Всем привет. Думаю, вы, перед тем как купить какую-то продукцию знакомитесь с ее составом. Вот и я всегда так делаю. В составе многих косметических средств можно увидеть диоксид титана. Я встречала такие надписи: titanium dioxide, micronized titanium dioxide. А также titanium dioxide , ci 77891. Естественно мне стало интересно диоксид титана что это такое. И есть ли какой-то вред от данного вещества? Давайте разберемся вместе.
В природе данное вещество встречается в виде трех минералов: рутила, анатаза и брукита. Чистая двуокись представляет собой бесцветные кристаллы, при нагревании они желтеют.
В косметической промышленности двуокись титана применяют в раздробленном состоянии. Она представляет собой белую пудру, не растворимую в воде. По консистенции напоминает мел, что хорошо видно на фото порошка. Как видите, вещество имеет природное происхождение. Т.е. это не синтетический продукт и не органика.
По своим химическим свойствам двуокись абсолютно инертна. Это значит, что она не вступает в реакцию с другими веществами.
Т.е. при добавлении ее в различные средства никаких дополнительных соединений она не образует. Это говорит о ее безвредности. Частично растворяется в соляной кислоте. Т.е. с соединениями хлора реакция возможна.
Титан не является летучим. Из организма выводится практически полностью. Мелкие частицы диоксида обладают способностью отражать УФА-излучение. Именно это излучение вызывает такое смертельное заболевание, как меланома. Также частички двуокиси отражают УФВ-излучение, которое приводит к раку кожи.
Применение двуокиси титана
Применение данного вещества довольно обширно. Его активно используют в мыловарении, в косметике и пищевой промышленности. В составе продуктов двуокись вы найдете по мркировке Е171. По сути – это краситель, вещество используется для придания продукту белого цвета. Такое широкое применение двуокись титана получила из-за своей не токсичности. А также хорошей отбеливающей способности и стойкости к влаге.
Титан также используют в производстве бумаги, пластмасс, лакокрасочной промышленности. Рассуждая о вреде, давайте просто посмотрим, где добавку Е171 применяют в пищевой промышленности:
- в завтраки быстрого приготовления
- крабовые палочки
- сухое молоко
- майонез
- белый шоколад
- муку (на 100 кг муки разрешено добавлять от 100 до 200 г диоксида)
- в кондитерской промышленности - осветление глазури и т.д.
Применение настолько широко, что думать о колоссальном вреде организму просто смешно. Ведь двуокись встречается практически везде: в мыле, зубной пасте, креме, продуктах. Почему диоксид получил такое широкое применение в косметике? И насколько это оправданно - давайте разбираться.
Для чего титан применяют в косметике
Как я уже говорила основное применение вещества – как красителя. В косметике тоже самое – белоснежный цвет крема, мыла, пасты – это двуоксись титана. В составе пудры и тональных кремов вещество применяют для создания нужного оттенка.
Концентрация в пудре не более 15%, в тональном креме не более 10%
Но основное и незаменимое свойство титана в косметике – это все же защита от ультрафиолета. Плюс к этому вещество гипоаллергенно, оно не раздражает кожу. Поэтому добавляется даже в кремы для самых маленьких.
В ЕС и США диоксид разрешен не только в косметической и пищевой промышленности. Его успешно применяют для окрашивания лекарственных средств. Также и в РФ – капсулы и таблетки окрашивают титаном.
В косметической, фармацевтической и пищевой промышленности двуокись тщательно очищают и очень мелко дробят. А в дезодоранты, помады и пудры, порошок попадает в виде нано частиц. Вот вокруг этих наночастичек и идут споры.
Двуокись титана – вредна или нет
Недавние исследования показали, что солнцезащитная косметика с этим веществом бесполезна в бассейнах. Т.е. при купании в хлорированной воде диоксид сразу смывается с тела. И, естественно, теряет свои свойства. А вот в морской воде выдерживаете до 4-х заходов в воду. Что можно сказать по этому поводу? Здесь скорее речь не о вреде. А о неспособности крема выполнить свои функции при определенных условиях.
Были и другие исследования о якобы биохимическом воздействии двуокиси на клетки. Титан на клеточном уровне может мешать передаче сигналов. При этом двуокись должна попадать в организм через пищу. Сразу скажу, исследования были проведены минимальные.
По токсикологии и аллергии уровень опасности низкий. Что касается онкологии – ниже среднего. Вы должны понимать, что нужно есть двуокись большими ложками и длительно. Тогда есть вероятность спровоцировать онкопроцесс. Все опыты проводились на животных и дозы им давались максимальные. В здравом уме мы не станем диоксид титана употреблять в таком количестве.
Американская независимая организация EWG делит диоксид на обычный и солнцезащитный. Эта организация составляет рейтинг опасных веществ. Так вот солнцезащитным диоксид становится при измельчении до нано частиц.
Нано частица имеет размер менее 100 нм в диаметре. Для солнцезащитной косметики применяют диоксид с размером частиц около 25 нм
Существует предположение, что нано частицы могут через кожу попадать в кровь. А кровью они будут разноситься по организму, попадать в клетки и мозг. Также предполагают, что нано частицы могут накапливаться в организме. Но вы же понимаете, никто не проводил многолетние исследования. Допустим, какие изменения в организме происходят, если 10 лет использовать пудру с диоксидом.
Вот и получается - то, что нано частицы могут накапливаться в коже, вообще только предположили . Ведь это нужно ждать десятки лет, чтобы подтвердить или опровергнуть данные опасения. Поэтому лично я не нашла ни одного опытного исследования о вреде нано частиц двуокиси.
Если у вас все еще остались сомнения загляните на сайт EWG . Они утверждают, что лучше всего защищает от солнца оксид цинка и диоксид титана. Если бы вещество было опасно, неужели его одобрили бы практически все страны мира?
Примеры косметики с titanium dioxide
Этот природный минерал присутствует во многих косметических средствах. С некоторыми из них я вас сейчас познакомлю. И фото такой косметики я для вас припасла.
Спрей - активатор загара от Виши SPF 50+ . Это косметическое средство обеспечивает интенсивное увлажнение. Также оно позволяет быстро добиться стойкого и естественного загара. Данный флюид гипоаллергенный – может использоваться для ухода за чувствительной кожей.
Солнцезащитное средство для детей . Выпускается оно со значком SPF 50+. В составе данного косметического средства присутствует инновационный солнечный фильтр Mexoplex®. Выдерживает до 6 купаний в воде по 20 минут. Можно пользоваться всей семьей.
Фармакологическая «чистота» — Фармакологические предприятия нередко называют «чисто химическими» производствами: большинство применяемых сырьевых компонентов относится к продуктам химического синтеза с высокой степенью чистоты, то есть с минимальным содержанием сторонних примесей.
Кроме того, практически вся фармакологическая продукция допускается к применению после многочисленных исследований и апробаций, что опять же позволяет говорить о чистоте производства. Разумеется, речь идет об условной, а не об абсолютной чистоте: там, где это необходимо, целесообразно и безопасно, фармацевты применяют дополнительные вещества и компоненты, к числу которых можно отнести и рассматриваемый в данной публикации диоксид титана (химическая формула TiO2).
Зачем фармацевтам диоксида титана?
Диоксид титана можно встретить в формуле различных лекарственных средств. Назначение этого вещества – придать препарату белизну, сделать его более презентабельным с точки зрения потребителя. Наиболее часто диоксид титана применяют при производстве таблетированных средств, в том числе микроэлементных и витаминных комплексов. Добавляют также диоксид титана в различные кремы, порошки, суппозитории, пасты и прочие фармакологические средства белого цвета.
В фармакологическом производстве используют мелкодисперсный порошкообразный диоксид титана. Как правило, это вещество вводят в ничтожно малых количествах, не влияющих на структуру и консистенцию препаратов. Официальной наукой установлено, что TiO2 биоинертен, то есть данный компонент нейтрален по отношению к организму человека при пероральном употреблении и при нанесении на кожные покровы. Исключение составляет лишь ингаляционное введение: при вдыхании большого количества частиц диоксид титана может спровоцировать раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и вызвать кашель. Опять же, данный эффект вызван не химическими, а физическими свойствами TiO2.
Скандал вокруг двуокиси титана
Примерно в начале нашего столетия одна предприимчивая особа из России основала фармакологическое производство и наладила выпуск крема, основным компонентом которого является двуокись титана. Справедливости ради надо отметить, что вышеупомянутая личность обладала обширными медицинскими познаниями, и даже удостоилась научных званий. Новоявленная промышленница утверждала, что выпускаемый ею крем обладает транскутанным эффектом, то есть способен доставлять биологические активные вещества сквозь кожу и слизистые оболочки к поврежденным тканям, и что этот эффект вызван именно титаном.
Описываемый состав позиционировался для потребителя как лечебный, чуть ли не как панацея для людей с заболеваниями суставов и переломами костных тканей, однако официально крем на основе титана был сертифицирован как косметическое, а не как лечебное средство. Это противоречие вызвало бурный резонанс и скандал вокруг «титанового крема»: производительницу обязали устранить разногласия, в результате чего средство так и осталось в разряде косметических.
Остаются невыясненными мотивы: то ли предприимчивая особа не пожелала вкладывать деньги в исследования и апробации, то ли у нее не хватило средств на изыскание доказательств транскутанного эффекта «титанового крема», то ли на это были какие-либо иные причины и обстоятельства. Тем не менее, факт безвредности остался фактом, и «чудо-крем» с содержанием двуокиси титана продолжают выпускать и в наши дни, но теперь позиционируя его исключительно как косметический продукт для нанесения на кожу.
Неопределенное будущее двуокиси титана в фармацевтике
В распоряжении современных ученых имеются новые инструменты и методологии, позволяющие по-новому взглянуть на диоксид титана. В специализированной медико-фармакологической прессе появляются данные о новых исследованиях, заставляющие задуматься о целесообразности применения TiO2 в фармакологическом производстве и сопряженных с использованием двуокиси титана рисках. Возможно, в скором времени появятся новая информация, основанная не на догадках и предположениях, а на серьезных медицинских исследованиях. Быть может, в недалеком будущем диоксид титана окажется под запретом. Также не исключено, что будет доказано позитивное влияние TiO2 на транскутанные или иные обменные процессы, в результате чего фармакологическое производство обогатится новым семейством средств. Одним словом, пока объективных данных для запрета нет, и поэтому спрос на диоксид титана стабильно растет пропорционально объемам выпуска фармакологической продукции.
Благодаря своим свойствам сегодня диоксида титана используется при производстве широкого круга товаров различного назначения. Так, более 50% всего объема диоксида титана идет на изготовление товаров лакокрасочной отрасли (титановые белила), поскольку диоксид обладает отличными красящими свойствами. Это: краски (глянцевые, матовые и полуматовые, силикатные, кремнийорганические, порошковые, эмульсионные и с наполнителями для разнообразных строительных, ремонтных и промышленных работ, печати), лаки и эмали, смеси и растворы для грунтования, шпаклевки, штукатурки, цементирования, а также полиуретановые и эпоксидные покрытия, в том числе и для древесины. Диоксид, как и металл, белого цвета, поэтому используется он в качестве пигмента. Главное его достоинство – нетоксичность и безвредность. Кроме того, покрытия приобретают высокую стойкость к воздействиям ультрафиолета, не желтеют и практически не стареют.
Более 20% объема производства двуокиси титана потребляется для изготовления пластических масс и изделий на их основе с высокими термическими свойствами (к примеру, оконный пластик, различная мебель, предметы быта, детали автомобилей, машин и техники), а также каучука, линолеума и резины. Здесь он выступает в роли наполнителя, обеспечивая стойкость изделий и поверхностей к изменениям светопогоды, сопротивление при смене среды, защиту от агрессивных факторов.
Около 14% используется при производстве бумаги (белой, цветной, пропитанной), картона, обоев. Диоксид титана играет важную роль при пигментовании. Для придания бумаге гладкости, белости и высоких свойств при печати на поверхность наносят диоксид или его смеси с другими пигментами.
Диоксид титана химической чистоты 99,9998% применяется при производстве оптоволоконных изделий, медицинского оборудования, в радиоэлектронной промышленности. При изготовлении сверхчистых стекол диоксид служит эталоном чистоты. Также он незаменим при выработке термостойкого и оптического стекла, как огнеупорное защитное покрытие при сварочных работах. При производстве керамики диоксид используется для придания максимальной белости черепку либо же эмали (ангобам).
Известно применение оксида титана в косметической отрасли, в частности для усиления свойств солнцезащитных средств, отбеливающих возможностей различных кремов и пр. Упаковочные материалы с использованием диоксида титана играют важную роль при транспортировке и хранении нестойких к солнечному свету продуктов. В пищевой промышленности диоксид используют для отбеливания таких продуктов, как рыбные фарши и полуфабрикаты, белое мясо (кальмар, курица), сахар-рафинад, жевательные резинки, драже и т. д. При этом, конечно же, регламентируется максимальная концентрация диоксида в массе продукта.
Также соединение может использоваться как катализатор в химическом и фармацевтическом производстве для получения специфических промежуточных продуктов.
В целом, для каждого производства нормируется чистота диоксида, количество и характер примесей, допустимые массовые концентрации и другие показатели. Производство и потребление диоксида титана на сегодня является одним из показателей развития экономики.
(диоксид титана) - синтетический пигмент белого цвета, имеющий две формы - рутильный и анатазный, получаемые гидролизом растворов с последующим прокаливанием гидратированной двуокиси титана. Двуокись титана - основной продукт титановой индустрии. В наше время, в интернете все чаще можно обнаружить запрос « , так давайте же попытаемся разобраться для чего же он нужен и как его используют.
Основные сферы применения двуокиси титана:
Лакокрасочные материалы:
(титановые белила) эмали, лаки, а также краски и покрытия на их основе: для улучшения укрывистости и для отбеливания, для предотвращения старения плёнки, для защиты покрытий от ультрафиолетовых лучей, и от пожелтения окрашенных поверхностей.
Пластика
(мебель, окна, пластиковые запчасти для автомобилей): для высокой белизны и интенсивности цветового оттенка, предотвращение старения материала и воздействиям на него внешних факторов.
Бумага: используется для отбеливания и улучшения гладкости, также для производства средств покрывающих бумагу.
Косметика: для защиты от ультрафиолета в кремах от загара, для улучшения отбеливания зубных паст.
Пищевая промышленность: для отбеливания таких продуктов полуфабрикаты, рыбные фарши, белое мясо, жевательные резинки, сахар-рафинад. Для защиты пластиковых упаковок от ультрафиолета, что помогает при хранении и транспортировке продуктов нестойких к солнечному свету.
Фармацевтическая промышленность: двуокись титана пигментная имеет высокую химическую чистоту, для лучшего отбеливающего и укрывистосного свойства.
Краска для печати: увеличение защиты покрытий к воздействиям атмосферы.
Используется и других сферах: защита древесины от внешних факторов (увеличение атмосферостойкости, фильтрация солнечной радиации), добавление в резиновые изделия, производство стекла и стеклянной керамики, радиоэлектронике, очистке воздуха, при изготовлении оптического и термостойкого стекла, тяжелых сплавов, промежуточных химических соединений, материалов для высоких температур (противопожарная защита печей с тягой), опытная хроматография жидкостей. Диоксид служит эталоном чистоты при создании сверхчистых стекол.
Для удовлетворения потребностей, описанных выше, двуокись титана применяют в различных фракциях, чьи характеристики адаптированы для соответствующего использования. Кристаллы двуокиси титана имеют такие формы, как рутил и анатаз. В зависимости от использования, применяют кристаллы различных форм и размеров частиц.
Диоксид титана нашел широчайшее применение в лакокрасочной промышленности в качестве белого пегмента, по причине своей хорошей белизны. Обладая такими преимуществами как не токсичность, доступность, способность отталкивать ультрафиолетовое излучение и стойкостью к внешним атмосферным воздействиям. Спешим разочаровать старых консерваторов: краски на основе цинка или свинца остались в прошлом.
Следственно, главной способностью диоксида титана в эмалях и красках есть придание им белизны . Но конкуренты так же присутствуют, самые главные мел и мраморный кальцит. Стоят они дешевле и имеют белый цвет. Поэтому краски содержат смесь этих веществ, а в редких случаях только один пигмент.
Белизна краски выражается в количестве входящего в ее состав диоксида титана, но повышает и ее цену, в сравнении с красками, в состав которых входит больше мела или мраморного кальцита. Встречаются рекомендации по частичной замене диоксида титана на окись алюминия, либо тальк, но все это имеет отношение к экономическим соображениям. Как ни странно, но есть некоторая закономерность, в том, что потребление и производство диоксида титана является своебразным показателем развития экономики. Вот такая вот оказия друзья.
Для производства сварных каркасов железобетонных изделий рабочие выполняющие сварку арматуры должны быть одеты в специальную одежду пошитую из огнеупорных тканей. Данный тип одежды защищает сварщиков от попадания искр и брызг металла.
Диоксид титана. Свойства, применение. Способы получения.
Чистый диоксид титана (TiO2) - это бесцветное твердое кристаллическое вещество. Несмотря на бесцветность, в больших количествах диоксид титана чрезвычайно эффективный белый пигмент, если он хорошо очищен. TiO2 практически не поглощает никакого падающего света в видимой области спектра. Свет или передается, или преломляется через кристалл или же отражается на поверхностях.
TiO2 - это стабильное (самый стабильное из всех известных белых пигментов), нелетучее, нерастворимое в кислотах, щелочах и растворах при нормальных условиях вещество. Диоксид титана отличается высокой реакционной устойчивостью к различным соединениям, в том числе и к токсичным, содержащимся в воздушной среде. Из-за своей инертности, диоксид титана не токсичен и, в общем, считается очень безопасным веществом. Он может контактировать с продуктами в упаковке, а в определенных концентрациях его можно использовать и как пищевой краситель.
TiO2 - полиморфен и встречается в трех основных кристаллических формах. Существуют три формы, анатаз (октаэдрит), рутил и брукит, последний в природе встречаются редко и, хотя эту форму и готовят в лабораториях, коммерческого интереса она не представляет.
Рутильный диоксид примерно на 30% лучше рассеивает свет (укрывистость), чем анатазный, поэтому последний используется гораздо реже. К тому же, анатаз менее атмосферостоек, чем рутил. Анатаз гораздо хуже работает в защите полимера (акрилата, пластмассы) от УФ лучей и приводит к фотокатализу и потере свойств полимера (происходит деструкция, выцветание, меление и т.д.).
Рассеивающая способность
способность пигмента к отражению света видимой части спектра определенных длин волн. Этот показатель у диоксида титана напрямую зависит от диаметра частиц TiO2. При размере частиц 0,2 мкм сумма рассеянного света для всех длин волн максимальна. При увеличении размера частицы от 0,25 до 0,3 мкм рассеивание голубого света быстро понижается. Но рассеивание зеленого и красного практически не меняется. Тем не менее, при диаметре частиц 0,15 мкм наблюдается максимальное рассеивание синего, в то время, как рассеивание красного и зеленого значительно ниже.
Маслоемкость
это способность частиц пигмента удерживать на своей поверхности определенное количество масла. Выражается она в граммах на 100 грамм пигмента и колеблется обычно от 10 до 20.
Укрывистость
способность пигмента при равномерном распределении в объеме делать невидимым цвет исходного материала. Укрывистость выражается в граммах пигмента, необходимого для того, чтобы сделать невидимым цвет поверхности площадью 1 м2. Белые пигменты обеспечивают укрывистость путем рассеивания световой волны любой длины видимого спектра. Чем меньше будет этот показатель, тем ниже расходная норма диоксида титана в композиции.
Цвет
свойство тел вызывать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом и интенсивностью отражаемого или испускаемого ими видимого излучения. Сухой диоксид титана характеризуется высокой яркостью, белизной и его отражающая способность близка к отражающей способности идеального диффузора.
Светостойкость
свойство материала сохранять свой цвет под воздействием световых лучей. В процессе эксплуатации изделия, особенно наружного применения, изменяют свой первоначальный цвет под воздействием ультрафиолетовых лучей естественного света и источников искуственного освещения, излучающих ультрафиолетовые лучи.
Атмосферостойкость
свойство полимерных композиций сопротивляться разрушающему действию солнечных лучей, дождя, мороза, снега, ветра и других атмосферных факторов (например, газов и пыли, загрязняющих нижние слои атмосферы).
Обработка поверхности необходима для увеличения устойчивости к внешним воздействиям. Неорганическая (Al2O3, SiO2) увеличивает стойкость частиц диоксида титана к кислотному воздействию, которое может приводить к разрушению частиц пигмента. Органическая обработка улучшает распределение частиц пигмента в объеме композиции.
Физические свойства диоксида титана
Чистый диоксид титана представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, желтеющее при нагревании. В тонкораздробленном состоянии - белый порошок. Практически не растворяется в воде и минеральных кислотах, кроме плавиковой и концентрированной серной. Температура плавления для рутила: 1870°C. Температура кипения для рутила: 2500°C. Плотность при 20°C для рутила: 4,235 г/см3.
Химические свойства диоксида титана
Диоксид титана является амфотерным оксидом, то есть проявляет как кислотные, так и основные свойства.
Медленно реагирует с концентрированной серной кислотой, растворяясь в ней с образованием соответствующего сульфата:
TiO2+ 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O
Также диоксид титана постепенно растворяется в концентрированных растворах щелочей, например, в гидроксиде натрия, образуя титанаты (производные титановой кислоты):
TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3+ H2O
При нагревании диоксида титана в атмосфере аммиака образуется нитрид титана:
4TiO2 + 4NH3 = 4TiN + 6H2O + O2
Сильными восстановителями, например, активными металлами (Ca, Mg, Na), углеродом или водородом при высокой температуре диоксид титана восстанавливается до низших оксидов. При нагревании с углеродом в атмосфере хлора образуется тетрахлорид титана TiCl4 - этот прием используется в промышленном масштабе для очистки титана от различного рода примесей.
Токсические свойства диоксида титана
Будучи химически инертным, диоксид титана является малоопасным веществом. В организм может поступать в виде аэрозоля при вдыхании или при приеме внутрь.
Области применения
Лакокрасочные материалы:
декоративные, архитектурные краски; эмульсионные полуматовые краски; эмульсионные глянцевые краски; грунтовки, подложки, шпаклевки; краски на основе растворителя – глянцевые; штукатурные растворы; силикатные краски; покрытия для древесных материалов; цементный штукатурный раствор; краски промышленного назначения; штукатурка на основе синтетических смол; полимерные покрытия; краски для ремонтных работ; мелкозернистые порошковые краски; уф / uv - отверждаемые краски; краски, отверждаемые кислотным отвердителем; порошковые покрытия; полиуретановые покрытия; эпоксидные покрытия; краски для дорожной разметки; краски для судовых покрытий; высоконаполненные краски; электроосаждаемые краски; печатные краски.
Пластики:
высокопрочный поливинилхлорид (для помещений); резина; термопластмасса; термореактивный пластик; пластмассы на основе ненасыщенных полиэфиров; эластомеры, каучук; покрытия для пола (линолеум)
Бумага и картон:
бумажные покрытия; обои; парафиновая бумага; цветная бумага
Синтетические волокна / ткани:
для матирования скрученного волокна
Косметика:
зубная паста, мыло и пр.
Пищевая промышленность:
карамель, жевательная резинка, сахар пудра и рафинад, лягушачьи лапки, курица, свиные и говяжьи языки, молочные поросята, мука, тесто, сахарная глазурь, джемы, молочные коктейли, брынза, сыворотка, сгущенное молоко, любая рыбо- и морепродукция и т.д.
Фармацевтическая промышленность:
пигментный диоксид титана, высокой химической чистоты, для придания, высокого отбеливающего и укрывистосного эффекта в фармацевтике.
Печатная краска:
для повышения стойкости покрытий к атмосферным воздействиям
Катализатор:
диоксид титана может быть использован как катализатор, как фотокатализатор и как инертный базовый керамический материал для активных компонентов.
Другие сферы использования:
предохранение древесины (повышение атмосферостойкости с помощью оптической фильтрации вредной для древесины солнечной радиации), наполнение резины, стеклянных эмалей, стекла и стеклянной керамики, электрокерамики, очистка воздуха, сварочные флюксы, твердые сплавы, химические промежуточные соединения, материалы, содержащие диоксид титана, подходящих для использования при высоких температурах (например, противопожарная защита печей с форсированной тягой), аналитическая и опытная хроматография жидкостей, декоративный бетон (для придания белизны цементной краске)
Основные применения диоксида титана:
производителей лакокрасочных материалов, в частности, титановых белил - 57 % от всего потребления (диоксид титана рутильной модификации обладает более высокими пигментными свойствами - светостойкостью, разбеливающей способностью и др.)
производство пластмасс - 21 %
производство ламинированной бумаги - 14 %
Другие применения диоксид титатана - в производстве резиновых изделий, стекольном производстве (термостойкое и оптическое стекло), как огнеупор (обмазка сварочных электродов и покрытий литейных форм), в косметических средствах (мыло и т. д.), в пищевой промышленности (пищевая добавка E171).
Диоксид титана может быть использован для изготовления солнечных батарей - превращения солнечного света в электроэнергию; для производства водорода; в сфере электроники для псевдоконденсаторов и т.д.
Способы получения
Пигменты диоксида титана существует в двух формах - анатазная и рутильная и производятся по двум технологическим схемам: сульфатный и хлорный способы.
По сравнению с сульфатным хлоридный способ является более экологически чистым и совершенным благодаря возможности осуществлять процесс в непрерывном режиме, что предполагает полную автоматизации производства. Однако он избирателен к сырью, а в связи с использованием хлора и высоких температур требует применения коррозионностойкого оборудования.
Хлорный метод:
Хлорный метод получения диоксида титана заключается в том, что исходным сырьем (полуфабрикатом) служит тетрахлорид титана. Из него диоксид титана можно получать методом гидролиза или сжиганием при высокой температуре. Тетрахлорид титана гидролизуется при нагревании водных растворов, либо в газовой фазе под действием паров воды.
Сульфатный метод:
Технология производства состоит из трёх этапов:
получение растворов сульфата титана (путём обработки ильменитовых концентратов серной кислотой). В результате получают смесь сульфата титана и сульфатов железа (II) и (III), последний восстанавливают металлическим железом до степени окисления железа +2. После восстановления на барабанных вакуум-фильтрах отделяют растворов сульфатов от шлама. Сульфат железа(II) отделяют в вакуум-кристаллизаторе.
гидролиз раствора сульфатных солей титана. Гидролиз проводят методом введения зародышей (их готовят осаждая Ti(OH)4 из растворов сульфата титана гидроксидом натрия). На этапе гидролиза образующиеся частицы гидролизата (гидратов диоксида титана) обладают высокой адсорбционной способностью, особенно по отношению к солям Fe3+, именно по этой причине на предыдущей стадии трёхвалентное железо восстанавливается до двухвалентного. Варьируя условия проведения гидролиза (концентрацию, длительность стадий, количество зародышей, кислотность и т. п.) можно добиться выхода частиц гидролизата с заданными свойствами, в зависимости от предполагаемого применения.
термообработка гидратов диоксида титана. На этом этапе, варьируя температуру сушки и используя добавки (такие, как оксид цинка, хлорид титана и используя другие методы можно провести рутилизацию (то есть перестройку оксида титана в рутильную модификацию). Для термообработки используют вращающиеся барабанные печи длиной 40-60 м. При термообработке испаряется вода (гидроксид титана и гидраты оксида титана переходят в форму диоксида титана), а также диоксид серы.
Добыча диокисд титана
В последние годы чрезвычайно быстро растет производство диоксида титана в Китае.
В России пигментный диоксид титана не производят, но производят технические марки, используемые в металлургии. На территории СНГ диоксид титана производится на Украине предприятиями «Сумыхимпром», город Сумы, «Крымский титан», г. Армянск) и КП «Титано-магниевый комбинат» (г. Запорожье). Сумский государственный институт минеральных удобрений и пигментов (МИНДИП) в своих научно-исследовательских работах особое место уделяет технологиям получения оксида титана (IV) сульфатным способом: исследование, разработка новых марок, модернизация технологии и аппаратурного оформления процесса.
Нахождение в природе
В чистом виде в природе встречается в виде минералов рутила, анатаза и брукита (по строению первые два имеют тетрагональную, а последний - ромбическую сингонию), причём основную часть составляет рутил.
Третье в мире по запасам рутила месторождение находится в Рассказовском районе Тамбовской области. Крупные месторождения находятся также в Чили (Cerro Bianco), канадской провинции Квебек, Сьерра-Леоне.
