UDC 544.527.23

EFFETTO DELLA TEMPERATURA DI CALCINAZIONE SULLE PROPRIETÀ DEL BIOSSIDO DI TITANIO

Balabashchuk. e V.,

Università statale di Kemerovo

Il biossido di titanio è ampiamente usato come assorbente e fotocatalizzatore. L'efficienza del suo utilizzo in una capacità o nell'altra è determinata dalla composizione del mezzo disperdente, dalla velocità di alimentazione del precursore, dal pH della sintesi e dalla temperatura e dalla durata della calcinazione dell'acido metatitanico.

Lo scopo del nostro lavoro era di studiare l'effetto della temperatura di calcinazione sull'adsorbimento e sulle caratteristiche fotocatalitiche delle particelle di biossido di titanio.

Il biossido di titanio è stato ottenuto mediante idrolisi termica del solfato di titanile con una soluzione di idrossido di potassio. Il titanato di potassio risultante è stato lavato con acqua distillata per rimuovere le impurità cationiche e anioniche. Successivamente, il titanato di potassio lavato è stato miscelato con una soluzione di acido cloridrico e mantenuto per un'ora ad una temperatura di 90°C. Quindi il precipitato è stato neutralizzato con una soluzione di idrossido di potassio a pH 6, 5,4, 3,2 e sottoposto a calcinazione ad una temperatura di 1100°C (R-1100), 900°C (R-900) e 600°C (R- 600), rispettivamente. Secondo i risultati dell'analisi di diffrazione dei raggi X, tutti i campioni di biossido di titanio hanno una modificazione del rutilo. Per determinare le caratteristiche di adsorbimento delle particelle di biossido di titanio sintetizzate, una porzione pesata del fotocatalizzatore è stata miscelata con una soluzione di coloranti anionici (rosso Congo) e cationici (safranina-T) e lasciata al buio per 24 h. La concentrazione residua di i coloranti sono stati determinati mediante metodo spettrofotometrico. I risultati dello studio sono mostrati in Figura 1.

Riso. Fig. 1. Adsorbimento e caratteristiche fotocatalitiche delle particelle di biossido di titanio nella reazione di dissolvenza del colorante: a) Rosso Congo,

b) safranina-T.

Si può notare che la migliore prestazione nella reazione di decomposizione fotocatalitica e adsorbimento del colorante anionico rosso Congo è caratterizzata dal campione di R-600 (Fig. 1a) sintetizzato a pH 3,2 e una temperatura di annealing di 600°C. Un aumento dei valori di pH e della temperatura di calcinazione porta ad una diminuzione dei valori delle caratteristiche studiate. Per i campioni R-900 e R-1100, questi valori diminuiscono di fattori rispettivamente di 3,5 e 20.

L'adsorbimento del colorante cationico safranina-T procede in modo leggermente diverso (Fig. 1b). Valore più alto la capacità di assorbimento dimostra il campione R-900. La calcinazione dei campioni a una temperatura di 1100°C porta a un calo di 2 volte della capacità di assorbimento. Una diminuzione della temperatura di calcinazione porta alla quasi completa scomparsa della capacità di assorbimento delle particelle di biossido di titanio.

Pertanto, i campioni di biossido di titanio sintetizzati a bassi valori di pH e una temperatura di calcinazione di 600–900°C hanno le migliori caratteristiche fotocatalitiche e di adsorbimento. L'effetto del trattamento termico e del pH di sintesi sulla capacità di adsorbimento del biossido di titanio può essere associato alla formazione di gruppi ossiidrossido capaci di scambio ionico e ritenzione di molecole coloranti sulla superficie delle particelle di TiO2.

Consulente scientifico - Dottore in Chimica, Professore, "Università statale di Kemerovo"

UDC 677.077.62

M. A. Salyakhova, I. Sh. Abdullin, V. V. Uvaev, E. N. Pukhacheva

STUDIO DELLE PROPRIETÀ DI ADSORBIMENTO DEI MATERIALI COMPOSITI

CON INTRODOTTO DIOSSIDO DI TITANIO

Parole chiave: materiale composito con annegato biossido di titanio, biossido di titanio, biossido di silicio, assorbimento,

proprietà di adsorbimento.

Le proprietà di adsorbimento del materiale composito fotocatalitico sono valutate da due indicatori: il valore di equilibrio dell'assorbimento di vapori saturi di benzene e acetato di etile da parte dei campioni di materiale e il volume limite dello spazio di assorbimento dei campioni di materiale.

Parole chiave: materiale composito con proprietà incorporate di biossido di titanio, biossido di titanio, silice, assorbimento, adsorbimento.

Le proprietà di adsorbimento del materiale composito fotocatalitico sono valutate in base a due parametri: il valore dell'assorbimento di equilibrio di vapori saturi di benzene e campioni di acetato di etile e limitare il volume dei campioni di materiale nello spazio di assorbimento.

A l'anno scorso la ricerca e lo sviluppo di una nuova generazione di materiali e prodotti protettivi realizzati con nanosistemi è in fase di intenso sviluppo. Il processo fotocatalitico più comunemente usato è il biossido di titanio come uno dei prodotti chimicamente e termicamente più stabili e non tossici. Gli ossidi inorganici nanodimensionati possono essere utilizzati per disinfettare materiali contaminati da sostanze tossiche pericolose, comprese le sostanze tossiche, nonché per purificare l'aria da vapori e gas tossici. sostanze chimiche.

Il materiale composito è ottenuto per formazione sequenziale di uno strato adsorbente su una base tessile tessuta contenente cellulosa, quindi uno strato fotocatalitico. La formazione di uno strato adsorbente su una base tessile tessuta o non tessuta contenente cellulosa avviene secondo la tecnologia sol-gel a seguito dell'impregnazione della base tessile con una dispersione acquosa contenente particelle nanometriche di ossido di alluminio e dell'essiccazione a temperatura di (100±5) °C. Le particelle di allumina caricate positivamente sono fissate sulla superficie caricata negativamente della base tessile, sia per interazione elettrostatica che per la ritenzione meccanica delle particelle di allumina da parte della fibra di base tessile. La formazione di uno strato fotocatalitico su una base tessile tessuta contenente cellulosa contenente uno strato adsorbente avviene secondo la tecnologia sol-gel a seguito dell'impregnazione di un campione di materiale con una dispersione acquosa contenente un complesso di biossido di silicio con biossido di titanio, essiccando il campione impregnato ad una temperatura di (80-90)°C per 30 minuti seguiti da lavaggio con acqua ed essiccazione ad una temperatura di (100±5)°C. La superficie sviluppata dell'ossido di alluminio fissato sulla superficie della base tessile fornisce una buona adesione del complesso di biossido di silicio con il biossido di titanio sulla superficie dello strato adsorbente.

Quando si forma uno strato adsorbente e uno strato fotocatalitico su base tessile,

le singole fibre non vengono danneggiate e la trama della base tessile non cambia.

Materiale composito fotocatalitico contenente una base tessile tessuta o contenente cellulosa, uno strato fotocatalitico, comprendente un complesso di silice modificata con ioni alluminato e biossido di titanio modificato con anatasio, e uno strato adsorbente contenente ossido di alluminio boemite, situato tra lo strato fotocatalitico e il tessuto base, è caratterizzato da maggiori proprietà di adsorbimento in relazione a polari e non polari composti chimici, mostra un'elevata attività fotocatalitica e proprietà antibatteriche quando irradiato con luce UV. Una dispersione acquosa di ossido di alluminio viene utilizzata come materiale per formare uno strato adsorbente.La dispersione acquosa contiene particelle nanometriche di ossido di alluminio di una struttura boemitica in una quantità di 9,0–9,5% in peso, soluzione pH 3,8. Utilizzando la diffrattometria in polvere, è stato scoperto che l'allumina nanometrica ha una struttura cristallina rombica di boehmite (y-AYOH) (n. 01-083-1506 nel database PDF-2). L'ossido di alluminio della struttura della boemite ha una superficie sviluppata, un'elevata carica elettropositiva, ha proprietà di adsorbimento rispetto ai composti chimici polari e non polari e la capacità di intrappolare i microrganismi.

Le proprietà di adsorbimento del materiale composito fotocatalitico sono valutate da due indicatori: il valore di equilibrio dell'assorbimento dei vapori saturi di benzene e acetato di etile da parte dei campioni di materiale e il volume limite dello spazio di assorbimento dei campioni di materiale in condizioni di attività statica a una temperatura di 25°C. Le proprietà di adsorbimento del materiale composito fotocatalitico a base di tessuto di cotone sono presentate nelle tabelle 1 e 2.

Tabella 1 - Proprietà di adsorbimento di un materiale composito fotocatalitico a base di tessuto di cotone

benzene fotocatalitico

materiale composito, %

Foto- Rilegatura- Adsor- Uguale- Limite-

catalizzatore SiO2 volume della molla mobile

congestione difi- (valore Y mangia sorb-

Assorbimento di TiO2, ciro-A1OOH).

bagno di anatasio e boehmite aS, mg/g pro-

A1(OH)4-spazi

25 25 50 104 118

Il valore di equilibrio dell'assorbimento dei vapori saturi di un composto chimico da parte di un campione di materiale è determinato come il rapporto tra la quantità di vapori di un composto chimico assorbito da questo campione e la massa del campione. Il volume limite dello spazio di assorbimento di un campione di materiale viene calcolato in base al valore di equilibrio di assorbimento e alla densità del composto chimico.

Tabella 2 - Proprietà di adsorbimento di un materiale composito fotocatalitico a base di tessuto di cotone

Come si può vedere dagli esempi delle tabelle 1 e 2, il materiale composito con annegato biossido di titanio è caratterizzato da maggiori proprietà di adsorbimento rispetto ai composti chimici polari e non polari per l'aumento della superficie disponibile di due adsorbenti - silicio nanodisperso e ossidi di alluminio.

Letteratura

1. Materiale filtrante-assorbente con fotocatalizzatore incorporato / M.A. Salyakhova [et al.] // Vestnik Kazanskogo Università tecnologica. -2013.vol.16. N. 23. - S. 52-53.

2. Distruzione fotochimica di materiali tessili / M.A. Salyakhova [et al.] // Bollettino dell'Università tecnologica di Kazan. - 2013.vol.16. N. 17. - Da 92-93.

3. Shabanova, NA Chimica e tecnologia degli ossidi nanodispersi [Testo] / N.A. Shabanova, VV Popov, PD Sarkisov - M.: ICC "Akademkniga", 2007. - 309 p.

Fotocatalizzatore TiO2, anatasio Legante SiO2 modificato A1(OH)4- Adsorbente (Y-A1OOH) boehmite Valore di assorbimento dell'equilibrio aS, mg/g Volume limite dello spazio di assorbimento 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. bar plasmachimico e nanotecnologie di materiali ad alto peso molecolare KNRTU, [email protetta]; I. Sh. Abdullin - Dottore in Ingegneria. scienze, prof., capo. bar di Plasma-Chimica e Nanotecnologie di materiali altamente molecolari KNITU, аb(M1m^@k51u.gi; V. V. Uvaev - Candidato di scienze chimiche, Direttore generale di KazKhimNII OJSC; E. N. Pukhacheva - Candidato di scienze tecniche, Ricercatore senior, Laboratorio n. 5 di KazKhimNII JSC, [email protetta]

©M. A. Salyahova - post-laurea della cattedra di plasmachimica e nanotecnologie di materiali altamente molecolari KNRTU, [email protetta]; I. Sh. Abdullin - dottore in scienze tecniche, professore di cattedra di plasmachimica e nanotecnologie di materiali ad alto peso molecolare KNRTU e [email protetta]; V. V. Uvaev - candidato di scienze tecniche, direttore generale dell'Istituto di ricerca scientifica chimica di Kazan; E. N. Pukhacheva - candidato di scienze tecniche, ricercatore senior del laboratorio dell'Istituto di ricerca scientifica chimica di Kazan, [email protetta]

Diossido di titanio. Proprietà, applicazione. Modi per ottenere.

Biossido di titanio puro (TiO2)è un solido cristallino incolore. Nonostante sia incolore, il biossido di titanio è un pigmento bianco estremamente efficace in grandi quantità se ben purificato. TiO2 praticamente non assorbe luce incidente nella regione visibile dello spettro. La luce viene trasmessa o rifratta attraverso un cristallo o riflessa sulle superfici.

TiO2è uno stabile (il più stabile di tutti i pigmenti bianchi conosciuti), non volatile, insolubile in acidi, alcali e soluzioni in condizioni normali. Il biossido di titanio è altamente reattivo a vari composti, compresi quelli tossici contenuti nell'aria. A causa della sua inerzia, il biossido di titanio non è tossico ed è generalmente considerato una sostanza molto sicura. Può venire a contatto con alimenti confezionati, e in determinate concentrazioni può essere utilizzato anche come colorante alimentare.

TiO2è polimorfico e si presenta in tre forme cristalline principali. Esistono tre forme, anatasio (ottaedrite), rutilo e brookite, quest'ultima di natura rara e sebbene questa forma sia preparata in laboratorio, non è di interesse commerciale.

Il biossido di rutilo è circa il 30% migliore nella diffusione della luce (potere di occultamento) rispetto all'anatasio, quindi quest'ultimo viene utilizzato molto meno frequentemente. Inoltre, l'anatasio è meno resistente agli agenti atmosferici del rutilo. L'anatasio funziona molto peggio nel proteggere il polimero (acrilato, plastica) dai raggi UV e porta alla fotocatalisi e alla perdita delle proprietà del polimero (si verificano distruzione, sbiadimento, sfarinamento, ecc.).

Potenza di dispersione

la capacità di un pigmento di riflettere la luce nella parte visibile dello spettro di determinate lunghezze d'onda. Questo indicatore del biossido di titanio dipende direttamente dal diametro delle particelle di TiO2. Con una dimensione delle particelle di 0,2 µm, la quantità di luce diffusa per tutte le lunghezze d'onda è massima. Quando la dimensione delle particelle aumenta da 0,25 a 0,3 µm, la dispersione della luce blu diminuisce rapidamente. Ma la dispersione del verde e del rosso rimane praticamente invariata. Tuttavia, a un diametro delle particelle di 0,15 µm, si osserva la massima dispersione del blu, mentre la dispersione del rosso e del verde è molto più bassa.

Assorbimento d'olio

Questa è la capacità delle particelle di pigmento di trattenere una certa quantità di olio sulla loro superficie. È espresso in grammi per 100 grammi di pigmento e di solito varia da 10 a 20.

potere di occultamento

la capacità di un pigmento, quando distribuito uniformemente in volume, di rendere invisibile il colore del materiale di partenza. Il potere coprente è espresso in grammi di pigmento necessari per rendere invisibile il colore di una superficie di 1 m2. I pigmenti bianchi forniscono potere coprente disperdendo le onde luminose di qualsiasi lunghezza d'onda nello spettro visibile. Più basso è questo indicatore, minore è il tasso di consumo di biossido di titanio nella composizione.

Colore

la proprietà dei corpi di provocare una certa sensazione visiva in accordo con la composizione spettrale e l'intensità della radiazione visibile riflessa o emessa da essi. Il biossido di titanio secco è caratterizzato da un'elevata luminosità, bianchezza e la sua riflettività è vicina a quella di un diffusore ideale.

Solidità alla luce

la proprietà di un materiale di mantenere il suo colore quando esposto alla luce. Durante il funzionamento, i prodotti, soprattutto per uso esterno, cambiano il loro colore originale sotto l'influenza dei raggi ultravioletti della luce naturale e delle sorgenti luminose artificiali che emettono raggi ultravioletti.

resistenza agli agenti atmosferici

la proprietà delle composizioni polimeriche di resistere all'azione distruttiva di luce solare, pioggia, gelo, neve, vento e altri fattori atmosferici (ad esempio gas e polvere che inquinano gli strati inferiori dell'atmosfera).

Il trattamento superficiale è necessario per aumentare la resistenza alle influenze esterne. Inorganico (Al2O3, SiO2) aumenta la resistenza delle particelle di biossido di titanio all'attacco acido, che può portare alla distruzione delle particelle di pigmento. La lavorazione organica migliora la distribuzione delle particelle di pigmento nel volume della composizione.

Proprietà fisiche del biossido di titanio

Il biossido di titanio puro è una sostanza cristallina incolore che diventa gialla quando riscaldata. In uno stato finemente suddiviso, è una polvere bianca. Praticamente insolubile in acqua e acidi minerali, eccetto fluoridrico e solforico concentrato. Punto di fusione per rutilo: 1870°C. Punto di ebollizione per il rutilo: 2500°C. Densità a 20°C per rutilo: 4.235 g/cm3.

Proprietà chimiche del biossido di titanio

Il biossido di titanio è un ossido anfotero, cioè presenta proprietà sia acide che basiche.

Reagisce lentamente con acido solforico concentrato, dissolvendosi in esso con la formazione del corrispondente solfato:

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

Inoltre, il biossido di titanio si dissolve gradualmente in soluzioni alcaline concentrate, ad esempio in idrossido di sodio, formando titanati (derivati ​​dell'acido titanico):

TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3 + H2O

Quando il biossido di titanio viene riscaldato in un'atmosfera di ammoniaca, si forma il nitruro di titanio:

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

Agenti riducenti forti, come metalli attivi (Ca, Mg, Na), carbonio o idrogeno a alta temperatura il biossido di titanio viene ridotto a ossidi inferiori. Quando viene riscaldato con carbonio in un'atmosfera di cloro, si forma tetracloruro di titanio TiCl4: questa tecnica viene utilizzata su scala industriale per purificare il titanio da vari tipi di impurità.

Proprietà tossiche del biossido di titanio

Essendo chimicamente inerte, il biossido di titanio è una sostanza a basso rischio. Può entrare nel corpo sotto forma di aerosol per inalazione o ingestione.

Aree di utilizzo

Pitture e vernici:

pitture decorative e architettoniche; vernici semilucide in emulsione; vernici lucide a emulsione; primer, substrati, stucchi; vernici a base di solvente - lucide; soluzioni di gesso; vernici ai silicati; rivestimenti per materiali in legno; malta di intonaco cementizio; vernici industriali; intonaco a base di resine sintetiche; rivestimenti polimerici; vernici per lavori di riparazione; vernici in polvere a grana fine; uv / uv - vernici curabili; pitture indurite con un indurente acido; vernici in polvere; rivestimenti poliuretanici; rivestimenti epossidici; vernici per segnaletica stradale; vernici per rivestimenti navali; pitture altamente riempite; vernici elettroplaccate; inchiostri da stampa.

Plastica:

cloruro di polivinile ad alta resistenza (per ambienti); gomma; termoplastico; plastica termoindurente; materie plastiche a base di poliesteri insaturi; elastomeri, gomma; rivestimenti per pavimenti (linoleum)

Carta e cartone:

copertine di carta; sfondo; carta paraffinata; carta colorata

Fibre sintetiche/tessuti:

per opacizzare fibre ritorte

Cosmetici:

dentifricio, sapone, ecc.

Industria alimentare:

caramello, gomme da masticare, zucchero a velo e raffinato, cosce di rana, pollo, maiale e lingue di manzo, maialini da latte, farine, impasti, zucchero a velo, marmellate, frappè, formaggi, siero di latte, latte condensato, eventuali prodotti ittici, ecc.

Industria farmaceutica:

biossido di titanio pigmentato, elevata purezza chimica, per conferire un elevato effetto sbiancante e coprente nell'industria farmaceutica.

Inchiostro di stampa:

per aumentare la resistenza dei rivestimenti agli agenti atmosferici

Catalizzatore:

il biossido di titanio può essere utilizzato come catalizzatore, come fotocatalizzatore e come materiale ceramico inerte di base per componenti attivi.

Altri campi di utilizzo:

conservazione del legno (miglioramento della resistenza agli agenti atmosferici mediante filtraggio ottico della radiazione solare dannosa per il legno), gomma da riempimento, smalti per vetro, vetroceramica e vetroceramica, elettroceramica, purificazione dell'aria, flussi di saldatura, leghe dure, intermedi chimici, materiali contenenti biossido di titanio, adatti per alte applicazioni di temperatura (es. protezione antincendio di forni a tiraggio forzato), cromatografia liquida analitica e sperimentale, calcestruzzo decorativo (per lo sbiancamento di pitture cementizie)

Principali applicazioni del biossido di titanio:

produttori di pitture e vernici, in particolare bianco titanio - 57% del consumo totale (il biossido di titanio rutilo ha proprietà di pigmento più elevate - solidità alla luce, capacità sbiancante, ecc.)

produzione plastica - 21%

produzione di carta laminata - 14%

Altre applicazioni del biossido di titanio sono nella produzione di prodotti in gomma, nella produzione del vetro (vetro resistente al calore e ottico), come refrattario (rivestimento di elettrodi di saldatura e rivestimenti di stampi), nei cosmetici (sapone, ecc.), nell'industria alimentare (additivo alimentare E171).

Il biossido di titanio può essere utilizzato per realizzare pannelli solari, convertendo la luce solare in elettricità; per la produzione di idrogeno; nel campo dell'elettronica per pseudocondensatori, ecc..

Come ottenere

I pigmenti di biossido di titanio esistono in due forme: anatasio e rutilo e sono prodotti secondo due schemi tecnologici: metodi solfato e cloro.

Rispetto al metodo del solfato, il metodo del cloruro è più rispettoso dell'ambiente e perfetto grazie alla capacità di eseguire il processo in modalità continua, il che implica la piena automazione della produzione. Tuttavia, è selettivo per le materie prime e, a causa dell'uso del cloro e delle alte temperature, richiede l'uso di apparecchiature resistenti alla corrosione.

Metodo del cloro:

Il metodo del cloro per la produzione di biossido di titanio prevede che la materia prima (prodotto semilavorato) sia tetracloruro di titanio. Il biossido di titanio può essere ottenuto da esso per idrolisi o per combustione ad alta temperatura. Il tetracloruro di titanio si idrolizza quando riscaldato soluzione acquosa, o in fase gassosa sotto l'azione del vapore acqueo.

metodo solfato:

La tecnologia di produzione si compone di tre fasi:

ottenere soluzioni di solfato di titanio (trattando concentrati di ilmenite con acido solforico). Si ottiene così una miscela di solfato di titanio e solfati di ferro (II) e (III), quest'ultimo ridotto con ferro metallico allo stato di ossidazione di ferro +2. Dopo il recupero su filtri sottovuoto a tamburo, le soluzioni di solfato vengono separate dai fanghi. Il solfato di ferro (II) viene separato in un cristallizzatore sotto vuoto.

idrolisi di una soluzione di sali di solfato di titanio. L'idrolisi viene effettuata con il metodo di introduzione di nuclei (vengono preparati precipitando Ti (OH) 4 da soluzioni di solfato di titanio con idrossido di sodio). Nella fase di idrolisi, le particelle idrolizzate risultanti (biossido di titanio idrati) hanno un'elevata capacità di adsorbimento, soprattutto rispetto ai sali di Fe3+, per questo motivo, nella fase precedente, il ferro ferrico viene ridotto a ferroso. Variando le condizioni di idrolisi (concentrazione, durata degli stadi, numero di nuclei, acidità, ecc.), è possibile ottenere la resa di particelle di idrolizzato con le proprietà desiderate, a seconda dell'applicazione prevista.

trattamento termico degli idrati di biossido di titanio. In questa fase, variando la temperatura di essiccazione e utilizzando additivi (come ossido di zinco, cloruro di titanio, e con altri metodi, si può effettuare la rutilizzazione (cioè la trasformazione dell'ossido di titanio in una modifica rutilo). Per il trattamento termico, rotativo vengono utilizzati forni a tamburo lunghi 40-60 m il trattamento termico fa evaporare l'acqua (l'idrossido di titanio e gli idrati di ossido di titanio vengono convertiti nella forma di biossido di titanio), nonché l'anidride solforosa.

Estrazione diossido di titanio

Negli ultimi anni la produzione di biossido di titanio in Cina è cresciuta molto rapidamente.

In Russia non si produce biossido di titanio pigmentato, ma si producono gradi tecnici utilizzati nella metallurgia. Sul territorio della CSI, il biossido di titanio viene prodotto in Ucraina dalle imprese "Sumykhimprom", la città di Sumy, "Crimean Titan", la città di Armyansk) e KP "Titanium-Magnesium Plant" (Zaporozhye). Il Sumy State Institute of Mineral Fertilizers and Pigments (MINDIP) nei suoi lavori di ricerca presta particolare attenzione alle tecnologie per ottenere l'ossido di titanio (IV) con il metodo del solfato: ricerca, sviluppo di nuovi marchi, modernizzazione della tecnologia e strumentazione del processo.

Essere nella natura

Nella sua forma pura, si trova in natura sotto forma dei minerali rutilo, anatasio e brookite (nella struttura, i primi due hanno un sistema tetragonale e l'ultimo ha una singonia rombica), con la parte principale del rutilo.

Il terzo giacimento di rutilo più grande del mondo si trova nel distretto di Rasskazovsky nella regione di Tambov. Grandi giacimenti si trovano anche in Cile (Cerro Bianco), provincia canadese del Quebec, Sierra Leone.

Nel mondo moderno, l'industria del titanio si sta sviluppando rapidamente. È la fonte dell'emergere di un gran numero di sostanze utilizzate in vari settori.

Caratteristiche del biossido di titanio

Il biossido di titanio ha molti nomi. È un ossido anfotero di titanio tetravalente. Lui gioca ruolo importante nello sviluppo dell'industria del titanio. Solo il cinque percento del minerale di titanio va alla produzione di ossido di titanio.

C'è un gran numero di modificazioni del biossido di titanio. In natura ci sono cristalli di titanio che hanno la forma di un rombo o di un quadrilatero.

La formula del biossido di titanio è rappresentata come segue: TiO2.

Il biossido di titanio è ampiamente utilizzato in vari settori. È conosciuto in tutto il mondo come integratore alimentare come E-171. Tuttavia, questo componente ha una serie di effetti negativi, che possono indicare che il biossido di titanio è dannoso per il corpo umano. Questo componente è noto per avere proprietà sbiancanti. Questo può essere utile nella produzione di detersivi sintetici. Il danno al corpo umano di questo integratore alimentare è una minaccia per il fegato e i reni.

A Industria alimentare esiste la possibilità di danni da biossido di titanio. Con il suo uso eccessivo, i prodotti possono acquisire una tonalità indesiderabile, che respingerà solo i consumatori.

Il biossido di titanio ne ha abbastanza basso livello tossicità.

Può diventare tossico quando interagisce con altri componenti di qualsiasi prodotto. L'uso di prodotti ad alto contenuto di tossine può portare ad avvelenamento o addirittura alla morte. Pertanto, è molto importante sapere con quali elementi non dovresti usare l'ossido di titanio.

Proprietà del biossido di titanio

Il biossido di titanio ha un gran numero di proprietà che lo caratterizzano. Determinano la possibilità del suo utilizzo in vari settori. Il biossido di titanio ha le seguenti proprietà:

• ottimo grado di sbiancamento di vari tipi di materiali,
• interagisce bene con le sostanze destinate a formare un film,
• resistenza a alto livello umidità e condizioni ambientali,
• basso livello di tossicità,
• alto livello di resistenza dal punto di vista chimico.

Ottenere il biossido di titanio

Ogni anno nel mondo vengono prodotte più di cinque milioni di tonnellate di biossido di titanio. Recentemente, la sua produzione è stata notevolmente aumentata dalla Cina. I leader mondiali nell'ottenimento di questa sostanza sono USA, Finlandia, Germania. Sono questi stati che hanno grandi opportunità di ricevere questo componente. Lo esportano in paesi diversi la pace.

Il biossido di titanio può essere ottenuto con due metodi principali:

1. Produzione di biossido di titanio da concentrato di ilmenite.

Negli stabilimenti di produzione, il processo di ottenimento dell'ossido di titanio è quindi suddiviso in tre fasi. Nel primo, i concentrati di ilmenite vengono lavorati con acido solforico. Di conseguenza, si formano due componenti solfato di ferro e solfato di titanio. Effettua quindi un aumento del livello di ossidazione del ferro. Solfati e fanghi vengono separati in filtri speciali. Nella seconda fase viene eseguita l'idrolisi dei sali solfati di titanio. L'idrolisi viene effettuata utilizzando nuclei di soluzioni di solfato. Di conseguenza, si formano idrati di ossido di titanio. Nella terza fase, vengono riscaldati a una certa temperatura.

2. Produzione di biossido di titanio da tetracloruro di titanio.

In questo tipo di ottenimento di una sostanza, vengono presentati tre metodi:

• idrolisi di soluzioni acquose di tetracloruro di titanio,
• idrolisi in fase vapore del tetracloruro di titanio,
• trattamento termico del tetracloruro di titanio.

Tavolo. Produttori di biossido di titanio.

Azienda	Volumi di produzione, migliaia di tonnellate
Tecnologie DuPont Titanium	1150
National Titanium Dioxide Co.	n / a
srl (cristallo)	705
Pigmenti da cacciatore	659
Tronox Inc.	642
Kronos Worldwide Inc.	532
Sachtleben Chemie GmbH	240
Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd	230

A mondo moderno l'ossido di titanio è utilizzato attivamente in vari settori.

L'applicazione di biossido di titanio ha quanto segue:

• Fabbricazione di prodotti vernicianti e vernici. Nella maggior parte dei casi, il bianco di titanio viene prodotto sulla base di questo componente.
• impiego nella produzione di materie plastiche.
• produzione di carta laminata,
• Produzione di prodotti cosmetici decorativi.

L'ossido di titanio ha anche trovato ampia applicazione nell'industria alimentare. I produttori lo aggiungono ai loro prodotti come uno dei componenti dei coloranti di tipo alimentare. Nel cibo, praticamente non si sente. I produttori lo aggiungono in quantità minime in modo che i loro prodotti siano conservati meglio e abbiano un aspetto attraente.