Mis on titaandioksiid?

Titaan(IV)oksiid, titaandioksiid, titaandioksiid

Tehniline kirjeldus.

Puhas titaandioksiid (TiO 2) on värvitu kristalne tahke aine. Vaatamata sellele, et titaandioksiid on värvitu, on see suurtes kogustes hästi rafineerituna äärmiselt tõhus valge pigment. TiO 2 praktiliselt ei neela ühtegi langevat valgust spektri nähtavas piirkonnas. Valgus kandub läbi või murdub läbi kristalli või peegeldub pindadel. TiO 2 on stabiilne (kõige stabiilsem kõigist teadaolevatest valgetest pigmentidest), mittelenduv, ei lahustu tavatingimustes hapetes, leelistes ja lahustes. Titaandioksiidi iseloomustab kõrge reaktsioonikindlus erinevate õhus sisalduvate ühendite, sealhulgas mürgiste ühendite suhtes. Oma inertsuse tõttu on titaandioksiid mittetoksiline ja üldiselt peetakse seda väga ohutuks aineks. Pakendis võib see kokku puutuda toiduga ning teatud kontsentratsioonidel võib seda kasutada ka toiduvärvina.
Titaandioksiid ei lahustu vees ja lahjendatud mineraalhapetes (v.a vesinikfluoriidhape) ja lahjendatud leeliselahustes.

Pigmenteeritud titaandioksiid eksisteerib kahel kujul - anataas ja rutiil ning seda toodetakse kahe tehnoloogilise skeemi järgi: sulfaat- ja kloormeetodil. Mõlemat vormi saab valmistada mis tahes viisil.
Võrreldes sulfaadiga on kloorimeetod keskkonnasõbralikum ja täiuslikum tänu võimalusele teostada protsessi pidevas režiimis, mis eeldab tootmise täielikku automatiseerimist. Kloorimeetod on aga tooraine suhtes selektiivne ning kloori kasutamise ja kõrgete temperatuuride tõttu nõuab korrosioonikindlate seadmete kasutamist.
Titaandioksiid, TiO 2, on titaani-hapniku ühend, milles titaan on neljavalentne. Valge pulber, kuumutamisel kollane. Looduses esineb seda peamiselt rutiili mineraalina. Sulamistemperatuur - 1855 ° C, keemistemperatuur - 2500-3000 ° C. Tihedus 3,9 - 4,25 g / cm³. Praktiliselt ei lahustu leelistes ja hapetes, välja arvatud HF. Kontsentreeritud H 2 SO 4 lahustub ainult pikaajalisel kuumutamisel. Titaandioksiidi sulatamisel söövitavate või süsivesinike leelistega tekivad titanaadid, mis kergesti hüdrolüüsivad, moodustades külmas ortotaanhappe (või hüdraadi) Ti (OH) 4, mis on hapetes hästi lahustuv. Seistes muundub see mstatataanhappeks (vorm), mis on mikrokristallilise struktuuriga ja lahustub ainult kuumas kontsentreeritud väävel- ja vesinikfluoriidhappes. Enamik titanate on vees praktiliselt lahustumatud.
Titaandioksiidi põhiomadused on rohkem väljendunud kui happelistel, kuid soolad, milles titaan on katiooniks, hüdrolüüsitakse suurel määral ka kahevalentse titanüülradikaali TiO2 + moodustumisega. Viimane sisaldub soolade koostises katioonina (näiteks titanüülsulfaat TiOSO 4 .2H 2 O). Titaandioksiid on titaani üks olulisemaid ühendeid, mis on lähteainena teiste titaaniühendite, aga ka osaliselt metallilise titaani tootmisel. Seda kasutatakse peamiselt mineraalvärvina, lisaks täiteainena kummi- ja plastmetallide tootmisel. See on osa tulekindlatest klaasidest, glasuuridest, portselanimassidest. Seda kasutatakse kunstlike vääriskivide valmistamiseks, paljavärviliselt ja värvitult.
TiO 2 on üks olulisemaid anorgaanilisi ühendeid, mida tänapäeva tööstus tarbib, titaandioksiidi ainulaadsed omadused määravad maailmamajanduse eri sektorite tehnilise arengu taseme.
Pigment titaandioksiid on maailmaturul kõige nõutum toode. Selle maailma toodangu maht on 4,5 miljonit tonni.

Struktuur.

Titaanoksiidi on mitmel kujul. Looduses leidub tetragonaalse kristallisüsteemiga (anataas, rutiil) ja rombilise kristallisüsteemiga (brookiit) kristalle. Kunstlikult saadi veel kaks kõrgsurve modifikatsiooni – rombiline IV ja kuusnurkne V. Tuleb märkida, et brookiiti ei toodeta peaaegu kunagi tööstuslikult ja seda leidub looduses harva. Anataasi vorm on ka tootmises oluliselt halvem kui rutiilvorm, kuna see hajutab valgust halvemini ja on vähem ilmastikukindel.

Kristallvõre omadused

Kuumutamisel muutuvad nii anataas kui ka brookiit pöördumatult rutiiliks (üleminekutemperatuurid on vastavalt 400–1000 °C ja umbes 750 °C). Nende modifikatsioonide struktuurid põhinevad TiO 6 oktaeedritel, see tähendab, et iga Ti 4+ ioon on ümbritsetud kuue O 2- iooniga ja iga O 2- ioon on ümbritsetud kolme Ti 4+ iooniga. Oktaeedrid on paigutatud nii, et iga hapnikuioon kuulub kolme oktaeedri alla. Anataasis on oktaeedri kohta 4 ühist serva, rutiilis - 2.

Looduses olemine.

Looduses leidub seda puhtal kujul mineraalide rutiili, anataasi ja brookiidi kujul (kahe esimese struktuur on tetragonaalse ja viimase rombilise süsteemiga), kusjuures põhiosa on rutiil.
Maailma suuruselt kolmas rutiili leiukoht asub Tambovi oblastis Rasskazovski rajoonis. Suured maardlad asuvad ka Tšiilis (Cerro Bianco), Kanada Quebeci provintsis Sierra Leones.

Rutiil või Anataas?

TiO 2 – esineb looduses kolmes peamises kristallilises vormis: antaasis, rutiilis ja brookiidis, viimane on looduses haruldane ja ei paku ärilist huvi. Rutiildioksiid hajutab valgust umbes 30% paremini (parem peitevõime) kui anataas, mistõttu viimast kasutatakse palju harvemini. Lisaks on anataas vähem ilmastikukindel kui rutiil. Anataas toimib palju halvemini polümeeri (akrülaat, plastik) kaitsmisel UV-kiirte eest ja viib fotokatalüüsini (materjali hävimine päikesevalguse mõjul) ja polümeeri omaduste kadumiseni (hävimine, pleekimine, kriidistumine jne). Seega on titaandioksiidi rutiilvorm ainus ja vaieldamatu valge pigment standardsetes tööstusvaldkondades (värvid, plastid, paber), mis annab valget ja varjavat jõudu (pigmendi kogus grammides, et katta 1 ruutmeetri kontrastset pinda ) ja stabiilsuspigment + kandja süsteem. Anataasi titaani ainus kehtiv kasutusala on teemärgistusvärvides. Seda tüüpi karski puhul avalduvad selle vormi mõned spetsiifilised omadused.

Omadused ja tehnoloogiad.

Titaandioksiidi kasutatakse laialdaselt polümeertoodete valmistamisel. Seda materjali on pikka aega tuntud suurepärase valge pigmendina ja just sellisel kujul on see tuttav enamikule inimestele ...
Samal ajal on titaandioksiid toonud polümeeritööstusesse mitte ainult võimaluse saada sädelevaid valgeid pindu. Oma olemuselt on titaandioksiid fotoaktiivne materjal ja just see võime valgusega suhelda annab sellele erilise väärtuse. Näiteks võib see interaktsioon toimuda tavalise valguse hajumise vormis, mis tagab materjali läbipaistmatuse, või ultraviolettkiirguse energia neeldumise vormis, mis kaitseb polümeeri ultraviolettkiirguse mõjul lagunemise eest. Titaandioksiidi osakeste ja valguse interaktsiooni mõju leiab praktikas jätkuvalt laialdast rakendust.
Titaandioksiidi praktilise kasutamise erinevate võimaluste esilekerkimise taustal on selle pigmendiomadused jätkuvalt ülimalt olulised. Titaandioksiidi peetakse polümeeritööstuse peamiseks valgeks pigmendiks. Seda kasutatakse laialdaselt, kuna see hajutab tõhusalt nähtavat valgust, andes seeläbi plasttootele, milles see sisaldub, valget, heledust ja läbipaistmatust. Aine on keemiliselt inertne, ei lahustu polümeerides ja sellel on kõrge termiline stabiilsus ka kõige raskemates töötlemistingimustes. Kaubanduslik titaandioksiid on saadaval kahe kristallilise modifikatsioonina, mida nimetatakse anataasiks ja rutiiliks. Nende vahel valiku tegemisel eelistatakse rutiilpigmente, kuna need hajutavad valgust paremini, on stabiilsemad ja aitavad vähemal määral kaasa fotodegradatsioonile.
Praktiliselt ei ole kaubanduslikult saadaval puhtast titaandioksiidist valmistatud pigmente. Enamikul neist on TiO 2 osakeste pinnale sadestamise, mehaanilise segamise või mõnel muul viisil tehtud anorgaaniline ja mõnel juhul orgaaniline töötlus. Sellised pinnatöötlused parandavad üht või mitut pigmendi jõudlusomadust, sealhulgas hajumise lihtsust, ilmastikukindlust või värvikindlust. Siiani pole leitud universaalset pinnatöötlust, mis annaks mistahes praktiliseks rakenduseks kõige paremini sobivat pigmenti, seega on käimasolevate uuringute eesmärk jätkata uute titaandioksiidi klasside väljatöötamist, mis vastavad plastitööstuse pidevalt muutuvatele nõudmistele.
Valgust hajutavad omadused: titaandioksiid annab valgust hajutades peitmisjõudu Erinevalt värvilistest pigmentidest, mis annavad peitmisjõu neelates nähtava valguse spektri teatud lainepikkusi, saavutavad titaandioksiid ja teised valged pigmendid selle valgust hajutades. Hajumisefekt on sel juhul võimalik tänu sellele, et valge pigment murrab valgust. Kui kompositsioonis on piisav kogus pigmenti, siis kogu selle pinnale langev valgus, välja arvatud väike osa, mis neelab polümeeri või pigmenti, hajub väljapoole ning kompositsioon näeb valge ja läbipaistmatu välja. . Valguse hajumisega kaasneb valguskiirte murdumine ja difraktsioon, kui need läbivad pigmendiosakesi või nende läheduses.

Füüsikalised ja termodünaamilised omadused.

Puhas titaandioksiid on värvitu kristall, mis muutub kuumutamisel kollaseks, kuid pärast jahutamist muutub värvusetuks. See on tuntud mitme modifikatsioonina. Lisaks rutiilile (kuupsüsteem), anataasile (tetragonaalne süsteem) ja brookiidile (ortorombiline süsteem) saadi kaks kõrgsurve modifikatsiooni: rombiline IV ja kuusnurkne V. Brookite on metastabiilne kõikides tingimustes. Kuumutamisel muutuvad anataas ja brookite pöördumatult rutiiliks vastavalt temperatuuril 400–1000 ° C ja ~ 750 ° C. Nii rutiilis kui ka anataasis paikneb kumbki Ti aatom oktaeedri keskel ja on ümbritsetud 6 hapnikuaatomiga. Oktaeedrid on paigutatud nii, et iga hapnikuioon kuulub kolme oktaeedri alla. Anataasis on oktaeedri kohta 4 ühist serva, rutiilis - 2.
Tänu ioonide tihedamale pakkimisele rutiili kristallis suureneb nende vastastikune külgetõmme, väheneb fotokeemiline aktiivsus, kõvadus (abrasiivsus), murdumisnäitaja (anataasi puhul 2,55 ja rutiili puhul 2,7) ning dielektriline konstant suureneb. Titaandioksiid ei lahustu vees ja lahjendatud mineraalhapetes (v.a vesinikfluoriidhape) ja lahjendatud leeliselahustes.
Tehnilistel eesmärkidel kasutatakse seda purustatud olekus, mis kujutab endast valget pulbrit. Hüdroksiid TiO 2 xnH 2 O võib olenevalt selle sadestamise tingimustest sisaldada erineval arvul titaaniga seotud OH-rühmi. Madalatel temperatuuridel saadud TiO 2 xnH 2 O (alfa-vorm) lahustub hästi lahjendatud mineraal- ja tugevates orgaanilistes hapetes, kuid praktiliselt ei lahustu leeliselahustes, peptiseerudes kergesti stabiilsete kolloidsete lahuste moodustumisega. Pärast õhu käes kuivatamist moodustab see valge pulbri tihedusega 2,6 g / cm³, mis on koostiselt lähedane valemile TiO 2 x 2H 2 O (metataanhape).
Titaandioksiidi kasutatakse laialdaselt valge pigmendina värvi- ja lakitööstuses, tselluloosi- ja paberitööstuses, sünteetiliste kiudude, plastide, kummitoodete tootmisel, keraamiliste dielektrikute, kuumakindla ja optilise klaasi tootmisel, valge emailiga elektrikeevituse elektroodide katmiseks ja valuvormide katmiseks.
Rutiili sulamistemperatuur on 1870 ° C (teistel allikatel - 1850 ° C, 1855 ° C).
Rutiili keemistemperatuur on 2500 ° C.
Tihedus 20 °C juures:
rutiili jaoks 4,235 g / cm³;
anataasi jaoks 4,05 g / cm³ (3,95 g / cm³);
brookite jaoks 4,1 g / cm³.
Rutiili lagunemistemperatuur on 2900 ° C.
Muude modifikatsioonide sulamis-, keemis- ja lagunemispunkte pole täpsustatud, kuna Kuumutamisel muutuvad nad rutiiliks (vt eespool).

Keskmine isobaarne soojusmahtuvus C p (J / mol.K) Termodünaamilised omadused

Tänu ioonide tihedamale pakkimisele rutiili kristallis suureneb nende vastastikune külgetõmme, väheneb fotokeemiline aktiivsus, kõvadus (abrasiivsus), murdumisnäitaja (anataasi puhul 2,55 ja rutiili puhul 2,7) ning dielektriline konstant suureneb.

Keemilised omadused.

Titaandioksiid on amfoteerne, see tähendab, et sellel on nii aluselised kui ka happelised omadused (kuigi see reageerib peamiselt kontsentreeritud hapetega).
See lahustub aeglaselt kontsentreeritud väävelhappes, moodustades vastavad neljavalentsed titaanisoolad:
TiO 2 + 2H 2 SO 4 → Ti (SO 4) 2 + 2H 2 O.
Leeliste kontsentreeritud lahustes või nendega sulandumisel moodustuvad titanaadid - titaanhappe soolad (amfoteerne titaanhüdroksiid TiO (OH) 2):
TiO 2 + 2NaOH → Na 2 TiO 3 + H 2 O.
Sama juhtub karbonaatide või vesinikkarbonaatide kontsentreeritud lahustega:
TiO 2 + K 2 CO 3 → K 2 TiO 3 + CO 2 TiO 2 + 2KHCO 3 → K 2 TiO 3 + 2CO 2 + H 2 O.
Vesinikperoksiidiga saadakse ortotaanhape:
TiO 2 + 2H 2 O 2 → H 4 TiO 4 + O 2.
Ammoniaagiga kuumutamisel saadakse titaannitriidi:
2TiO2 + 4NH3 → (t) 4TiN + 6H2O + O 2.
Oksiidide, hüdroksiidide ja karbonaatidega sulatamisel tekivad titanaadid ja topeltoksiidid:
TiO 2 + BaO → BaO.TiO 2
TiO 2 + BaCO 3 → BaO.TiO 2 + CO 2
TiO 2 + Ba (OH) 2 → BaO.TiO 2 + H 2 O.
Kuumutamisel redutseeritakse see süsiniku ja aktiivsete metallidega (Mg, Ca, Na), et vähendada oksiide. Kuumutamisel klooriga redutseerivate ainete (süsiniku) juuresolekul moodustab see titaantetrakloriidi. Kuumutamine temperatuurini 2200 ° C viib kõigepealt hapniku eemaldamiseni sinise Ti 3 O 5 (st TiO 2 .Ti 2 O 3) ja seejärel tumevioletse Ti 2 O 3 moodustumisega.
Hüdreeritud dioksiid TiO 2 nH 2 O [titaan(IV)hüdroksiid, titaanoksohüdraat, titaanoksohüdroksiid], olenevalt tootmistingimustest, võib sisaldada muutuvas koguses Ti-ga seotud OH-rühmi, struktuurvett, happejääke ja adsorbeeritud katioone. Külmas saadud äsja sadestunud TiO 2 .nH 2 O lahustub hästi lahjendatud mineraal- ja tugevates orgaanilistes hapetes, kuid leeliselahustes lahustub vähe. See peptiseerub kergesti stabiilsete kolloidsete lahuste moodustumisel. Õhus kuivatamisel moodustab see mahuka valge pulbri tihedusega 2,6 g / cm³, mis on koostiselt lähedane valemile TiO 2 .2H 2 O (ortotaanhape). Pikaajalisel vaakumis kuumutamisel ja kuivatamisel dehüdreerub see järk-järgult, lähenedes koostiselt valemile TiO 2 H 2 O (metataanhape). Sellise koostisega setted saadakse kuumade lahuste sadestamisel, metallilise titaani interaktsioonil HNO 3-ga jne. Nende tihedus on ~ 3,2 g / cm³ ja suurem. Nad praktiliselt ei lahustu lahjendatud hapetes, ei ole võimelised peptiseeruma.
Vananedes muutub sade TiO 2 .nH 2 O järk-järgult veevabaks dioksiidiks, mis hoiab adsorbeerunud katioone ja anioone seotud olekus. Vananemist kiirendab läga keetmine veega. Vananemisel tekkiva TiO 2 struktuuri määravad sadestumise tingimused. Ammoniaagiga sadestamisel vesinikkloriidhappe lahustest pH juures

Optilised omadused.

Titaani kui pigmendi peamine omadus on anda kandjale, kuhu see sisestatakse, säravvalge värvuse. Värv on määratletud Labi värvisüsteemis, kus L on värvi heledus, a on punane / roheline ja b on kollane / sinine. Selles süsteemis saab määrata mis tahes värvi. Kuna titaandioksiid on valge või valge-kollane pigment, on tavaliselt näidatud ainult L- ja b-koordinaadid. Lisaks põhilistele puhastusparameetritele mõjutab lõpptoote värvi ka osakeste suurus. Nii näiteks näitavad keskmised ja suured titaandioksiidid (alates 25 nm) suurt peitmis- ja peitevõimet, kui pigmendi sisaldus sideaines on 15-30%. See kontsentratsioon on enamiku värvide standardväärtus. Pigmendi kontsentratsioonil 10%, nagu plastikus, tagavad peened titaandioksiidi osakesed hea peitmis- ja peitmisvõime.
Nähtuse teaduslik põhjendus.
Kuna rutiilpigmendid neelavad ultraviolett- ja lühikese lainepikkusega valgust, puudub peegeldunud lühikese lainepikkusega sinine valgus, mille tulemuseks on kergelt kollane toon. Nihutades pigmendi osakeste suurusjaotust väiksemate osakeste suunas, saab seda efekti kompenseerida. Samuti saate hallides ja värvides saavutada sinaka varjundi, luues kitsama osakeste suurusvahemiku.

Toksilised omadused ja füsioloogilised toimed.

TLV (Threshold Limit Value, USA): TWA-na (töökeskmine, USA) 10 mg / m³ A4 (ACGIH 2001).

ÜRO - 2546.
Keemiliselt inertne titaandioksiid on madala ohutasemega aine. See võib sattuda kehasse aerosoolina sissehingamisel või allaneelamisel.
MPC tööpiirkonna õhus - 10 mg / m³ (1998).
Molekulmass: 79,9.

Rutiili ja anataasi titaandioksiidi pigmendid.

TiO 2 on polümorfne ja esineb kolmes peamises kristallilises vormis. On kolm vormi, anataas (oktaedriit), rutiil ja brookiit, viimased on looduses haruldased ja kuigi seda vormi valmistatakse laboris, ei paku see ärilist huvi.
Rutiildioksiid hajutab valgust (peitmisjõud) umbes 30% paremini kui anataas, mistõttu viimast kasutatakse palju harvemini. Lisaks on anataas vähem ilmastikukindel kui rutiil.
Anataas kaitseb polümeeri (akrülaat, plast) UV-kiirte eest palju halvemini ja põhjustab fotokatalüüsi ja polümeeri omaduste kadumist (hävimine, pleekimine, kriidistumine jne).
Titaandioksiidi pigmente toodetakse kahe tehnoloogilise skeemi järgi: sulfaat- ja kloormeetodil. Titaandioksiidi nii anataasi kui ka rutiili vorme saab toota mis tahes viisil.

Tehnilised andmed.
Sulfaadimeetod võeti tööstuses kasutusele 1931. aastal titaandioksiidi anataasivormi tootmiseks ja hiljem, 1941. aastal, rutiilivormi tootmiseks. Selle meetodi puhul lahustatakse titaani sisaldav maak (ilmeniit jne) väävelhappes, moodustades titaani, raua ja muude metallide sulfaatide lahused. Seejärel moodustatakse keemiliste reaktsioonide seeria, sealhulgas keemiline redutseerimine, puhastamine, sadestamine, pesemine ja kaltsineerimine, soovitud osakeste suurusega titaandioksiid. Kristallstruktuuri (anataasi või rutiili vorm) kontrollitakse tuuma moodustumise ja kaltsineerimise ajal.
Klooriprotsess leiutati 1950. aastal titaandioksiidi rutiilvormi tootmiseks. Titaani sisaldav maak reageerib alandatud rõhul gaasilise klooriga, mille tulemusena moodustub titaantetrakloriid TiCl4 ja muude metallikloriidide lisandid, mis seejärel eemaldatakse. Kõrge puhtusastmega TiCl4 oksüdeeritakse seejärel kõrgel temperatuuril, moodustades titaandioksiidi.

Titaandioksiid kattepigmendina.

TiO 2 + täiteaine jahvatamise tulemus:

Kattepigment on komposiitmaterjal, mis koosneb optiliselt neutraalsetest täiteosakestest, mis on kaetud pigmendikihiga. Pigmendikiht kaetakse sageli kaitsekilega, et parandada selle füüsikalisi ja keemilisi omadusi.
Seda saab saada täiteaineosakeste töötlemisel mehaanilistes aktivaatorites koos värvikandja pigmendi, keemiliste modifikaatorite ja pindaktiivsete ainetega.
Valge karvkatte pigmendi koostis:
- täiteained: loodusliku või kunstliku päritoluga mineraalid, näiteks - wollastoniit, kaltsiit;
- pigment: titaanoksiid;
- kaitsekiht: räni, alumiiniumi, tsirkooniumi, tseerium jne oksiidid.
Kasutusala: Pigmente kasutatakse värvi- ja lakitööstuses, ehituses, polümeeri-, kummi- ja muudes tööstusharudes.

Kasutusvaldkonnad.

Titaandioksiidi kasutatakse mitmesuguste erinevate toodete valmistamisel.
- Värvide ja lakkide, eriti titaanvalgete tootmine - 57% kogutarbimisest (rutiiltitaandioksiidil on kõrgemad pigmendiomadused - valguskindlus, valgendusvõime jne), kuna dioksiidil on suurepärased värvimisomadused. Need on: värvid (läikiv, matt ja poolmatt, silikaat, räniorgaaniline, pulber, emulsioon ja täiteainetega erinevateks ehitus-, remondi- ja tööstustöödeks, trükkimiseks), lakid ja emailid, segud ja lahused kruntimiseks, pahteldamiseks, krohvimiseks, tsementeerimiseks ning polüuretaan- ja epoksükatted, sealhulgas puidu jaoks. Dioksiid, nagu metall, on valge, seetõttu kasutatakse seda pigmendina. Selle peamine eelis on mittetoksilisus ja kahjutus. Lisaks omandavad katted kõrge vastupidavuse ultraviolettkiirgusele, ei muutu kollaseks ja praktiliselt ei vanane.
- Üle 20% titaandioksiidi toodangust kulub kõrgete soojusomadustega plastide ja sellel põhinevate toodete valmistamiseks (näiteks aknaplast, mitmesugune mööbel, majapidamistarbed, autode osad, masinad ja seadmed), kuna samuti kumm, linoleum ja kumm ... Siin toimib see täiteainena, tagades toodete ja pindade vastupidavuse kerge ilmastiku muutustele, vastupidavuse keskkonna muutmisel ning kaitse agressiivsete tegurite eest.
- Umbes 14% kasutatakse paberi (valge, värviline, immutatud), papi, tapeedi tootmisel. Titaandioksiid mängib pigmentatsioonis olulist rolli. Paberi sileduse, valgeduse ja kõrgete trükiomaduste andmiseks kantakse pinnale dioksiidi või selle segusid teiste pigmentidega.
Erinevate prognooside kohaselt kasvab lähitulevikus kõige kiiremini titaandioksiidi tarbimine lamineeritud paberiklasside tootmiseks - umbes 5-6% aastas ja plastide - 4% võrra. Samal ajal, kuigi l / c materjalide tootmine suureneb, on see vähemal määral - ainult 1,8-2% aastas.

Muud titaandioksiidi kasutusalad:
- Sünteetilised kiud ja kangad: keerdkiudude matistamiseks.
- Kosmeetika: kaitsta päikesekreemides ultraviolettkiirguse eest, anda hambapastale, seebile jne tugevalt valgendav ja läbipaistmatut summutav toime.
- Toiduainetööstus: anda toodetele kõrge valgendav ja kattev toime, kaitsta toodete värvi ja pakendit (plast) ultraviolettkiirguse eest.
- Farmaatsiatööstus: kõrge keemilise puhtusega pigment titaandioksiid, mis annab ravimites suure valgendava ja varjava efekti.
- Trükivärv: pinnakatete ilmastikukindluse parandamiseks.
- Katalüsaator: titaandioksiidi saab kasutada katalüsaatorina, fotokatalüsaatorina ja aktiivsete komponentide inertse keraamilise alusmaterjalina.
- Nanotehnoloogia: titaandioksiidi nanopulbrid, titaandioksiidi kasutamine linnades õhu puhastamiseks, titaandioksiidil põhinev nanokiudpaber, vesinikenergia jne.
- Kummitoodete tootmisel, klaasi tootmisel (kuumuskindel ja optiline klaas), tulekindla ainena (keevituselektroodide ja vormikatete katmine), kosmeetikas (seep jne), toiduainetööstuses (toidulisand E171) .
Titaandioksiid toimib täiteainena, tagades toodete ja pindade vastupidavuse kerge ilmastiku muutustele, vastupidavuse muutuvale keskkonnale ning kaitse agressiivsete tegurite eest.

Titaandioksiidi (dioksiidi) kasutatakse laialdaselt pigmendina värvi- ja lakitööstuses (titaanvalge), paberi, sünteetiliste kiudude, plastide, kummitoodete, keraamiliste dielektrikute, valge emaili, kuumakindla ja optilise klaasi (sh. fiiberoptika jaoks), toiduained, ravimid ja kosmeetika (huulepulk, küünelakk, lauvärv jne).
Titaandioksiid on portselanmasside, tulekindlate klaaside, kõrge dielektrilise konstandiga keraamiliste materjalide osa.
Titaandioksiidi keemilise puhtusega 99,9998% kasutatakse fiiberoptiliste toodete, meditsiiniseadmete ja raadioelektroonikatööstuses. Ultrapuhta klaasi valmistamisel on puhtusstandardiks dioksiid. Samuti on see asendamatu kuumakindla ja optilise klaasi tootmisel, keevitamise ajal tulekindla kaitsekattena. Keraamika tootmisel kasutatakse dioksiidi, et anda killule või emailile (angobid) maksimaalne valgevus.
Muud kasutusalad: puidu konserveerimine (ilmastikukindluse suurendamine puidule kahjuliku päikesekiirguse optilise filtreerimisega), täitekummi, klaasemailid, klaas- ja klaaskeraamika, elektrokeraamika, õhupuhastus, keevitusräbustid, kõvasulamid, keemilised vaheained, dioksiidi sisaldavad materjalid titaan, sobib kasutamiseks kõrgetel temperatuuridel (näiteks sundtõmbega ahjude tulekaitse), analüütiline ja eksperimentaalne vedelikkromatograafia.
Eraldi tuleb märkida 99,999% puhtusega titaandioksiidi OSCh 7-5 (TU-b-09-01-640-84), mida kasutatakse puhtusestandardina optiliselt läbipaistvate klaaside tootmisel, fiiberoptikas, raadioelektroonikas, piesoelektrilises keraamikas, meditsiinitööstuses jne. See on kõrge puhtusastmega keemiline aine, mis saadakse termilise hüdrolüüsi teel.
Eespool kirjeldatud erinevate vajaduste rahuldamiseks kasutatakse TiO 2 erinevates fraktsioonides, mille omadused on spetsiaalselt kohandatud vastavaks rakenduseks. Olenevalt kasutusest kasutatakse erineva kujuga (rutiil ja anataas), osakeste suurusega kristalle, aga ka mitte- ja/või orgaanilist pinnatöötlust.

Titaandioksiidi kasutamine värvides ja lakkides (LKM).

Peeneks hajutatud titaandioksiidi väga kõrge valgesuse tõttu kasutatakse seda laialdaselt valge pigmendina värvi- ja lakitööstuses. Selle eeliste hulgas on: mittetoksilisus, kõrged optilised omadused (võime hajutada valgust), kättesaadavus, keemiline inertsus, ilmastikukindlus jne. Kaugemas minevikus on värve valmistatud tsinki või pliid sisaldavate valgete pigmentide abil.
Seega on titaandioksiidi põhiülesanne värvides anda neile valge värv. Titaandioksiidil TiO 2 on aga selles osas ka konkurente. Need on ennekõike kriit ja marmorkaltsiit (CaCO 3). Mõlemad pigmendid on ka valged ja soodsamad kui titaandioksiid. Seetõttu ei sisalda enamik värve mitte ühte pigmenti, vaid nende segu.
Üldiselt on nii, et mida rohkem on värvis titaandioksiidi, seda valgem see on, seda suurem on selle peitevõime, kuid tavaliselt on hind kõrgem võrreldes värviga, kus on rohkem kriidi- või marmorkaltsiiti ja vähem titaandioksiidi. Vastavast kirjandusest leiate soovitusi titaandioksiidi osaliseks asendamiseks talgi ja alumiiniumoksiidiga. Kuid need on ka majanduslikest kaalutlustest tingitud kompromissotsused.

Titaandioksiid toiduainetööstuses.

Titaandioksiidi kasutamine toiduainetööstuses on väga mitmekülgne. Titaandioksiidi (E171) võib kasutada peaaegu kõigis toodetes, mis nõuavad esteetilise väljanägemise jaoks valget värvi annuses 0,1–1%. Sageli saame oma klientidelt teada kasutusvaldkondade kohta. Siin on mõned neist: karamell, närimiskumm, tuhksuhkur ja rafineeritud suhkur, konnakoivad, kana-, sea- ja veiselihakeeled, sead, jahu, tainas, tuhksuhkur, moosid, piimakokteilid, fetajuust, vadak, kondenspiim, mis tahes kala ja mereannid jne.
Kasutusala kalatöötlemises: kasutatakse kõikide kalahakkliha sortide, fileede, pooltoodete, surimi, pasteetide ja muude toodete (nt kalmaar, krilliliha, kalajäätmed, krabipulgad jne) pleegitamiseks annustes 0,1 kuni 1%, sõltuvalt valgendamise astmest.
Hakkliha värvaine:
See lisatakse hakkliha sisse algstaadiumis, eelistatavalt samaaegselt fosfaatidega. Sel juhul säilitab hakkliha lisaks pleegitamisele niiskust.
Filee värvimine:
Filee pleegitamiseks kastetakse need titaandioksiidi vesilahusesse. Titaandioksiidi annus on 25-50 g 100 kg mahu kohta (vesi + toorained). Soolvesi peaks sisaldama soola (väikeses koguses). Kokkupuuteaeg soolvees on keskmiselt 20-30 minutit. Raskesti pleegitavate toorainete puhul lahjenda titaandioksiid sobivas anumas väikese koguse veega, sega korralikult läbi, lase 40-60 minutit seista ja kurna liigne vesi ära. Kastke filee 30-60 sekundiks kontsentreeritud soolveesse, kurnake liigne lahus välja ja loputage kergelt loputusnõus. Lahus sobib mitme päeva jooksul korduvaks kasutamiseks eeldusel, et sellele on lisatud antiseptikume, mis takistavad mikrofloora teket.

Titaandioksiidi tootmise tehnoloogiad.

Sõltuvalt kristallvõre struktuuri eripärast leidub titaandioksiidi looduses mitmes modifikatsioonis: kuupsüsteem (rutiil), tetragonaalne süsteem (anataas) ja harvem - rombsüsteem (brookiit). Kaevandamise käigus saadakse anataasi ja rutiili modifikatsioone peamiselt kahe meetodiga: sulfaat või kloriid.
Pigmenteeritud titaandioksiidi (TiO 2) toodetakse titaani sisaldavatest kontsentraatidest kloriid- ja sulfaatmeetodil. Kloriidimeetodil (52% maailma titaandioksiidi tootmisvõimsusest) muudetakse rutiil (looduslik või sünteetiline ja nn kloriidräbu) kloorimise teel naftakoksi juuresolekul titaantetrakloriidiks TiCl 4. Sulfaadiprotsessis (48% maailma võimsusest) lagundatakse ilmeniidi kontsentraat ehk titaanräbu väävelhappe toimel. Rutiilpigmenti saab valmistada mis tahes viisil, samas kui anataasi pigmenti saab valmistada ainult sulfaatmeetodil. Tetrakloriidmeetodil TiCl4 kas hüdrolüüsitakse vedelas faasis hüdroksiidiks, millele järgneb sadestunud sademe kuumtöötlemine või hüdrolüüs viiakse läbi veeaurus või põletatakse hapnikuvoolus.
Kloriidi meetod on lihtsam kui sulfaatmeetod. Dioksiidi tootmiseks on kloriidmeetodil kolm varianti. Titaanisool hüdrolüüsitakse vees ja seejärel titaanhüdroksiidi lahustumatut sadet termiliselt töödeldakse titaanoksiidi saamiseks. Hüdrolüüsireaktsiooni on võimalik läbi viia veeauru ja titaantetrakloriidsoola auruga temperatuuril, mis ei ole madalam kui 1000 kraadi, samal ajal kui dioksiid omandab pigmendi omadused.
Kolmas meetod on titaankloriidi põletamine hapniku atmosfääris.
Kõige sagedamini kasutatakse titaandioksiidi sulfaatmeetodil tootmisel lähteainena ilmeniiti, looduslikku segu erinevatest oksiididest, peamiselt neljavalentsest titaanist ja kolmevalentsest ferumist. Kloriidimeetodi puhul on lähteaineks neljavalentse metallilise titaani kloriidsool. Need kaks meetodit võimaldavad ekstraheerida mõlema modifikatsiooni titaandioksiidi pigmenti.
Ilmeniidi meetod seisneb ilmeniidi kontsentraadi töötlemises väävelhappega. Saadud titaan(IV)sulfaadi lahus puhastatakse ja töödeldakse naatriumhüdroksiidi lahusega, mille tulemusena moodustub titaan(IV)hüdroksiidi sade. Setet töödeldakse täiendavalt kuumtöötlusega.
Sulfaadimeetod võeti tootmisse 1931. aastal, alustades anataasi vormi Ti02 vabanemisega ja hiljem (1941) hakati rutiili valmistamist valdama. Selle tehnoloogia abil lahustatakse titaani sisaldav maak väävelhappes, et moodustada titaani, raua ja muude metallide sulfaatide lahus. Seejärel saadakse toimingute jada, sealhulgas keemilise redutseerimise, puhastamise, sadestamise, pesemise ja kaltsineerimise tulemusena, pigmendi suuruse vahefraktsioonid TiO2. Kristallistruktuuri - anataasi või rutiili - kontrollitakse kristallisatsioonituumade moodustumise ja sellele järgneva kaltsineerimise etappidel.
FeTiO 3 + 2H 2 SO 4 → TiOSO 4 + FeSO 4 + 2H 2 O TiOSO 4 + H 2 O → TiO 2 + H 2 SO 4.
Kloriidimeetodi töötas välja ja tõi tootmisse DuPont 1948. aastal, mil alustati rutiili TiO 2 modifikatsiooni tootmist. See tehnoloogiline protsess põhineb kahel kõrge temperatuuriga veevaba aurufaasi reaktsioonil. Redutseerimise tingimustes interakteerub titaanimaak gaasilise klooriga, saades titaankloriidi ja teiste metallide kõrvalprodukti kloriide, mis seejärel eraldatakse. Seejärel peenrafineeritud TiCI4 oksüdeeritakse kõrgel temperatuuril, et saada kõrge heledusega titaandioksiid. Kloorimise raames toimuvas oksüdatsioonifaasis on võimalik täpselt kontrollida nii osakeste suuruse jaotust kui ka kristalli tüüpi, mis võimaldab saada suurepäraste peitmis- ja valgendamisomadustega titaandioksiidi.
2FeTiO 3 + 7CI 2 + ЗС → 2TiCI 4 + 2FeCI 3 + 3CO 2 TiCI 4 + O 2 → TiO 2 + 2CI 2.
Mõlemas tehnoloogilises protsessis – sulfaat ja kloriid – on vaheproduktideks pigmendisuuruste TiO2 kristallide akumulatsioonid, mis tuleb optimaalsete optiliste omaduste saamiseks eraldada (purustada). TiO 2 modifitseerimiseks kasutatakse erinevaid töötlemismeetodeid, olenevalt lõppkasutaja nõudmistest, sealhulgas räni, alumiiniumi, tsirkooniumi või tsinkoksiidide sadestamist pigmendifraktsioonide pinnale. Spetsiifiliste rakenduste toimivuse optimeerimiseks võib kasutada spetsiaalseid oksiiditöötlusi vesi- või veevabas keskkonnas või nende erinevaid kombinatsioone. Lisaks saab pigmendi individuaalsete omaduste parandamiseks kasutada erinevate meetoditega orgaanilisi lisandeid.
Titaandioksiidi tootmise kõige olulisem hetk on titaanimaagi tarnimine. Kuigi titaan on üks kümnest enim leiduvast keemilisest elemendist Maal, leidub seda looduses väga väikestes kontsentratsioonides. Seega, et korraldada tõhusat titaanimaagi tarnimist, mis suudaks rahuldada TiO2 tootmise majanduslikud vajadused, on vaja kasutusele võtta ratsionaalsed meetodid selle mineraali kaevandamiseks ja rikastamiseks.

Kas see on kloori või sulfaadi tootmine?

Titaandioksiidi pigmente toodetakse kahe tehnoloogilise skeemi järgi: sulfaat- ja kloormeetodil. Titaandioksiidi nii anataasi kui ka rutiili vorme saab toota mis tahes viisil. Ülemaailmne titaandioksiidi tootmisvõimsus kloorimeetodil ületab sulfaadi tootmisvõimsust ja kasvab jätkuvalt. Tehnoloogilise protsessi erinevused seisnevad titaanimaagi puhastamiseks kasutatavate eri tüüpi ainetes. Väävelhappega puhastamisel (sulfaatprotsess) moodustavad titaanimaagi lisandite osakesed väävelhappega soolad, mida on edaspidi raske puhastada. Klooriga puhastamisel põlevad lisandid välja ja lõpptoode osutub valgemaks, kui kõik muud asjad on võrdsed.

Tootmine ilmeniidi kontsentraadist.

Titaandioksiidi tootmise tooraineks on ilmeniidi kontsentraat Ilmeniit on maak, mis keemilisest aspektist on oksiidide segu, millest enamus on titaan- ja raudoksiidid. Titaandioksiidi tootmise sulfaattehnoloogia põhineb ilmeniidi töötlemisel väävelhappega.
1). Ilmeniit jahvatatakse, kuivatatakse ja seejärel lagundatakse kontsentreeritud väävelhappes. Saadud titanüülsulfaadi sulam jahutatakse ja lahjendatakse veega teatud kontsentratsioonini. Seejärel redutseeritakse raud titanüülsulfaadi lahuses kahevalentseks. Saadud lahus kaitstakse ja juhitakse mustfiltrimisele. Filtreeritud lahuses kristalliseerub jahutamisel raudsulfaat ja eraldatakse tsentrifuugides emalahusest. Seejärel aurustatakse titanüülsulfaadi lahus standardkontsentratsioonini ja saadetakse hüdrolüüsile.
Järgmise protsessi käigus, hüdrolüüsil, vabanevad titaandioksiidi hüdraadi amorfsed parved. Saadud titaandioksiidi hüdraadi suspensioon filtreeritakse kahes etapis, mille käigus see pestakse kromofoori lisanditest ja pleegitatakse. Pärast vajalike komponentide lisamist kaltsineeritakse titaandioksiidhüdraatpasta kaltsineerimisahjudes. Kaltsineerimise käigus eraldatakse hüdraatunud niiskus ja tekkivale titaandioksiidile antakse pigmendiomadused. Kaltsineeritud toode jahvatatakse kahes etapis ja viiakse pinnatöötlusele. Pinnatöötlus viiakse läbi teatud kemikaalidega, et anda titaandioksiidi pigmendile teatud tarbijaomadused. Töödeldud pigment titaandioksiid kuivatatakse ja viiakse mikroniseerimisele. Purustatud valmistoode pakitakse ja viiakse lattu.
2). Tootmistehnoloogia koosneb kolmest etapist:
- Titaansulfaadi lahuste saamine (ilmeniidikontsentraatide töötlemisel väävelhappega). Selle tulemusena saadakse titaansulfaadi ning raud(II)- ja (III)sulfaatide segu, viimane redutseeritakse metallilise rauaga raua oksüdatsiooniastmeni +2. Pärast trummelvaakumfiltritel regenereerimist eraldatakse sulfaadilahused mudast. Raud(II)sulfaat eraldatakse vaakumkristallisaatoris.
- Titaansulfaadi soolalahuse hüdrolüüs. Hüdrolüüs viiakse läbi embrüote sisestamise meetodil (need valmistatakse Ti (OH) 4 sadestamisel titaansulfaadi lahustest naatriumhüdroksiidiga). Hüdrolüüsi staadiumis on saadud hüdrolüsaadiosakesed (titaandioksiidi hüdraadid) suure adsorptsioonivõimega, eriti Fe3 + soolade suhtes, seetõttu redutseeritakse raud eelmises etapis raudmetalliks. Hüdrolüüsi tingimuste (kontsentratsioon, etappide kestus, tuumade arv, happesus jne) muutmisega on võimalik saavutada soovitud omadustega hüdrolüsaadiosakeste saagis, olenevalt kavandatavast kasutusest.
- Titaandioksiidi hüdraatide kuumtöötlus. Selles etapis on kuivatustemperatuuri muutmise ja lisandite (nagu tsinkoksiid, titaankloriid ja muid meetodeid kasutades) võimalik läbi viia rutiliseerimine (st titaanoksiidi muundamine rutiili modifikatsiooniks). Kuumtöötlemiseks kasutatakse pöördtrummelahjusid pikkusega 40-60 m. Kuumtöötlemisel aurustatakse vesi (titaanhüdroksiid ja titaanoksiidhüdraadid muutuvad titaandioksiidiks), samuti vääveldioksiid.

Nõudlus titaandioksiidi järele - oluline toode värvi- ja lakitööstuses, plasti- ja paberitootmises - on Venemaa turul 67-82 tuhat tonni aastas, samas kui 2014. aastani Venemaal kodumaist titaandioksiidi tootmist ei olnud.

Titaandioksiid, asendamatu pigment värvi- ja laki-, polümeeri-, tselluloosi- ja paberi- ning muudes tööstusharudes, on valge, lõhnatu ja maitsetu pulber, vees ja mineraalhapetes praktiliselt lahustumatu (v.a vesinikfluoriid- ja kontsentreeritud väävelhape).

Titaandioksiidi toodetakse kahes vormis: rutiil ja anataas (oktaedriit). Rutiiltitaandioksiid hajutab valgust umbes 30% paremini kui anataas, omab paremat peitevõimet (peitmisjõud on titaandioksiidi võime katta värvipinna värviga). Anataasi vorm on vähem ilmastikukindel kui rutiilvorm ja UV-kiirguse suhtes vähem vastupidav. Rutiiltitaandioksiid on eelistatav värvide ja lakkide, plastide, kosmeetikatoodete tootmisel. Anataasi pigmente kasutatakse paberi, kummi ja seebi tootmisel. Traditsiooniliselt kasutatakse valdavat enamust kogu titaandioksiidist värvide ja lakkide tootmiseks. Samas on titaandioksiidi põhiülesanne värvi- ja lakitööstuses anda värvidele valget värvi, heledust, samuti parandada peitevõimet, kaitsta katteid kahjulike ultraviolettkiirte eest, vältida kilede vananemist ja värvitud pindade kollasust.

Titaandioksiidi tootmise algtooraineks on titaani sisaldav ilmeniidi kontsentraat (FeTiO 3) - kaevandus- ja töötlemisettevõtete saadused. Ilmeniit on maak, mis keemilisest seisukohast on oksiidide segu, millest enamik on titaan- ja raudoksiidid.

Titaandioksiidi tootmiseks on kaks tööstuslikku meetodit (rutiili ja anataasi modifikatsioonid):

1. Sulfaat või väävelhape (titaani sisaldavast kontsentraadist).

Meetod põhineb ilmeniidikontsentraadi töötlemisel väävelhappega, millele järgneb titanüülsulfaadi eraldamine ja hüdrolüüs koos titanüülsulfaadi (metataanhappe) hüdrolüüsiprodukti kaltsineerimisega titaandioksiidiks. Titaandioksiidi tootmise sulfaattehnoloogia kõrvalsaadus on raudsulfaat. Sulfaadimeetod võeti tööstuses kasutusele 1931. aastal titaandioksiidi anataasivormi tootmiseks ja hiljem, 1941. aastal, rutiilivormi tootmiseks.

2. Kloor või kloriid (titaantetrakloriidist).

Klooriprotsessi leiutas DuPont 1950. aastal rutiili titaandioksiidi tootmiseks. See meetod hõlmab kõrge temperatuuriga faasireaktsioone. Titaani sisaldav maak reageerib alandatud rõhu all gaasilise klooriga, mille tulemusena moodustub titaantetrakloriid (TiCl 4) ja metallikloriidide lisandid, mis seejärel eemaldatakse. Kõrge puhtusastmega titaantetrakloriid (TiCl 4) oksüdeeritakse kõrgel temperatuuril, et saada suure heledusega titaandioksiid.

Ülemaailmne kloortitaandioksiidi tootmisvõimsus ületab sulfaadiprotsessi oma ja kasvab jätkuvalt.

Sulfaaditehnoloogia on lihtsam kui kloriidtehnoloogia ja võimaldab kasutada kehvemaid ja odavamaid maake, kuid sellega kaasnevad tavaliselt suured tootmiskulud.

Võttes arvesse mõlema protsessi iseärasusi, on nende vahel valiku tegemisel peamisteks kriteeriumiteks võime varustada toodangut sobiva kvaliteediga toorainega ning keskkonnaprobleemid. Sulfaatmeetodit iseloomustab kõrgeim keskkonnasaaste.

Pigmendi titaandioksiidi tootmise koguvõimsus maailmas on hinnanguliselt umbes 7,2 miljonit tonni, millest 85–90% on rutiili ja 10–15% anataasi vormist.

Riis. 1. Titaandioksiidi tarbimisvaldkonnad

Suurima titaandioksiidi tootmispotentsiaaliga riik on Hiina (umbes 3 miljonit tonni aastas). Maailma suurimad tootjad on järgmised ettevõtted: DuPont Titaniun Technologies (USA), National Titanium Dioxide Co., Ltd. Cristal (Saudi Araabia), Huntsman Pigments (USA), Tronox, Inc. (USA), Kronos Worldwide, Inc. (USA), Sachtleben Chemie GmbH (Saksamaa; 100% kuulub Rockwood Holdingule), Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. (Jaapan).

Nagu eespool mainitud, on maailma suurimad titaandioksiidi tarbivad tööstusharud värvid ja lakid, plast ja paber (joonis 1). Hiina moodustab suurima osa titaandioksiidi tarbimisest maailmas. Teisel ja kolmandal kohal on vastavalt Lääne-Euroopa ja USA.

Riis. 2. Titaandioksiidi tarbimise struktuur Venemaa turul 2015. aastal

Nagu joonisel 2 näidatud Venemaa turu titaandioksiidi tarbimise struktuurist nähtub, tarbib peaaegu 95,1% sellest siseturule sisenevast tootest värvi- ja lakitööstus. Seejuures kasutatakse enim (55,8%) titaandioksiidi veepõhiste ja vesidispersioonvärvide valmistamisel, 31,3% kulub mittevesipõhiste värvi- ja lakimaterjalide tootmiseks ning 8,0% titaanist. dioksiidi kasutatakse muude värvi- ja lakimaterjalide jaoks.

Viimase kuue aasta jooksul on nõudlus titaandioksiidi järele Venemaa turul kõikunud vahemikus 67,2-82,9 tuhat tonni aastas ja kuni 2014. aastani rahuldati seda eranditult impordi kaudu.

Titaandioksiidi omatootmine Venemaal kuni 2014. aastani puudus. Tagantjärele arvestades tuleb märkida, et kuni 2009. aastani toodeti Solikamski magneesiumitehases OJSC (Solikamsk, Permi piirkond) titaandioksiidi tööstuslikus mastaabis, kuid alates 2009. aastast, pärast titaankäsna tootmise käivitamist, on pigmendi tootmine lõpetatud. .

Riis. 3. Titaandioksiidi import Venemaale aastatel 2010-2015, tuhat tonni

Kuni 2010. aastani toodeti väike kogus titaandioksiidi nüüdseks tegevuse lõpetanud Volgogradi JSC-s "Khimprom".

Alates 2014. aasta keskpaigast on titaandioksiidi toodetud Venemaa Föderatsioonis Moskvas registreeritud Titanium Investments LLC Armeenia filiaalis. Kiievis registreeritud Ukrainian Chemical Products PJSC (endine Crimean Titan PJSC) jääb omakorda Ukraina ettevõtteks, mis rendib oma kinnisvarakompleksi Titanium Investments LLC pikaajalise rendilepinguga. See kombinatsioon võimaldas ettevõttel tagada Ukrainast imporditud tooraine katkematud tarned ja säilitada Euroopa müügiturud, hoolimata Krimmi-vastastest sanktsioonidest.

Riis. 4. Titaandioksiidi impordi struktuur Venemaale 2014. aastal (päritoluriigi järgi), tuhat tonni

Titaandioksiidi tootmismaht Titanium Investments LLC Armeenia filiaalis oli 2014. aasta juulis-detsembris 47,732 tuhat tonni ja 2015. aastal 77,796 tuhat tonni.

Sellest hoolimata on impordi tase 2014. ja 2015. a. püsis kõrge ja moodustas vastavalt 80,3 ja 67,6 tuhat tonni.

2014. aastal hõivas üle 30% Venemaa turust Ukraina, mida esindasid PJSC Sumykhimprom (Ukraina, Sumy) ja PJSC Crimean Titan (praegu PJSC Yukreinian Chemical Products, Krimmi Vabariik, Armjansk). Üle 18% saadetistest tuli USA-st, mida esindas peamiselt DuPont.

Riis. 5. Titaandioksiidi impordi struktuur Venemaale 2015. aastal (päritoluriigi järgi), tuhat tonni

2015. aastal impordi struktuur mõnevõrra muutus. Titaandioksiidi import Ukrainast kasvas 28,0 tuhande tonnini ja moodustas 41,4% kogu toodete impordist Venemaale.

Kaupade import Ameerika Ühendriikidest seevastu vähenes ja moodustas 9,1 tuhat tonni (13,4% kogu impordist).

Titaandioksiidi eksport Venemaalt aastatel 2010-2014 viidi läbi peaaegu täielikult tolliliidu riikidesse, oli madal ja ulatus 0,1-0,4 tuhande tonnini.

Riis. 6. Titaandioksiidi ekspordi struktuur Venemaale 2015. aastal (päritoluriigi järgi), tuhat tonni

2015. aastal avanes selles väliskaubanduse valdkonnas huvitav pilt: titaandioksiidi eksport Venemaalt ulatus 74,56 tuhande tonnini, millest 88,1% eksporditud kaupadest läks Ukrainasse (joonis 6).

Tabel 1. Titaandioksiidi keskmised impordihinnad aastatel 2014-2015 (päritoluriigi järgi, ilma käibemaksuta), USD / t

Aastatel 2014-2015. Ameerika kloriidmeetodil toodetud titaandioksiid, mis vastab kõrgetele tehnilistele parameetritele ja suhteliselt madalale hinnale, oli Venemaa turul kõige konkurentsivõimelisem, mida tõendab selle märkimisväärne müük Venemaa turul, hoolimata tarnijate geograafilisest kaugusest tarbijatest. . Titanium Investments LLC ja Ukraina PJSC Sumykhimprom toodetel on hoolimata asjaolust, et need on toodetud sulfaatmeetodil, ka head tehnilised omadused ja võib-olla Venemaa tarbija jaoks kõige optimaalsem hinna ja kvaliteedi suhe (tabel 1).

Allpool on toodud mõnede Venemaale oma tooteid importivate ettevõtete toodetud titaandioksiidi omadused (tabelid 2-5).

Tabel 2. PJSC "Sumykhimprom" titaandioksiidi kvalitatiivsed omadused

Tabel 3. Titaandioksiidi kvalitatiivsed omadused Titanium Investments LLC

Tabel 4. Ameerika ettevõtte titaandioksiidi klasside kvalitatiivsed omadused DuPont

Tabel 5. Soome ettevõtte titaandioksiidi klasside kvalitatiivsed omadused Sachtleben Pigmendid OY mõeldud kasutamiseks värvimismaterjalide tootmisel

Nagu tabelis toodud andmetest näha. 2-5 andmetel on Titanium Investments LLC tooted veidi madalama kvaliteediga kui Ameerika ja Euroopa tooted ning need on oluliselt odavamad.

Võttes arvesse värvi- ja laki- ning polümeeritööstuse intensiivset arengut, võib prognoosida, et aastaks 2030 ulatub nõudlus titaandioksiidi järele Venemaa turul 220-260 tuhande tonnini.

Sellest eeldusest järeldub, et Venemaal on vaja luua ja suurendada titaandioksiidi tootmisvõimsust.

Venemaal on hea titaani sisaldavate toorainete toorainebaas Komi Vabariigis, Tšita, Murmanski, Tšeljabinski, Amuuri, Tambovi, Tomski, Nižni Novgorodi, Omski, Tjumeni oblastis, Krasnojarski ja Stavropoli territooriumil. Sellise toorainebaasi olemasolu võimaldab korraldada titaandioksiidi tootmist nii sulfaat- kui ka kloriidmeetodil. Seni on selle tootmise korraldamist peamiseks pidurdavaks teguriks titaandioksiidi suhteliselt madalad hinnad ja tootmise suhteliselt madal tasuvus.

Riis. 7. Peamised titaani leiukohad Vene Föderatsioonis

Suurimad maardlad on Jaregskoje (Komi Vabariik), Chineyskoe, Kruchininskoe (Tšita piirkond), Medvedevskoe (Tšeljabinski oblast) ja Central (Tambovi oblast) jne (joon. 7). Tuleb märkida, et lisaks titaani sisaldavate toorainete tõestatud tasakaaluvarudele on Venemaal tohutud prognoosiressursid.

Kuna nõudlus titaandioksiidi järele on Venemaal väga suur ja see pole sugugi täielikult kaetud kodumaise tootmisega ning Vene Föderatsiooni territooriumil eksisteerivad selle toote tootmise tehnoloogiad pole kaugeltki täiuslikud, on titaandioksiidi tootmine huvitav valdkond teaduse ja tehnika arendamiseks ning innovatsiooniks.

Nii töötati Tomski Polütehnilises Ülikoolis (TPU) välja ökonoomne ja keskkonnasõbralik titaandioksiidi tootmise tehnoloogia, mis eeldab ammooniumfluoriidi kasutamist peamise reagendina, mis on väävelhappest ohutum. Lisaks saab seda reaktiivi taaskasutada, vähendades sellega jäätmeid. Uus tehnoloogia aitab vähendada kasumlikkuse marginaale väikestele mahtudele (alates 20 tuhandest tonnist), võimaldades luua väikeste tootmisüksuste võrgustiku ja seeläbi vähendada logistikakulusid. Fluoriiditehnoloogia ainsaks puuduseks on see, et sel juhul saadakse jämedam pigmendipulber kui kloorimeetodil. Tootmise käivitamine võimsusega 100 tuhat tonni aastas on Tomski polütehnilise ülikooli arendajate hinnangul 1,5 miljardit rubla, samas kui Kronos Worldwide Inc. ekspertide hinnangul. 150 tuhat tonni aastas võimsusega kloriidtehnoloogiaga tootmise loomine nõuab vähemalt 1 miljard dollarit.Uut tehnoloogiat kasutava toodangu loomise tähtajaks on TPÜ spetsialistide hinnangul üks või kaks aastat.

2015. aasta oktoobris kiitis riiklik korporatsioon Rosatom heaks JSC Siberian Chemical Combine'i (JSC SKhK) projekti luua fluoriiditehnoloogiat kasutav titaandioksiidi tootmisüksus, mille võimsus on 20 tuhat tonni aastas. Esimese tootepartii valmistamiseks ja turundusuuringuteks otsustati eraldada 3,6 miljonit rubla. Pärast seda, kui SKhK JSC tellimusel TPU-s toodetud toodete esimeste näidiste kvaliteet kinnitati mitmes tarbijatehases, teatas Siberi keemiatehase JSC juhtkond, et 2017. aastal käivitab ta katsetootmistehase mahuga 5 tuhat tonni / aastal ja 2019. aastal - tööstus - 20 tuhande tonni võrra aastas. Tootmine käivitatakse SKhK JSC asukohtades.

Lisaks Tomski oblastis kavandatavale uue tootmise loomisele valmistatakse ette uuendusi ja kasutuselevõttu ka Krimmi föderaalringkonnas: eelkõige plaanib Titanium Investments LLC 2018. aastaks suurendada oma titaandioksiidi tootmisvõimsust 19 tuhande tonni võrra (üles). kuni 120 tuhat tonni aastas).

Seega loodetakse, et 2018.-2019. Venemaal ulatub titaandioksiidi tootmise koguvõimsus 140 tuhande tonnini aastas, kuid kas nõudlus selle järele Venemaa turul on kodumaise tootmise tõttu täielikult rahuldatud, arvestades, et Titanium Investments LLC on ekspordile orienteeritud ettevõte. , jääb tõsiseks küsimuseks.

Titaandioksiid (titaandioksiid, E171) on toidu lisaaine, mis on valge värvaine.

See on läbipaistev kristalne pulber, mis muutub kuumutamisel kollaseks. Looduses esineb seda kolmes variandis: mineraalide anataasi, rutiili ja brookiidi kujul, millel on erinev kristallstruktuur. Aine saamiseks kasutatakse ainult anataasi ja rutiili struktuuriga titaandioksiidi.

Toidu titaandioksiidi on lubatud kasutada tööstuses alates 1994. aastast värvainena, mis annab toidule valgendava efekti.

Kaubanduslikul kujul on titaandioksiid tavaliselt puhas aine, milles on vähesel määral ränidioksiidi ja alumiiniumoksiidi lisandeid, mis parandavad toote töödeldavust.

Titaandioksiidi peamised omadused on järgmised:

• Kõrge valgendav jõud;
• Keemiline vastupidavus;
• Mittetoksilisus;
• Kõrge niiskus- ja ilmastikukindlus.

Titaandioksiid ei mõjuta toodete lõhna ja maitset, selle peamine eesmärk on muuta tooted isuäratavamaks. Toidu lisaaine annab toodetele tarbijale nii atraktiivse ideaalse valgesuse.

Titaandioksiidi rakendused

Toiduainetööstuses kasutatakse titaandioksiidi toidulisandina E171, mida kasutatakse kiirhommikusöökide, piimapulbri ja pulbriliste toodete valmistamisel. Titaandioksiidi, krabipulkade ja muude kalatoodete analoogide, närimiskummide, majoneesi abil pleegitatakse, aga ka glasuur, valge šokolaad, kommid jms.

Pelmeenide valmistamisel kasutatakse jahu selitamiseks titaandioksiidi. E171 annus valitakse sõltuvalt taigna nõutavast valgesusest. Sel juhul lisatakse massi koos jahuga vajalik kogus värvainet ja segatakse aine maksimaalseks jaotumiseks põhjalikult. Titaandioksiidi kogus on 100-200 grammi 100 kg jahu kohta.

Lihatööstuses kasutatakse titaandioksiidi, mille omaduste hulka kuulub hea dispergeeritavus (emulgeeritavus) ja optiline atraktiivsus, peekoni, pasteetide ja gurmeetoodete valgendamiseks.

Titaandioksiidi kasutatakse ka köögiviljakonservide tootmisel, eelkõige riivitud mädarõika heledamaks muutmiseks.

Titaandioksiidi kahjustus

Siiani ei ole ametlikud kliinilised uuringud suutnud tuvastada toidulisandi E171 negatiivseid mõjusid. Titaandioksiid ei lahustu andmetel maomahlas ja läbi sooleseina organism seda praktiliselt ei omasta. Seega ei kogune titaandioksiid kudedesse, olles organismist täielikult eemaldatud.

SanPin 2.3.2.1293-03 võimaldab toiduainete tootjatel kasutada titaandioksiidi kogustes, mis tootjate seisukohast võimaldavad saavutada vajaliku tehnoloogilise efekti.

Siiski on endiselt oletus titaandioksiidi võimaliku kahju kohta: nagu rottide peal tehtud uuringud on näidanud, suurendab titaandioksiidi pulbri sissehingamine vähi tõenäosust, kuna see on inimestele kantserogeenne.

Mõned teadlased viitavad sellele, et aine nanoosakesed on võimelised hävitama keha rakutasandil, hävitades nende loomuliku struktuuri, kuid sellele faktile pole täpset kinnitust, välja arvatud katsed närilistega.

Hoolimata asjaolust, et toidus kasutatavat titaandioksiidi peetakse kahjutuks, jätkuvad uuringud selle mõju kohta organismile. Nõrga immuunsusega inimestele ei ole soovitav ületada toidu titaandioksiidi soovitatavat annust (1% päevas).

). Kunstlikult saadi veel kaks kõrgsurve modifikatsiooni - rombiline IV ja kuusnurkne V.

Kuumutamisel muutuvad nii anataas kui ka brookiit pöördumatult rutiiliks (üleminekutemperatuurid on vastavalt 400–1000 °C ja umbes 750 °C). Nende modifikatsioonide struktuurid põhinevad TiO 6 oktaeedritel, see tähendab, et iga Ti 4+ ioon on ümbritsetud kuue O 2- iooniga ja iga O 2- ioon on ümbritsetud kolme Ti 4+ iooniga. Oktaeedrid on paigutatud nii, et iga hapnikuioon kuulub kolme oktaeedri alla. Anataasis on oktaeedri kohta 4 ühist serva, rutiilis - 2.

Looduses olemine

Looduses leidub seda puhtal kujul mineraalide rutiili, anataasi ja brookiidi kujul (kahe esimese struktuur on tetragonaalse ja viimase rombilise süsteemiga), kusjuures põhiosa on rutiil.

Omadused

Füüsikalised, termodünaamilised omadused

Puhas titaandioksiid – värvitud kristallid (muutub kuumutamisel kollaseks). Tehnilistel eesmärkidel kasutatakse seda purustatud olekus, mis kujutab endast valget pulbrit. Vees ja lahjendatud mineraalhapetes (v.a vesinikfluoriidhape) ei lahustu.

• Rutiili sulamistemperatuur - 1870 ° C (teistel allikatel - 1850 ° C, 1855 ° C)
• Rutiili keemistemperatuur on 2500 ° C.
• Tihedus 20 °C juures:

Muude modifikatsioonide sulamis-, keemis- ja lagunemispunkte pole täpsustatud, kuna need muutuvad kuumutamisel rutiiliks (vt.).

Tänu ioonide tihedamale pakkimisele rutiili kristallis suureneb nende vastastikune külgetõmme, väheneb fotokeemiline aktiivsus, kõvadus (abrasiivsus), murdumisnäitaja (anataasi puhul 2,55 ja rutiili puhul 2,7) ning dielektriline konstant suureneb.

Keemilised omadused

Titaandioksiid on amfoteerne, see tähendab, et sellel on nii aluselised kui ka happelised omadused (kuigi see reageerib peamiselt kontsentreeritud hapetega).

See lahustub aeglaselt kontsentreeritud väävelhappes, moodustades vastavad neljavalentsed titaanisoolad:

2TiO2 + 4NH3 → (t) 4TiN + 6H2O + O 2

Oksiidide, hüdroksiidide ja karbonaatidega sulatamisel tekivad titanaadid ja topeltoksiidid:

Toksilised omadused, füsioloogilised mõjud, ohtlikud omadused

TLV (Threshold Limit Value, USA): TWA-na (töökeskmine, USA) 10 mg / m³ A4 (ACGIH 2001).

Ekstraheerimine ja tootmine

Täisartikkel Titaan(IV)oksiidi saamine

Maailma titaandioksiidi toodang ulatus 2004. aasta lõpus ligikaudu 5 miljoni tonnini.

Peamised titaandioksiidi tootjad ja eksportijad:

Viimastel aastatel on titaandioksiidi tootmine Hiinas ülikiiresti kasvanud.

Venemaal pigmenti titaandioksiidi ei toodeta, küll aga toodetakse metallurgias kasutatavaid tehnilisi sorte. SRÜ territooriumil toodavad titaandioksiidi Ukrainas ettevõtted "Sumykhimprom", Sumy linn, "Krimmi titaan", Armjanski linn) ja KP "Titanium-Magnesium Combine" (Zaporozhye). Sumy Riiklik Mineraalväetiste ja Pigmentide Instituut (MINDIP) pöörab oma uurimistöödes erilist tähelepanu titaan(IV)oksiidi sulfaatmeetodil saamise tehnoloogiale: uuringud, uute kaubamärkide väljatöötamine, tehnoloogia moderniseerimine ja protsessi riistvaraline projekteerimine. .

Nagu eespool öeldud, leidub titaandioksiidi mineraalide kujul, kuid sellest allikast ei piisa, seega toodetakse märkimisväärne osa sellest. TiO 2 tootmiseks on kaks peamist tööstuslikku meetodit: ilmeniidi (FeTiO 3) kontsentraadist ja titaantetrakloriidist.

Titaandioksiidi tootmine ilmeniidikontsentraadist

Tootmistehnoloogia koosneb kolmest etapist:

• titaansulfaadi lahuste saamine (ilmeniidikontsentraatide töötlemisel väävelhappega). Selle tulemusena saadakse titaansulfaadi ning raud(II)- ja (III)sulfaatide segu, viimane redutseeritakse metallilise rauaga raua oksüdatsiooniastmeni +2. Pärast trummelvaakumfiltritel regenereerimist eraldatakse sulfaadilahused mudast. Raud(II)sulfaat eraldatakse vaakumkristallisaatoris.
• titaansulfaadi soolalahuse hüdrolüüs. Hüdrolüüs viiakse läbi embrüote sisestamise meetodil (need valmistatakse Ti (OH) 4 sadestamisel titaansulfaadi lahustest naatriumhüdroksiidiga). Hüdrolüüsi staadiumis on tekkinud hüdrolüsaadiosakesed (titaandioksiidi hüdraadid) suure adsorptsioonivõimega, eriti Fe 3+ soolade osas, just sel põhjusel redutseeritakse eelmises etapis raudraud raudmetalliks. Hüdrolüüsi tingimuste (kontsentratsioon, etappide kestus, tuumade arv, happesus jne) muutmisega on võimalik saavutada soovitud omadustega hüdrolüsaadiosakeste saagis, olenevalt kavandatavast kasutusest.
• titaandioksiidi hüdraatide kuumtöötlus. Selles etapis saab kuivatamistemperatuuri muutes ja lisaaineid kasutades (nt tsinkoksiid, titaankloriid ja muid meetodeid kasutades läbi viia rutiliseerimist (st titaanoksiidi muundamist rutiili modifikatsiooniks). Kuumtöötluseks pöördtrummel kasutatakse ahjusid pikkusega 40-60 m Kuumtöötlemisel aurustatakse vesi (titaanhüdroksiid ja titaanoksiidhüdraadid muutuvad titaandioksiidiks), samuti vääveldioksiid.

Titaandioksiidi tootmine titaantetrakloriidist

Titaandioksiidi tootmiseks selle tetrakloriidist on kolm peamist meetodit:

• titaantetrakloriidi vesilahuste hüdrolüüs (millele järgneb sademe kuumtöötlemine)
• titaantetrakloriidi aurufaasi hüdrolüüs (põhineb titaantetrakloriidi aurude ja veeauru interaktsioonil). Protsess viiakse tavaliselt läbi temperatuuril 900-1000 ° C
• tetrakloriidi termiline töötlemine (põlemine hapnikuvoolus)

Rakendus

Titaandioksiidi peamised kasutusalad:

Muud kasutusalad - kummitoodete valmistamisel, klaasi tootmisel (kuumuskindel ja optiline klaas), tulekindlana (keevituselektroodide katmine ja valuvormide katmine), kosmeetikas (seep jne), toiduainetööstuses (toit) lisand E171).

Hinnad ja turg

Titaandioksiidi hinnad varieeruvad sõltuvalt klassist ja klassist. Seega maksis eriti puhas (99,999%) titaandioksiid rutiili ja anataasi kujul septembris 0,5–1 dollarit grammi kohta (olenevalt ostu suurusest) ja tehniline titaandioksiid – 2,2–4,8 dollarit kilogrammi kohta. ostu maht.

Standardid

• Pigment titaandioksiid. Tehnilised andmed GOST 9808-84

Praegu ei toodeta titaandioksiidi vastavalt standardile GOST 9808-84.

• Pigmenteeritud titaandioksiid. TLÜ U 24.1-05762329-001-2003

SJSC "Titan" (Armyansk) tegutseb vastavalt nendele tehnilistele tingimustele.

• Titaandioksiidi pigment. TLÜ U 24.1-05766356-054: 2005

OJSC "Sumykhimprom" (Sumy) töötab vastavalt nendele tehnilistele tingimustele.

Viited

1. B. V. Nekrasov. Üldkeemia alused... Seotud. 3., rev. ja lisage. Kirjastus "Keemia", 1973 S. 644, 648
2. T. G. Ahmetov, R. T. Porfirieva, L. G. Gaisin jt. Anorgaaniliste ainete keemiline tehnoloogia: 2 raamatus. Raamat. 1 Ed. T.G. Akhmetova.-M.: Kõrgkool, 2002 ISBN 5-06-004244-8 S. 369-402
3. Keemia: Ref. toim./V. Schroeter, K.-H. Lautenschläger, H. Bibrak jt: Per. temaga. 2. väljaanne, Stereotüüp. - M.: Keemia, 2000.S. 411
4. Keemiaentsüklopeedia (elektrooniline versioon) lk 593, 594

Lingid

• Maailma pigmendi titaandioksiidi turg Seisukord, trendid, prognoosid
• TiO2 – titaandioksiid | Titaandioksiid (titaandioksiid) | Omadused, ulatus, titaandioksiidi tootjad
• Titaandioksiidi rahvusvaheline kemikaaliohutuse kaart
• Titaandioksiid Teave Akroni ülikooli keemiaandmebaasist

Märkmed (redigeeri)

1. http://www.snab.ru/lkm2/01/03.pdf
2. Keemia entsüklopeedia

Titaandioksiidi kosmeetilised omadused, aine peamised omadused, titaandioksiidiga kosmeetikatoodete kasutamisest saadav kasu ja võimalik kahju.

Artikli sisu:

Titaandioksiid on erinevates tööstusharudes laialdaselt kasutatav koostisosa kosmeetikas, toiduainetes ja paljudes teistes toodetes. Sellel ei ole laia tegevusspektrit, kuid see on üsna kasulik paljudes tootmistehnoloogiates. Maksumus ja nõudlus sõltuvad puhastusastmest. Samuti määrab see parameeter turvalisuse astme. Vaatleme üksikasjalikumalt selle aine peamisi kasulikke omadusi ja selle kasutamisega seotud võimalikke ohte.

Mis on titaandioksiid

Siin on selle aine lühikirjeldus:

• Kuidas on see siltidel märgitud, sünonüümid... Titaandioksiid, titaandioksiid, titaanvalge, titaananhüdriit, titaanoksiid, titaanoksiid, CI 77891, titaanoksiid, titaanhappe anhüdriid, pigment valge 6, mikroniseeritud titaandioksiid.
• Põhiomadused... Sellel on kõrge valgendusvõime, see on kergesti kombineeritav kilemoodustajatega, on stabiilne, suurepärase peitmisvõimega.
• Vastuvõtmine... See võib olla looduslikku päritolu - see on rutiil, mineraal, mille titaandioksiidi kontsentratsioon on umbes 60%. Enne mis tahes tootmises kasutamist tuleb see põhjalikult lisanditest puhastada.
• Titaandioksiidi ulatus... Värvide ja lakkide tootmine, kummi ja plasti, lamineeritud paberi, klaasi (optilise ja kuumakindla) tootmiseks, tulekindlate materjalide, tehisvääriskivide, keraamiliste dielektrikute loomiseks, fotokatalüsaatorina nanotehnoloogias, toiduainetööstuses, farmaatsiatoodetes ja kosmeetikatoodete valmistamisel.
• Ohu tase... Vastavalt ohtlike ainete klassifikatsioonile on dioksiidil IV ohuklass, s.o. on madala ohutasemega. See ei ole mürgine. Seda iseloomustab inertsus. Ei kujuta ohtu nahale.
• Lubatud kontsentratsioon... Kirjeldatud aine on ohutu, kui kontsentratsioon õhus ei ületa 10 mg / m3.

Titaandioksiidi kosmeetilised omadused

Inertsuse tõttu ei ole see toimeaine. Ta ei suuda muuta naha omadusi. Sellel ei ole niisutavaid, stimuleerivaid, antioksüdantseid omadusi. see ei tungi läbi naha. Tema kohalolekust on aga siiski kasu. Mida - me kaalume üksikasjalikumalt.

Praktilisest aspektist vaadatuna kasutatakse titaandioksiidi nahale erilise tooni andmiseks ja ultraviolettkiirte eest kaitsmiseks mõeldud toodete valmistamisel. Selles kontekstis on sellel mitmeid kasulikke kosmeetilisi omadusi:

1. Toimib värvainena... Titaandioksiidi kasutatakse peamiselt värvainena. See valgendab täiuslikult mis tahes komponenti. CI 77891 valgendavaid omadusi kasutatakse aktiivselt toonivate toodete valmistamisel - toonikreemid, puuder, lauvärv, põsepuna. võimaldab teil määrata soovitud tooni, segades erinevates vahekordades teiste värvainetega.
2. ... Titaandioksiidi kristallid on võimelised kaitsma nahka ultraviolettkiirguse kahjulike mõjude eest. See omadus võimaldab selle aine klassifitseerida SPF-filtriks.
3. See on abiaine... Seda kasutatakse segude paksendajana, täiteainena ja annab tootele soovitud viskoossuse. Titaandioksiidile on omistatud ka niiskuse säilitamist ja mõningate nahavigade varjamist.

Kui võite olla kindel titaandioksiidi sisaldavate toodete kasutamise ohutuses – lugege edasi.

Titaandioksiid kosmeetikas: kahju või kasu?

Kaaluge mitmeid vastuolulisi ja vastuolulisi võimalusi:

• Kasutada värvainena... Jah, titaandioksiid parandab oluliselt toodete tarbijaomadusi – see valgendab segu, andes sellele õilsa valge värvuse. Kuid selles kontekstis saame rääkida toote atraktiivse välimuse loomisest, kuna valget värvi seostatakse alati puhtuse, ohutusega. Seetõttu on see kasutusjuhtum tootja jaoks turunduse seisukohalt oluline, kuid mitte mingil juhul seotud praktilisuse ja kasulikkusega tarbijale. Teine asi on kasutamine dekoratiivkosmeetikas erilise varjundi andmiseks. Kuid ka siin on piirangud sisaldusele, näiteks aluskreemis kuni 10%, puudrites kuni 15%.
• Antiperspirantide kasutamine... Aerosoolsed antiperspirandid, mis sisaldavad titaandioksiidi, on potentsiaalselt inimestele ohtlikud. Selle põhjuseks on asjaolu, et tootmises kasutatakse tugevalt purustatud ainet ja aerosooli pihustamisel satuvad osakesed tahtmatult hingamisteede kaudu kopsudesse. Kust neid saab vereringega viia kõikidesse kehaorganitesse. Arvatakse, et titaandioksiid eritub organismist kergesti muutumatul kujul. Kuid hiljutised uuringud näitavad, et titaanoksiidi nanoosakesed, mida erinevate tootegruppide tootjad üha enam kasutavad, tungivad rakkudesse ja avaldavad DNA-le mehaanilist mõju. Need andmed ilmnesid pärast katseid rottidega. Inimeste kokkupuute kohta usaldusväärsed andmed veel puuduvad.
• Kasutamine SPF-filtrina... Esimesed titaandioksiidiga päikesekreemid jätsid peale pealekandmist nahale valge jälje. Tootjad lahendasid selle probleemi järgmiselt - nad hakkasid kasutama selle aine nanoosakesi. Tõepoolest, kreem on muutunud läbipaistvamaks, nii et see ei jätnud nahale jälgi. Kuid see tõi kaasa asjaolu, et agendi filtreerimisvõime muutus. Sama erikaaluga nanoosakesteks jahvatamisel omandab titaanoksiid suure pindala ja võib saada fotokatalüsaatoriks, mis suurendab ultraviolettkiirguse kahjulikku mõju.
• Kasutamine välispidiseks kasutamiseks mõeldud toodetes... Eraldi tuleks öelda, et titaandioksiidil on omadus ummistada poorid ja viia akne tekkeni. Selle vältimiseks tasub pärast seda komponenti sisaldava kosmeetika kasutamist pöörata erilist tähelepanu naha põhjalikule puhastamisele.

Seega võib titaandioksiidi kasutamine füüsikalis-keemiliste reaktsioonide kontekstis olla ohtlik, kui seda kasutatakse nanoosakeste suuruses. Tarbijad peaksid koostist hoolikalt uurima, et minimeerida negatiivsete reaktsioonide tekkimise ohtu.

Mis on titaandioksiidi kahju kosmeetikas

Saadud uurimistulemuste põhjal võib järeldada, et iga titaandioksiidi sisaldav kosmeetikatoode ei saa olla ohutu. Sellistest toodetest pole lühikese aja jooksul võimalik täielikult loobuda, sest selle koostisosa kasutamine on muutunud tootmistehnoloogia osaks. Uute uurimistulemuste ootuses tasub meeles pidada ettevaatusabinõusid teatud inimkategooriate – tundliku nahaga inimeste ja laste puhul.

Titaandioksiidi kahjustus probleemse naha omanikele

Vaatamata oma keemilisele neutraalsusele dermise ning kosmeetika- ja pesuvahendite koostisosade suhtes võib titaandioksiid tekitada nahale kleepuva kile, mis mitte ainult ei säilita niiskust, vaid võib põhjustada ka aknet ja ärritust, eriti sellistele defektidele kalduval rasusele nahale.

Normaalse naha puhul ei teki suurenenud rasu, higieritust, seega ei tekita need lisandid probleeme.

Igal juhul on vaja valida kvaliteetsed meigieemaldajad. Titaandioksiidi jääk võib koguneda nahapooridesse ja esile kutsuda uusi ärritusi.

Kas titaandioksiid on lastele mõeldud kosmeetikatoodetes kahjulik?

Tootjaga suhtlemise koordinaadid on märgitud iga toote etiketile. Enne ostmist on kõige parem veenduda, et konkreetses tootes ei kasutata nanoosakesi, sest need on kõige suurema ohuga. Selle aine mikroosakeste sisenemine kehasse on täis DNA muutusi, immuunsuse halvenemist ja krooniliste haiguste ettearvamatut arengut. Lapse hapra keha puhul suureneb oht kordades.

Tähelepanuväärne on, et teoreetiliselt on kosmeetikatoodetest nanoosakeste kehasse tungimise oht üsna väike. Seetõttu ei ole selliste toodete kasutamise täielikku tagasilükkamist vaja. Sellisel juhul peavad vanemad õpetama lastele, kuidas seda õigesti kasutada, mitte lubama seda muul otstarbel kasutada.

Kui teil on vaja kasutada päikesekaitsekreemi, on parem valida selline, mis jätab valge jälje - see näitab, et titaandioksiidi kasutatakse jämedateralise pulbri kujul ja see on ohutum.

Mis on titaandioksiid kosmeetikas - vaadake videot: