17. szám - 92-93.

3. Shabanova, N.A. A nanodiszperz oxidok kémiája és technológiája [Szöveg] / N.A. Shabanova, V. V. Popov, P. D. Sarkisov - M.: ICC "Akademkniga", 2007. - 309 p.

Fotokatalizátor TiO2, anatáz Kötőanyag SiO2 módosított A1(OH)4- Adszorbens (Y-A1OOH) böhmit Egyensúlyi szorpciós érték aS, mg/g Szorpciós tér limitáló térfogata WS, cm3/g

25 25 50 134 152

25 30 45 130 148

25 35 40 128 145

30 30 40 126 143

30 35 35 122 139

35 35 30 119 135

© M. A. Salyakhova - Ph.D. kávézó nagy molekulatömegű anyagok plazmakémiai és nanotechnológiái KNRTU, [e-mail védett]; I. Sh. Abdullin – a műszaki tudományok doktora. tudományok, prof., főnök. kávézó of Plasma-Chemical and Nanotechnologies of High-Molecular Materials KNITU, аb(M1m^@k51u.gi; V. V. Uvaev - a kémiai tudományok kandidátusa, a KazKhimNII OJSC vezérigazgatója; E. N. Pukhacheva - a műszaki tudományok kandidátusa, laboratóriumi vezető kutató. 5. KazKhimNII JSC, [e-mail védett]

©M. A. Salyahova - a KNRTU nagy molekulatömegű anyagok plazmakémiai és nanotechnológiái tanszékének posztgraduális diplomája, [e-mail védett]; I. Sh. Abdullin - a műszaki tudományok doktora, a KNRTU nagy molekulájú anyagok plazmakémiai és nanotechnológiai tanszékének professzora, és [e-mail védett]; V. V. Uvaev - a műszaki tudományok kandidátusa, a Kazany Kémiai Tudományos-Kutató Intézet vezérigazgatója; E. N. Pukhacheva - a műszaki tudományok kandidátusa, a Kazany Kémiai Tudományos-Kutató Intézet Laboratóriumának vezető kutatója, [e-mail védett]

Titán-dioxid. Tulajdonságok, alkalmazás. Megszerzésének módjai.

Tiszta titán-dioxid (TiO2) színtelen kristályos szilárd anyag. Annak ellenére, hogy színtelen, a titán-dioxid nagy mennyiségben rendkívül hatékony fehér pigment, ha jól tisztítják. A TiO2 gyakorlatilag nem nyeli el a beeső fényt a spektrum látható tartományában. A fény egy kristályon keresztül jut át ​​vagy megtörik, vagy visszaverődik a felületeken.

TiO2 stabil (a legstabilabb az összes ismert fehér pigment közül), nem illékony, nem oldódik savakban, lúgokban és oldatokban normál körülmények között. A titán-dioxid rendkívül reakcióképes különféle vegyületekkel, beleértve a levegőben lévő mérgező anyagokat is. Tehetetlensége miatt a titán-dioxid nem mérgező, és általában nagyon biztonságos anyagnak tartják. Csomagolt élelmiszerekkel érintkezhet, bizonyos koncentrációban élelmiszerfestékként is használható.

TiO2 polimorf és három fő kristályformában fordul elő. Három formája van, az anatáz (oktahedrit), a rutil és a brookit, ez utóbbi ritka a természetben, és bár ezt a formát laboratóriumban állítják elő, kereskedelmi szempontból nem érdekes.

A rutil-dioxid körülbelül 30%-kal jobban szórja a fényt (rejtőerő), mint az anatáz, ezért az utóbbit sokkal ritkábban használják. Ezenkívül az anatáz kevésbé időjárásálló, mint a rutil. Az anatáz sokkal rosszabbul védi a polimert (akrilát, műanyag) az UV-sugárzástól, és fotokatalízishez és a polimer tulajdonságainak elvesztéséhez vezet (megsemmisülés, fakulás, krétás stb.).

Szórási képesség

a pigment azon képessége, hogy bizonyos hullámhosszú spektrum látható részében visszaveri a fényt. Ez a titán-dioxid mutató közvetlenül függ a TiO2 részecskék átmérőjétől. 0,2 µm-es részecskeméretnél a szórt fény mennyisége minden hullámhosszra maximális. Ahogy a részecskeméret 0,25-ről 0,3 µm-re nő, a kék fény szóródása gyorsan csökken. De a zöld és a piros szóródása gyakorlatilag változatlan marad. Azonban 0,15 µm-es részecskeátmérőnél a kék maximális szóródása figyelhető meg, míg a vörös és a zöld szórása sokkal kisebb.

Olaj felszívódás

Ez a pigmentrészecskék azon képessége, hogy bizonyos mennyiségű olajat visszatartanak a felületükön. Ez grammban van kifejezve 100 gramm pigmentben, és általában 10 és 20 között van.

rejtőző ereje

a pigment azon képessége, hogy a térfogatban egyenletesen eloszlatva láthatatlanná tegye a kiindulási anyag színét. A fedőképességet az 1 m2-es felület színének láthatatlanná tételéhez szükséges pigment grammjában fejezzük ki. A fehér pigmentek rejtőképességet biztosítanak azáltal, hogy bármilyen hullámhosszú fényhullámot szórnak a látható spektrumban. Minél alacsonyabb ez a mutató, annál alacsonyabb a titán-dioxid fogyasztási aránya a készítményben.

Szín

a testek azon tulajdonsága, hogy az általuk visszavert vagy kibocsátott látható sugárzás spektrális összetételének és intenzitásának megfelelően bizonyos vizuális érzetet keltsenek. A száraz titán-dioxidot nagy fényerő, fehérség jellemzi, fényvisszaverő képessége közel áll az ideális diffúzorhoz.

Fényállóság

az anyag azon tulajdonsága, hogy fény hatására megtartja színét. Működés közben a termékek, különösen kültéri használatra, megváltoztatják eredeti színüket a természetes fény ultraibolya sugarai és az ultraibolya sugarakat kibocsátó mesterséges fényforrások hatására.

időjárásállóság

a polimer kompozíciók azon tulajdonsága, hogy ellenállnak a napfény, eső, fagy, hó, szél és egyéb légköri tényezők (például a légkör alsó rétegeit szennyező gázok és por) pusztító hatásának.

Felületkezelés szükséges a külső hatásokkal szembeni ellenállás növeléséhez. A szervetlen (Al2O3, SiO2) növeli a titán-dioxid részecskék ellenálló képességét a savas támadással szemben, ami a pigment részecskék pusztulásához vezethet. A szerves feldolgozás javítja a pigmentrészecskék eloszlását a készítmény térfogatában.

A titán-dioxid fizikai tulajdonságai

A tiszta titán-dioxid színtelen kristályos anyag, amely hevítéskor sárgává válik. Finom eloszlású állapotban fehér por. Vízben és ásványi savakban gyakorlatilag nem oldódik, kivéve a hidrogén-fluoridot és a tömény kénsavat. A rutil olvadáspontja: 1870 °C. A rutil forráspontja: 2500°C. Sűrűség 20°C-on rutil esetén: 4,235 g/cm3.

A titán-dioxid kémiai tulajdonságai

A titán-dioxid egy amfoter oxid, azaz savas és bázikus tulajdonságokkal is rendelkezik.

Lassan reagál tömény kénsavval, feloldódik benne a megfelelő szulfát képződésével:

TiO2+ 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O

Ezenkívül a titán-dioxid fokozatosan feloldódik koncentrált lúgos oldatokban, például nátrium-hidroxidban, és titanátokat képez (titánsav származékok):

TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3 + H2O

Amikor a titán-dioxidot ammónia atmoszférában hevítik, titán-nitrid képződik:

4TiO2 + 4NH3 = 4TiN + 6H2O + O2

Erős redukálószerek, például aktív fémek (Ca, Mg, Na), szén vagy hidrogén magas hőmérsékletű a titán-dioxid alacsonyabb oxidokká redukálódik. Ha szénnel hevítik klóratmoszférában, titán-tetraklorid TiCl4 képződik - ezt a technikát ipari méretekben használják a titán megtisztítására a különféle szennyeződésektől.

A titán-dioxid toxikus tulajdonságai

Mivel kémiailag inert, a titán-dioxid alacsony kockázatú anyag. Belégzéssel vagy lenyeléssel aeroszol formájában kerülhet a szervezetbe.

Felhasználási területek

Festékek és lakkok:

dekoratív, építészeti festékek; emulziós félfényes festékek; emulziós fényes festékek; alapozók, aljzatok, gittek; oldószer alapú festékek - fényes; gipszoldatok; szilikát festékek; bevonatok faanyagokhoz; cement vakolat habarcs; ipari festékek; szintetikus gyanta alapú gipsz; polimer bevonatok; festékek javítási munkákhoz; finomszemcsés porfestékek; uv / uv - keményedő festékek; savas keményítővel keményített festékek; porbevonatok; poliuretán bevonatok; epoxi bevonatok; Útjelző festékek; festékek hajók bevonásához; erősen töltött festékek; galvanizált festékek; nyomdafestékek.

Műanyagok:

nagy szilárdságú polivinil-klorid (szobákhoz); radír; hőre lágyuló; hőre keményedő műanyag; telítetlen poliészter alapú műanyagok; elasztomerek, gumi; padlóburkolatok (linóleum)

Papír és karton:

papír borítók; tapéta; paraffin papír; színes papír

Szintetikus szálak/szövetek:

sodrott szálak mattításához

Kozmetikumok:

fogkrém, szappan stb.

Élelmiszeripar:

karamell, rágógumi, por- és finomított cukor, békacomb, csirke, sertés és marhanyelvek, szopós malac, liszt, tészta, porcukor, lekvárok, turmixok, sajtok, savó, sűrített tej, bármilyen hal és tenger gyümölcsei stb.

Gyógyszeripar:

pigment titán-dioxid, nagy kémiai tisztaságú, magas fehérítő és elrejtő hatást biztosít a gyógyszeriparban.

Nyomtató tinta:

a bevonatok időjárásállóságának növelésére

Katalizátor:

a titán-dioxid használható katalizátorként, fotokatalizátorként és inert kerámia alapanyagként aktív komponensekhez.

Egyéb felhasználási területek:

faanyagvédelem (időjárásállóság javítása a fára káros napsugárzás optikai szűrésével), töltőgumi, üvegzománc, üveg- és üvegkerámia, elektrokerámia, légtisztítás, hegesztési folyasztószerek, keményötvözetek, vegyi intermedierek, titán-dioxid tartalmú anyagok, alkalmas magas hőmérsékleti alkalmazások (pl. erőltetett kemencék tűzvédelme), analitikai és kísérleti folyadékkromatográfia, dekorációs beton (cementfesték fehérítésére)

A titán-dioxid főbb alkalmazásai:

festékek és lakkok gyártói, különösen a titánfehér - a teljes fogyasztás 57%-a (a rutil-titán-dioxid magasabb pigmenttulajdonságokkal rendelkezik - fényállóság, fehérítő képesség stb.)

műanyag gyártás - 21%

laminált papír gyártása - 14%

A titán-dioxid további felhasználási területei a gumitermékek gyártása, üveggyártás (hőálló és optikai üveg), tűzálló anyagként (hegesztő elektródák és formabevonatok bevonása), kozmetikumokban (szappan stb.), élelmiszeriparban (élelmiszer-adalékanyag E171 ).

A titán-dioxidból napelemeket lehet készíteni – a napfényt elektromos árammá alakítva; hidrogén előállítására; a pszeudokondenzátorok elektronikája stb. területén.

Hogyan lehet eljutni

A titán-dioxid pigmentek két formában léteznek - anatáz és rutil, és két technológiai séma szerint állítják elő: szulfátos és klóros módszerekkel.

A szulfátos módszerhez képest a kloridos módszer környezetbarátabb és tökéletesebb, mivel a folyamatot folyamatos üzemmódban lehet végrehajtani, ami a gyártás teljes automatizálását jelenti. Az alapanyagokra viszont szelektív, a klórhasználat és a magas hőmérséklet miatt korrózióálló berendezések használatát igényli.

Klór módszer:

A titán-dioxid előállításának klóros módszere az, hogy az alapanyag (félkész termék) titán-tetraklorid. Titán-dioxid hidrolízissel vagy magas hőmérsékleten történő elégetéssel nyerhető belőle. A titán-tetraklorid hevítés közben hidrolizál vizes oldatok, vagy gázfázisban vízgőz hatására.

szulfát módszer:

A gyártási technológia három szakaszból áll:

titán-szulfát oldatok előállítása (ilmenit-koncentrátumok kénsavval történő kezelésével). Ennek eredményeként titán-szulfát és vas-szulfátok (II) és (III) keveréke keletkezik, amelyet fémvassal redukálnak a vas +2 oxidációs állapotára. Dobvákuumszűrőn történő visszanyerés után a szulfátoldatokat elválasztják az iszaptól. A vas(II)-szulfátot vákuumkristályosítóban választják el.

titán-szulfát sók oldatának hidrolízise. A hidrolízist az atommagok bejuttatásának módszerével hajtják végre (a titán-szulfát nátrium-hidroxiddal készült oldatából Ti (OH) 4 kicsapásával állítják elő). A hidrolízis szakaszában a keletkező hidrolizátum részecskék (titán-dioxid-hidrátok) nagy adszorpciós kapacitással rendelkeznek, különösen az Fe3 + sók tekintetében, ezért az előző szakaszban a vas vas vasfémké redukálódik. A hidrolízis körülményeinek változtatásával (koncentráció, szakaszok időtartama, magok száma, savasság stb.) a kívánt tulajdonságokkal rendelkező hidrolizátumszemcsék hozama érhető el, a tervezett alkalmazástól függően.

titán-dioxid-hidrátok hőkezelése. Ebben a szakaszban a szárítási hőmérséklet változtatásával és adalékanyagokkal (pl. cink-oxid, titán-klorid, egyéb módszerekkel) végezhető a rutilizálás (titán-oxid átalakítása rutilos módosulattá) Hőkezeléshez rotációs 40-60 m hosszú dobkemencéket használnak A hőkezelés elpárologtatja a vizet (a titán-hidroxidot és a titán-oxid-hidrátokat titán-dioxiddá alakítják), valamint a kén-dioxidot.

Bányászati titán-dioxid

Az elmúlt években rendkívül gyorsan nőtt a titán-dioxid termelés Kínában.

Oroszországban titán-dioxid pigmentet nem állítanak elő, de a kohászatban használt műszaki minőségeket gyártják. A FÁK területén a titán-dioxidot Ukrajnában a "Sumykhimprom", Szumi város, "Krími Titán", Armyansk városa és a KP "Titán-Magnézium Kombinum" (Zaporozhye) vállalatok állítják elő. A Sumy State Institute of Mineral Fertilizers and Pigments (MINDIP) kutatásai során kiemelt figyelmet fordít a titán-oxid (IV) szulfátos eljárással történő előállítására szolgáló technológiákra: kutatásokra, új márkák fejlesztésére, technológiai korszerűsítésre és az eljárás műszerezettségére.

A természetben lenni

Tiszta formájában a természetben rutil, anatáz és brookit ásványok formájában fordul elő (szerkezetét tekintve az első kettő tetragonális rendszerű, az utolsó rombuszos szingóniával), fő része rutil.

A világ harmadik legnagyobb rutillelőhelye a Tambov régió Rasszkazovsky kerületében található. Nagy lelőhelyek találhatók Chilében (Cerro Bianco), a kanadai Quebec tartományban, Sierra Leonéban is.

A modern világban a titánipar gyorsan fejlődik. Ez a forrása számos olyan anyag megjelenésének, amelyeket különféle iparágakban használnak.

A titán-dioxid jellemzői

A titán-dioxidnak sok neve van. Ez a négy vegyértékű titán amfoter oxidja. Játszik fontos szerep a titánipar fejlődésében. A titánércnek mindössze öt százaléka kerül titán-oxid előállítására.

Van nagyszámú a titán-dioxid módosításai. A természetben vannak olyan titánkristályok, amelyek rombusz vagy négyszög alakúak.

A titán-dioxid képlete a következő: TiO2.

A titán-dioxidot széles körben használják különféle iparágakban. Világszerte olyan táplálék-kiegészítőként ismert, mint az E-171. Ennek az összetevőnek azonban számos negatív hatása van, ami arra utalhat, hogy a titán-dioxid káros az emberi szervezetre. Ez az összetevő fehérítő tulajdonságokkal rendelkezik. Ez jó lehet a szintetikus mosószerek gyártásánál. Ennek az étrend-kiegészítőnek az emberi szervezetre gyakorolt ​​​​károsodása veszélyt jelent a májra és a vesére.

BAN BEN Élelmiszeripar a titán-dioxid károsíthatja. Túlzott használatával a termékek nemkívánatos árnyalatot kaphatnak, ami csak taszítja a fogyasztókat.

A titán-dioxidból elég alacsony szint toxicitás.

Bármely termék más összetevőivel való kölcsönhatás során mérgezővé válhat. A magas toxin tartalmú termékek használata mérgezést vagy akár halált is okozhat. Ezért nagyon fontos tudni, hogy mely elemekkel nem szabad titán-oxidot használni.

A titán-dioxid tulajdonságai

A titán-dioxid számos jellemző tulajdonsággal rendelkezik. Meghatározzák a különféle iparágakban való felhasználásának lehetőségét. A titán-dioxid a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

• különböző típusú anyagok kiváló fehérítése,
• jól kölcsönhatásba lép azokkal az anyagokkal, amelyek filmet képeznek,
• ellenállással szemben magas szint páratartalom és környezeti feltételek,
• alacsony toxicitási szint,
• kémiai szempontból magas szintű ellenállás.

Titán-dioxid kinyerése

Évente több mint ötmillió tonna titán-dioxidot állítanak elő a világon. A közelmúltban a termelését nagymértékben növelte Kína. Ennek az anyagnak a beszerzésében a világ vezetői az USA, Finnország és Németország. Ezeknek az államoknak van nagyszerű lehetősége ennek a komponensnek a befogadására. oda exportálják különböző országok béke.

A titán-dioxidot két fő módszerrel lehet előállítani:

1. Titán-dioxid előállítása ilmenit koncentrátumból.

A gyártóüzemekben így a titán-oxid előállítási folyamata három szakaszra oszlik. Ezek közül az elsőben az ilmenit koncentrátumokat kénsavval dolgozzák fel. Ennek eredményeként két komponens, a vas-szulfát és a titán-szulfát képződik. Ezután növeli a vasoxidáció szintjét. A szulfátokat és az iszapot speciális szűrők választják el. A második szakaszban a titán-szulfátsók hidrolízisét hajtják végre. A hidrolízist szulfátoldatokból származó magok felhasználásával hajtják végre. Ennek eredményeként titán-oxid-hidrátok képződnek. A harmadik szakaszban egy bizonyos hőmérsékletre melegítik.

2. Titán-dioxid előállítása titán-tetrakloridból.

Az anyag ilyen típusú megszerzéséhez három módszert mutatnak be:

• titán-tetraklorid vizes oldatainak hidrolízise,
• titán-tetraklorid gőzfázisú hidrolízise,
• titán-tetraklorid hőkezelése.

Asztal. A titán-dioxid gyártói.

Vállalat	Termelési mennyiségek, ezer tonna
DuPont Titanium Technologies	1150
National Titanium Dioxide Co.	n/a
kft (kristály)	705
Huntsman pigmentek	659
Tronox Inc.	642
Kronos Worldwide Inc.	532
Sachtleben Chemie GmbH	240
Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd	230

BAN BEN modern világ a titán-oxidot aktívan használják különféle iparágakban.

A titán-dioxid alkalmazás a következőkkel rendelkezik:

• Festék- és lakktermékek gyártása. A legtöbb esetben ebből a komponensből állítják elő a titánfehéret.
• felhasználás műanyagok gyártásában.
• laminált papír gyártása,
• Kozmetikai dekorációs termékek gyártása.

A titán-oxidot az élelmiszeriparban is széles körben alkalmazzák. A gyártók élelmiszer-típusú színezékek egyik összetevőjeként adják hozzá termékeikhez. Az élelmiszerekben gyakorlatilag nem érezhető. A gyártók minimális mennyiségben adják hozzá, hogy termékeiket jobban tárolják és vonzó megjelenésűek legyenek.