Използването на титанов диоксид във фармакологията. Области на приложение на титанов диоксид Титанов диоксид, в който известни продукти

Титановият диоксид (E171) е хранителна добавка с добри избелващи свойства, поради което се използва широко в много области (производство, козметология, хранително-вкусова промишленост). Можете да намерите други имена за E171: титанов диоксид, титанов диоксид, титанов диоксид и титанов оксид.

Описание на добавката

E171 химичен състав: титанов диоксид (отговорен за избелването) и титаново бяло. При нагряване веществото се превръща в бледожълт цвят. Това е инертно вещество, което не се разтваря в и,.

Титановият диоксид се намира естествено в някои минерали като брукит, рутил и анатаз. Багрилото е бял прах без отличителен вкус и аромат. Характеризира се с дълготрайна устойчивост на слънчева светлина, кисела среда, основи и температурни колебания.

Фракционните бели кристали се използват в промишлени приложения. Получават се по два от най-често срещаните начина. Първият е сулфат от илментирания концентрат, вторият е хлорид от титанов тетрахлорид.

Основните свойства на титановия диоксид: изобщо не е токсичен, има химическа устойчивост, не променя миризмата (само сянката се променя по време на нагряване), е силно устойчив на влага, напълно съвместим с абсолютно всякакви филмови продукти, има високо избелване и боядисване способност в същото време.

Титанов оксид в козметологията

Е171 се използва при производството на различни кремове за равномерен и висококачествен тен, в мехлеми за алергични реакции. Той е признат за едно от най-добрите вещества, които предпазват кожата от ултравиолетовите лъчи, които причиняват кожен меланом.

Титанов диоксид може да се намери в козметика и козметични продукти като пудра, червило, сенки за очи, антиперспиранти, сапуни и паста за зъби. Любителите на натуралната козметика сами приготвят сапун и подбират необходимите и висококачествени компоненти. В сапуна E171 е задължителен компонент, който не само придава желания нюанс, но и го предпазва от слънчевите лъчи. С помощта на добавката се получава висококачествен козметичен материал, включително титанова слюда (богат седеф).

Титанов диоксид в производството на храни

Приложението и широкото използване на титанов диоксид в хранително-вкусовата промишленост започва през 1994 г., предимно като естествено багрило, благодарение на което се получава невероятен избелващ ефект. E171 се счита за безопасен в храните, но изследванията и тестовете са в разгара си, за да се определят ефектите на добавката върху човешкото тяло.

Оцветителят е незаменим компонент при производството на сухи смеси, млечни продукти и незабавни закуски. Използва се като естествен белина за масово производство на дъвка. С помощта на титанов диоксид се избелват ракови пръчици (белите им части) и други морски дарове.

Хранителната индустрия се нуждае от Е171, тъй като багрилото титанов диоксид е основната съставка за създаване на бисквитки, кифлички, сладки и други продукти. Дневният прием за човек на тази хранителна добавка не трябва да бъде повече от 1 процент.

Титанов диоксид в медицината

Фармацевтичната индустрия също не остана настрана, тъй като E171 е един от компонентите на много лекарства. Той е предназначен за:

• придават на таблетките или капсулите белезникав цвят;
• правят ги по-представителни;
• удължете срока на годност на лекарството.

Белият титанов диоксид се използва широко в медицинската индустрия при производството на таблетки и витаминни комплекси. Добавянето на прах към основите на кремове, супозитории, пасти и други фармакологични лекарства се превърна в нещо обичайно.

Титанов диоксид в други области

Титанов оксид може да се намери и при производството на бои и лакове (например ламинирана хартия и пластмаси). Веществото има огнеупорни свойства, поради което е необходимо за производството на оптични стъкла. Също така е известно, че го използва за създаване на бяла боя за покритие на заваръчни електроди. Благодарение на тази добавка се повишава устойчивостта на избледняване и стареене на топографското мастило и се подобряват структурните характеристики на хартиената маса в картонената индустрия.

Титановият диоксид се използва под формата на микрочастици в областта на нанотехнологиите, но това все още е ново направление в приложението на E171. Следователно глобалното потребление на микрочастици е приблизително две хиляди тона годишно. Търсенето на титанов диоксид се обяснява с факта, че през последните няколко години се наблюдава увеличение на производството на потребителски стоки и други сектори на икономиката на държавите. В развитите страни консумацията на добавката трябва да бъде 2 кг на човек, но това е доста трудно да се постигне, например в Русия тази цифра е само 300 грама. Капацитетът на пазарите за продажби и потребление бързо се увеличава и това предполага, че тази хранителна добавка има добри перспективи на световния пазар.

За широкомащабно производство на керамика, стъкло и каучук титановият диоксид се използва като катализатор за химични реакции, благодарение на което готовият продукт може да се използва при повишени температури. Титановият диоксид има благоприятен ефект върху дървото, предпазва го от излъчването на слънчевите лъчи.

Как E171 влияе на здравето?

Влиянието на хранителната добавка върху човешкия организъм е изследвано и до днес. Разрешено е в много страни: Руската федерация, Беларус, Европейския съюз, Америка, Канада и др. Този оцветител е посочен в Codex Alimentarius (набор от международни хранителни стандарти) като ценна хранителна добавка.

Според резултатите от много изследвания е установено, че веществото не вреди на хората, но дали е вярно? Добавката не се усвоява или натрупва от тялото, след няколко часа се отстранява от него. Проведени са тестове, които показват, че титановият диоксид, когато се консумира, е способен да унищожи клетките в тялото. Но досега това мнение не е потвърдено от учените.

Не се препоръчва употребата на тази хранителна добавка при хора със слаба имунна система, бъбречни и чернодробни заболявания. Вдишването на белия прах увеличава вероятността от рак. Това се потвърждава от експерименти, проведени върху плъхове. Багрилото се добавя към храната на гризачите, след пет дни се проверява здравето и общото състояние на плъховете. През тези 5 дни хромозомите на гризачите бяха деформирани, ДНК веригата беше нарушена. Метаболизмът при плъхове протича няколко пъти по-бързо, отколкото при хората, следователно при тестване на човешкото тяло след консумация на E171 резултатите могат да се различават значително.

Смятало се, че Е171 е безвредно вещество, което не предизвиква химични реакции в живите организми, но това не е така. Добавката има силно механично въздействие върху живите клетки и може напълно да разруши естествената им структура. Има голяма вероятност прахът от титанов диоксид да има канцерогенни свойства и може да повлияе негативно на благосъстоянието на човека.

Въпреки дългосрочните изследвания и експерименти, багрилото E171 се използва като хранителна добавка и се счита за безопасно, при условие че се добавя към храната в минимални дози.

Титановият диоксид, където и да се използва, е основна и естествена добавка. Това се дължи преди всичко на неговите технологични характеристики: предотвратява, напълно елиминира нежеланото оцветяване на хранителните продукти, известен е като багрило за продукти и смеси и придава атрактивен външен вид на готовите продукти. Най-важното е, че тази добавка е получена от естествени, екологично чисти източници. Експертите казват, че само в случай на предозиране могат да се появят странични ефекти, поради което добавката е разрешена в много държави, тъй като нейните вредни страни не представляват значителен риск за човешкото здраве.

В съвременния свят титаниевата индустрия се развива бързо. Той е източникът на появата на голям брой вещества, които се използват в различни индустрии.

Характеристики на титанов диоксид

Титановият диоксид има много имена. Това е амфотерен четиривалентен титанов оксид. Той играе важна роля в развитието на титаниевата индустрия. Само пет процента от титаниевата руда отива за производство на титанов оксид.

Има голям брой модификации на титанов диоксид. В природата се срещат титанови кристали, които имат формата на ромб или четириъгълник.

Формулата на титанов диоксид е представена, както следва: TiO2.

Титановият диоксид се използва широко в различни индустрии. Известен е в цял свят като хранителна добавка като Е-171. Този компонент обаче има редица отрицателни действия, което може да показва, че титановият диоксид е вреден за човешкото тяло. Известно е, че този компонент има избелващи свойства. Това може да бъде добре при правене на синтетични перилни препарати. Вредата за човешкото тяло от тази хранителна добавка представлява заплаха за черния дроб и бъбреците.

В хранителната промишленост има потенциал за вреда от титанов диоксид. Ако се използва прекомерно, продуктите могат да придобият нежелан нюанс, който само ще отблъсне потребителите.

Титановият диоксид има сравнително ниско ниво на токсичност.

Може да стане токсичен, ако взаимодейства с други компоненти във всеки продукт. Използването на продукти с високо съдържание на токсини може да доведе до отравяне или дори смърт. Ето защо е много важно да знаете кои елементи не трябва да се използват с титанов оксид.

Свойства на титанов диоксид

Титановият диоксид има голям брой характерни свойства. Те определят възможността за неговото използване в различни индустрии. Титановият диоксид има следните свойства:

• отлична степен на избелване на различни видове материали,
• взаимодейства добре с вещества, предназначени да образуват филм,
• устойчивост на високи нива на влажност и условия на околната среда,
• ниско ниво на токсичност,
• високо ниво на химическа устойчивост.

Получаване на титанов диоксид

Повече от пет милиона тона титанов диоксид се произвеждат годишно в света. Напоследък Китай значително увеличи производството си. Световните лидери в производството на това вещество са САЩ, Финландия, Германия. Именно тези държави имат големи възможности за получаване на този компонент. Изнасят го в различни страни по света.

Титанов диоксид може да се получи по два основни метода:

1. Производство на титанов диоксид от илменитов концентрат.

По този начин в производствените предприятия производственият процес на титанов оксид е разделен на три етапа. При първия илменитовите концентрати се обработват със сярна киселина. В резултат на това се образуват два компонента, железен сулфат и титанов сулфат. След това се повишава нивото на окисляване на желязото. Отделянето на сулфати и утайка става в специални филтри. На втория етап се извършва хидролиза на соли на титанов сулфат. Хидролизата се извършва чрез използване на ядра от сулфатни разтвори. В резултат на това се образуват хидрати на титанов оксид. На третия етап те се нагряват до определена температура.

2. Производство на титанов диоксид от титанов тетрахлорид.

При този вид получаване на вещество има три метода, които са представени:

• хидролиза на водни разтвори на титанов тетрахлорид,
• парофазова хидролиза на титанов тетрахлорид,
• термична обработка на титанов тетрахлорид.

Таблица. Производители на титанов диоксид.

В съвременния свят титановият оксид се използва активно в различни индустрии.

Титановият диоксид има следните приложения:

• Производство на бои и лакове. В повечето случаи на базата на този компонент се произвежда титаниево бяло.
• използване в производството на пластмасови материали.
• производство на ламинирана хартия,
• Производство на козметични декоративни продукти.

Титановият оксид също се използва широко в хранително-вкусовата промишленост. Производителите го добавят към своите продукти като една от съставките на оцветителите от хранителния тип. Практически не се усеща в хранителните продукти. Производителите го добавят в минимални количества, за да гарантират, че продуктите им се съхраняват по-добре и имат атрактивен външен вид.

Козметични свойства на титанов диоксид, основните характеристики на веществото, ползите и потенциалните вреди от употребата на козметика с титанов диоксид.

Съдържанието на статията:

Титановият диоксид е широко използвана съставка в козметиката, храните и много други продукти в различни индустрии. Той няма широк спектър на действие, но е доста полезен в редица производствени технологии. Цената и търсенето зависят от степента на пречистване. Също така, този параметър определя степента на сигурност. Нека разгледаме по-подробно основните полезни свойства на това вещество и възможните опасности, свързани с употребата му.

Какво е титанов диоксид

Ето кратко описание на това вещество:

• Как е отбелязано на етикети, синоними... Титанов диоксид, титанов диоксид, титаново бяло, титанов анхидрит, титанов оксид, титанов оксид, CI 77891, титанов оксид, анхидрид на титанова киселина, пигмент бял 6, микронизиран титанов диоксид.
• Основни свойства... Има висока избелваща способност, лесно се комбинира с филмообразуватели, стабилен е, има отлична покривност.
• Получаване... Може да бъде с естествен произход - рутил е минерал, концентрацията на титанов диоксид в който е около 60%. Преди да се използва във всяко производство, трябва да бъде добре почистен от примеси.
• Обхват на титанов диоксид... Производство на бои и лакове, за производство на каучук и пластмаси, ламинирана хартия, стъкло (оптично и топлоустойчиво), за създаване на огнеупорни материали, изкуствени скъпоценни камъни, керамични диелектрици, като фотокатализатор в нанотехнологиите, в хранителната промишленост, във фармацевтиката и за производството на козметика.
• Ниво на опасност... В съответствие с класификацията на опасните вещества, диоксидът има IV клас на опасност, т.е. е с ниска опасност. Не е токсичен. Характеризира се с инертност. Не представлява опасност за кожата.
• Допустима концентрация... Описаното вещество е безопасно, ако концентрацията във въздуха не надвишава 10 mg / m3.

Козметични свойства на титанов диоксид

Не е активна съставка поради своята инертност. Той не е в състояние да промени характеристиките на кожата. Не притежава овлажняващи, стимулиращи, антиоксидантни свойства. не прониква в кожата. Въпреки това все още има полза от присъствието му. Какво - ще разгледаме по-подробно.

От практическа гледна точка титановият диоксид се използва при производството на продукти, предназначени да придадат специален тон на кожата и да я предпазят от ултравиолетовите лъчи. В този контекст той има няколко полезни козметични свойства:

1. Действа като багрило... Титановият диоксид се използва основно като оцветител. Той перфектно избелва всеки компонент. Избелващите свойства на CI 77891 се използват активно при производството на тонизиращи продукти - тонални кремове, пудра, сенки за очи, руж. ви позволяват да зададете желания нюанс чрез смесване в различни пропорции с други багрила.
2. ... Кристалите от титанов диоксид са в състояние да предпазят кожата от вредното въздействие на ултравиолетовото лъчение. Тази способност позволява това вещество да бъде класифицирано като SPF филтър.
3. Това е спомагателно вещество... Използва се като сгъстител за смеси, пълнител и придава желания вискозитет на продукта. На титановия диоксид също се приписва задържането на влагата и маскирането на някои петна по кожата.

Ако можете да сте сигурни в безопасността на използването на продукти, съдържащи титанов диоксид - прочетете нататък.

Титаниев диоксид в козметиката: вреда или полза?

Помислете за няколко спорни и противоречиви опции:

• Използвайте като багрило... Да, титановият диоксид значително подобрява потребителските характеристики на продуктите - избелва сместа, придавайки й благороден бял цвят. В този контекст обаче можем да говорим за създаване на атрактивен външен вид на продукта, т.к белият цвят винаги се свързва с чистота, безопасност. Следователно този случай на употреба е важен от маркетингова гледна точка за производителя, но по никакъв начин не е свързан с практичност и полезност за потребителя. Друго нещо е използването в декоративната козметика за придаване на специален нюанс. Но дори и тук има ограничения за съдържанието, например до 10% в фон дьо тен, до 15% в пудри.
• Използване на антиперспирант... Аерозолните антиперспиранти, съдържащи титанов диоксид, са потенциално опасни за хората. Това се дължи на факта, че при производството се използва силно натрошено вещество и когато се пръска аерозол, частиците неволно навлизат в белите дробове през дихателните пътища. Откъдето те могат да бъдат пренесени с кръвния поток до всички органи на тялото. Смята се, че титановият диоксид лесно се отделя от тялото непроменен. Но последните изследвания показват, че наночастиците от титанов оксид, които все повече се използват от производителите на различни продуктови групи, проникват в клетките и имат механичен ефект върху ДНК. Тези данни се появиха след експерименти върху плъхове. Все още няма надеждни данни за експозицията на хора.
• Приложение като SPF филтър... Първите слънцезащитни продукти с титанов диоксид оставиха бяла следа върху кожата след нанасяне. Производителите решиха този проблем по следния начин - започнаха да използват наночастици от това вещество. Наистина кремът стана по-прозрачен, така че спря да оставя следи по кожата. Но това доведе до факта, че филтриращата способност на агента се промени. Когато се смила до наночастици при същото специфично тегло, титановият оксид придобива голяма повърхност и може да се превърне в фотокатализатор, който ще засили разрушителното въздействие на ултравиолетовото лъчение.
• Използване в продукти за външна употреба... Отделно трябва да се каже, че титановият диоксид има свойството да запушва порите и да води до акне. За да избегнете това, си струва да обърнете специално внимание на старателното почистване на кожата след използване на козметика, съдържаща този компонент.

По този начин, използването на титанов диоксид може да бъде опасно в контекста на физикохимичните реакции, при условие че се използва в размери на наночастици. Потребителите трябва внимателно да проучат състава, за да сведат до минимум рисковете от развитие на негативни реакции.

Каква е вредата от титанов диоксид в козметиката

Въз основа на получените резултати от изследванията може да се заключи, че не всеки козметичен продукт, съдържащ титанов диоксид, може да бъде безопасен. Няма да е възможно напълно да се изоставят такива продукти за кратко време, т.к използването на тази съставка е станало част от производствената технология. В очакване на новите резултати от изследванията си струва да си припомним предпазните мерки за определени категории хора - хора с чувствителна кожа и деца.

Вредата от титанов диоксид за собствениците на проблемна кожа

Въпреки химическата си неутралност спрямо дермата и всякакви съставки на козметика и детергенти, титановият диоксид може да създаде лепкав филм върху кожата, който не само задържа влагата, но може да причини акне и раздразнения, особено при мазна кожа, склонна към подобни дефекти.

При нормална кожа няма повишена секреция на себум, пот, така че тези замърсявания няма да създават проблеми.

Във всеки случай е необходимо да изберете висококачествени препарати за отстраняване на грим. Остатъчният титанов диоксид може да се натрупва в порите на кожата и да провокира нови раздразнения.

Вреден ли е титановият диоксид в козметиката за деца?

Координатите за комуникация с производителя са посочени на етикета на всеки продукт. Преди да купите, най-добре е да се уверите, че наночастиците не се използват в определен продукт, защото те носят най-голямата опасност. Навлизането на микрочастици от това вещество в тялото е изпълнено с промяна в ДНК, влошаване на имунитета и непредвидимо развитие на хронични заболявания. При крехкото тяло на детето опасността се увеличава няколко пъти.

Трябва да се отбележи, че теоретично рискът от проникване на наночастици от козметика в тялото е доста малък. Следователно не е необходимо пълно отхвърляне на употребата на такива продукти. В този случай родителите трябва да научат децата как да го използват правилно и да не позволяват да се използва за други цели.

Ако трябва да използвате слънцезащитен крем, по-добре е да изберете такъв, който оставя бяла следа - това показва, че титановият диоксид се използва под формата на едрозърнест прах и ще бъде по-безопасен.

Какво е титанов диоксид в козметиката - гледайте видеото:

Титанов диоксид TiO2 е полиморфен, кристализира в две кристални системи: брукит - в ромбична, рутил и анатаз - в тетрагонална, но последните се различават по структурата на кристалната решетка. И в двата случая всеки титанов атом е в центъра на октаедъра и е заобиколен от 6 кислородни атома. Пространственото разположение на октаедрите е различно: в анатаза има 4 общи ръба за всеки октаедър, в рутил има само 2. Единичната клетка на анатаза се състои от четири молекули, а рутилът само от две:

Поради по-плътното опаковане на йони в кристалите, рутилът превъзхожда анатаза по стабилност, плътност, твърдост, показател на пречупване, диелектрична константа и има намалена фотохимична активност. При температура 915 0C - 950 0C анатазът се трансформира в рутил, но полученият рутил се характеризира с висока абразивност и ниска дисперсия. През 1949 г. е открита възможността да се контролира кристализацията чрез въвеждане на рутилизиращи добавки и ядра. Йоните Zn2 +, Mg2 +, Al3 +, Sn2 + са рутилни стабилизатори, йони SO42-, PO43 - - анатаз. При наличие дори на малки количества фосфорни съединения преминаването на анатаза в рутил става невъзможно. Рутилизиращите ембриони се получават чрез третиране на хидратиран титанов диоксид след петия етап на промиване с разтвор на натриев хидроксид. В този случай се образува натриев тетратитанат Na2Ti4O3, който се обработва със солна киселина и хидролизният продукт, предварително освободен от SO42- йони, се пептизира. Такива ембриони се въвеждат преди калцинирането.

Рутилът, калциниран при температура около 10000С и съдържащ примеси от Fe, Cr, Ni, Mn, проявява свойството на фототропия. При осветяване става кафяво, на тъмно отново светва. Това се дължи на окисляването на примесните метали до по-високи оксиди поради освобождаването на кислород при осветяване с TiO2 с деформирана решетка.

В чиста форма титановият диоксид, особено в анатазна форма, има висока фотохимична активност, която причинява разрушаване на бояджийския филм („креда“) и избледняване на органичните пигменти. Модификацията на повърхността на частиците от титанов диоксид с Al, Si, Zn хидроксиди рязко намалява фотохимичната активност.

Титановият диоксид е химически инертен, неразтворим в слаби киселини и основи и органични разтворители. Не е отровен, максималната граница на концентрация във въздуха на работните зони е 10 mg / m3. Може да се използва с всички видове филмообразуватели и разтворители. Подходящ за бои на водна основа, вододиспергиращи се и прахови бои. Пигментираният титанов диоксид също се използва широко за оцветяване на каучук, пластмаси, линолеум, хартия и химически влакна. В допълнение към пигмента титанов диоксид, съдържащ 82-95 тегл.% TiO2, титанов диоксид се произвежда за твърди сплави, стъкла и керамика с по-високо съдържание на TiO2.

Суровини за производство на титанов диоксид.За преработка в пигмент титанов диоксид се използват минерали: естествен рутил,съдържащ 92-95% (мас.) TiO2 и примес Fe2O3, което му придава червен цвят (рутилово червено); илменит FeO * TiO2 или - аркансайт Fe2O3 * 3TiO2; титаномагнетити,
състоящ се от зърна от илменит и магнетит и съдържащ 8-12% (тегл.) TiO2.

Чистите титан-съдържащи минерали са рядкост. За освобождаване от примеси от други минерали и отпадъчни скали, натрошените руди се подлагат на магнитно и други видове обогатяване и се получават концентрати с приблизителен състав, % (тегл.):

Технология за производство на пигмент титанов диоксид.Преработката на титаниеви концентрати и шлаки в пигмент титанов диоксид има за цел не само да отстрани примесите, но и да придаде на TiO2 необходимата кристална форма, дисперсия, адсорбционни свойства и потиска фотохимичната активност. За получаване на титанов диоксид се използват два метода: сярна киселина, за концентрати, съдържащи повече от 40% TiO2, и хлорид, който е икономически изгоден само за преработка на концентрати, съдържащи най-малко 80% TiO2 (тъй като получените отпадъци FeCl3 не се използват).

Метод със сярна киселина. Това е деликатен и сложен процес, състоящ се от три основни етапа и редица спомагателни операции (виж диаграма 2.1).

1. Първият етап е разлаганефино смлян
съдържащи титан
концентрат 85-92% сярна киселина при 180-220 0С и непрекъснато разбъркване на реакционната маса със сгъстен въздух до получаване на прозрачен разтвор на титанил сулфат TiOSO4. В този случай възникват следните екзотермични реакции на разлагане:

както и подобни реакции с оксиди на Mn, Ca, Al и други примеси. Всички реакции протичат бурно след предварително загряване с отделяне на голямо количество водна пара, H2SO4, SO3 и SO2, които се улавят в скрубер, напръскан с вода. Реакцията на разлагане се провежда на партиди.

Многобройните опити за използване на непрекъснати реактори с механично разбъркване не се оправдаха както технически, така и икономически, тъй като имаше голямо корозивно и ерозионно износване на оборудването.

Киселинните разтвори на сулфати на титан, желязо и други елементи, присъстващи в суровината, имат сложен колоидно-химичен състав, който варира в зависимост от киселинното съдържание, температурата и времето на задържане.

При провеждане на реакцията на разлагане реакторът непрекъснато се продухва със сгъстен въздух, който смесва суспензията и след това, по време на кристализацията на соли и втвърдяването на стопилката, я прави пореста. След завършване на реакцията на разлагане и охлаждане на стопилката, добивът на титан е 96-98%. В реактора се подава вода (на базата на получаване на разтвор със съдържание на TiO2 около 120 g/l) и всички водоразтворими соли отиват в разтвор.

За последващо отстраняване на железен (II) сулфат от разтвора на титанил сулфат, йоните на Fe3+ се редуцират до Fe+, за което в реактора се добавят чугунени стружки. В кисела среда протича редукционната реакция на Fe3 + -> - Fe2 + с отделящ се водород. В същото време малко количество (3-5 g / l) Ti4 + се редуцира до Ti3 +. Съединенията на Ti3+ са силни редуциращи агенти, изключват възможността за повторно окисление на Fe2+ по въздух и по този начин предотвратяват адсорбцията на йони Fe3+ върху титанов диоксид, които му придават жълт цвят.

Киселинни разтвори на титанил сулфат, сулфати на желязо, алуминий, манган се защитават или филтрират от утайката, състояща се от остатъци от неразложена руда, силициев диоксид, неразтворим калциев сулфат и след това се избистрят, отделяйки колоидни частици чрез коагулация с помощта на флокуланти с високо молекулно тегло . След вакуумна кристализация, железен сулфат FeSO4 * 7H2O се отделя от разтвора чрез центрофугиране или филтриране. Железният сулфат е страничен продукт от производството.

2. Най-важният етап, който определя пигментните свойства на титановия диоксид, е термичният хидролиза на титанил сулфат,протича според реакцията:

Това уравнение не разкрива сложния ход на реакцията на хидролиза и пълния състав на получените вещества. Титаниловите йони във воден разтвор образуват хидроксокомплекси I, II, в които титановите атоми са свързани чрез оливинови мостове. Термичната хидролиза води до преход на ол мостове в оксо връзки:

По своя брутен състав такъв продукт от хидролиза приблизително съответства на TiO (OH) 2 и се нарича метатитаниченкиселина
(MTK). Всъщност някои от основните групи в полийона се заменят със сулфо групи, които се запазват частично като крайни групи и в продукта от хидролизата, който има полимерна структура и се нарича хидратиран титанов диоксид (HDT): TiO2 * 0,71H2O * 0,07SO3.

За ускоряване на хидролизата и увеличаване на добива и най-важното за получаване на HDT частици с определен размер, специално подготвени ембриони.За получаване на ембриони 0,3-0,5% (тегл.) на база TiO2 от предхидролизен кисел разтвор се отвежда в отделен реактор, където при непрекъснато разбъркване се неутрализира с разтвор на NaOH до pH = 3. Това утаява колоидна утайка от хидрозол от титанов хидроксид, след 1-2 часа излагане при 60-80 ° C, се трансформира в микрокристални ядра с променлив състав. Условията за приготвяне на ембрионите оказват решаващо влияние върху процеса на хидролиза и качеството на пигмента.

Тъй като в разтвори с концентрация на TiO2 < Настъпва ранно коагулиране на 200 g/l на продуктите на хидролизата, което предотвратява кристалохимичния растеж на частиците, предварително хидролизните разтвори се концентрират до съдържание на TiO2 от 200-240 g/l. Това се извършва във вакуумни изпарители при 60 0С. Хидролизата се извършва в реактори, оборудвани с бъркалка и намотки за нагряване и охлаждане. Приготвеният разтвор за предварителна хидролиза се нагрява, въвеждат се ембрионите, довеждат се до кипене (105-1100С), разрежда се с вода и се вари до 96-97% превръщане на титанил сулфат в HDT, който се отделя от разтвора чрез филтруване и се промива с вода. Сулфатите в кисела среда не хидролизират и остават в разтвора на сярна киселина.

Утаеният HDT се подлага на 3-6-кратно промиване, на последните етапи с деминерализирана вода. Въпреки това, не е възможно напълно да се отмият силно адсорбираните Fe3+ йони. За отстраняване на останалите йони Fe3 + се извършва "избелване": йони Fe3 + се редуцират с водород до Fe2 +, за което се въвежда цинков метален прах и химически чиста сярна киселина. След избелване се извършва солева обработка, като се добавят до 3% (тегл.) ZnO и специално подготвени рутилни ядра за получаване на рутилната форма на TiO2. За получаване на анатазната форма на TiO2 се въвежда минерализатор K2CO3, който улеснява отстраняването на водата по време на калцинирането и 0,5% фосфорна киселина, която стабилизира анатазната форма.

3. Следващият етап е
калциниране на газотурбинен двигател сполучаване на титанов диоксид:

Когато се калцинира, SO3 също се отстранява заедно с вода [състав на HDT TiO2 * 0.71H2O * 0.07SO3].

Калцинирането се извършва в тръбни въртящи се пещи при температура 850-900 0C, времето на престой на продукта в пещите е около 8 ч. Димните газове, излизащи от пещите, се почистват мокро от праха SO3, H2SO4 и TiO2, отнесени от газове в скрубери, напръскани с амонячна вода. Полученият титанов диоксид се охлажда и смила.

4. Крайните операции за получаване на пигмент титанов диоксид са мокро смилане, класификация на частицитепо размер и повърхностна обработка(виж диаграмата). Предварително смлян сух титанов диоксид се репулсира в пречистена вода (300-350 g/l TiO2), добавят се натриев силикат и алкали и се подлагат на

непрекъснато мокро смилане в топка или vмелница за мъниста. Суспензията, изтичаща от мелницата, се изпраща за класифициране на частиците в хидроциклони или центрофуги. Отделените частици по-големи от 1 μm се връщат за повторно смилане.

Пулпата с частици по-малки от 1 μm се подлага на солева обработка с разтвори на Al (SO4) 3, NaOH, Na2SiO3, ZnSO4 и се коагулира. Утайката от TiO2 се филтрира и промива за отстраняване на Na+ и SO42- йони. В зависимост от по-нататъшното предназначение титановият диоксид се обработва с модификатори - повърхностно активни вещества или силициеви органични съединения. Полученият пигмент титанов диоксид се изсушава, микронизира и пакетира. Титановият диоксид се транспортира до предприятия, произвеждащи водно-дисперсионни бои и лакове в резервоари под формата на 65-70% водна паста. По този начин се елиминира операцията по сушене в процеса на производство на TiO2.

Недостатъкът на метода със сярна киселина е високата консумация на сярна киселина - 2,1 тона на 1 тон титанов диоксид. Цялата сярна киселина се превръща в отпадък: кисела утайка, железен сулфат, разредена и замърсена "хидролитична" киселина и силно разредени киселинни води от промиване на железен сулфат, газотурбинни двигатели и газови емисии.

Железният витриол, получен в количество 3,2-3,6 тона на 1 тон TiO2, се използва при производството на жълти и червени железооксидни пигменти и като коагулант при пречистването на чешмяна вода. Излишният витриол се калцинира с вар и се получават "пелети" - суровина за топене на доменно желязо. Отделените газове SO2 и SO3 се превръщат обратно в сярна киселина.

Много е трудно да се концентрира разредена 15-20% хидролитична киселина, тъй като солите на Al, Mg, Fe и други, присъстващи в нея, образуват гелообразна утайка. Хидролитната киселина се използва за производство на тор - суперфосфат.

По този начин производството на титанов диоксид по метода на сярна киселина е сложен комплекс от производството на сярна киселина, суперфосфат, пигменти от железен оксид и металургични суровини, а понякога и топене на чугун и все пак голямо количество утайка и силно разредената кисела вода за измиване остава неизползвана.

хлоридначин.Производството на пигмент по този метод се основава на хлориране на брикети от висококонцентрирани суровини, съдържащи титан, с кокс редуциращ агент в непрекъснат реактор при 800 0С:

В същото време примесите от Fe (II и III), Al, Si се хлорират. Титанов тетрахлорид TiCI4 е течност с точка на кипене от 1350C и точка на замръзване от - 230C. Железният трихлорид е твърдо вещество с точка на топене 282°C и точка на кипене 3150°C. Железният дихлорид FeCl2 също е твърдо вещество; сублимира при 672 0C. Голямата разлика в точките на кипене на титановия и железния хлориди позволява двукратна ректификация за отделяне на продуктите на хлориране за получаване на TiCl4 с висока чистота и отпадъчния SiCl4, FeCl3. Следователно за хлоридния метод са приемливи само суровини с много високо съдържание. TiO2 (не по-малко от 85%). Във въздуха TiCl4 пуши силно, като се хидролизира до Ti (OH) 4, следователно цялото оборудване трябва да бъде запечатано и устойчиво на хлор.

Чистият TiCl4 се преработва в TiO2 по един от следните два метода.

1. Окисление
TiCl 4 въздух, (разреден с азот за понижаване на температурата):

Реакцията се извършва в специална горелка. Хлорът, разреден с азот, се извлича и се връща в процеса на хлориране. Прогресивен метод е изгарянето на TiCl4 в плазматрон, където кислородът на въздуха се предварително йонизира чрез нагряване до 2000 0C с помощта на начална волтова дъга и постоянно високочестотно електрическо нагряване. Получените частици TiO2 се подлагат на рязко охлаждане - "втвърдяване", за да се избегне тяхното нарастване, агрегиране и синтероване.

2. Хидролиза прегрят до 4000C водна пара според реакцията:

Образуваният при този процес анатаз бързо се трансформира в рутил. Парофазната хидролиза се използва малко, тъй като е необходимо да се възстанови хлорът от HCl, което е скъпо.

Силно дисперсният титанов диоксид, получен по двата метода, се отделя от реакционните газове в електростатични утаители. За отстраняване на адсорбирания Cl2 или HCl, дехлорирането се извършва чрез продухване със прегрята пара. Цялото оборудване за производство на хлориди TiO2 направени от чисти. метален титан, така че продуктът не е замърсен и има висока белота и добра избелваща способност. По време на процеса на окисление, модификатори като алуминий и силиций могат да бъдат въведени в реакционната зона.

Процесът на производство на хлорид на TiCl4 се характеризира с използването на особено стегнато оборудване и висока производствена култура. Това е необходимо, за да се избегне замърсяване на околната среда с хлор и други отпадъци (FeCl2 и FeCl3).

В световната практика хлоридният метод произвежда по-малко от 30% TiO2 обаче този метод е обещаващ, тъй като е свързан и с производството на чист метален титан от TiCl4.

Производството на всеки хранителен продукт в наше време не е пълно без специални добавки. Всъщност с помощта на тези химични съединения се удължава срокът на годност на продукта, подобряват се неговият цвят, консистенция и мирис. Какво е титанов диоксид? Напоследък горепосоченото често може да се намери в много риби, месни и хлебни изделия, сладкиши и бял шоколад.

Кратко описание на титанов диоксид

E171 е добавка, която е вид безцветни кристали, които пожълтяват при нагряване.

Това химично съединение се получава чрез сулфатни (от илменит концентрат) или хлоридни (от титанов тетрахлорид) методи.

Характеристика на E171:

• не е токсичен;
• не се разтваря във вода;
• има химическа устойчивост;
• висока избелваща способност;
• устойчивост на атмосферни условия и влага.

Оцветителят титанов диоксид не влияе на вкуса на продукта. Основната му задача е да му придаде снежнобял вид.

Приложения за титанов диоксид

Това се използва активно в такива индустрии като:

• производство на бои и лакове, пластмаси и хартия;
• хранително-вкусовата промишленост.

Титановият диоксид се използва и в козметиката. Добавя се към сапуни, кремове, аерозоли, червила, различни пудри и сенки.

Е171 в хранително-вкусовата промишленост се използва за производство на бързи закуски, прахообразни продукти, сухо мляко, ракови пръчици, майонеза, дъвки, бял шоколад, сладкиши.

Също така E171 се използва за избелване на брашно. Необходимото количество багрило се добавя заедно с брашното към масата и тестото се разбърква добре, за да се увеличи максимално разпределението на веществото. Дозировката е: от 100 до 200 грама на 100 кг брашно.

Титановият диоксид се използва и в месопреработвателната промишленост. В крайна сметка горното химично съединение има отлична диспергируемост. Освен това E171 избелва пастети, бекон и други деликатеси.

Също така, горната добавка се използва при производството на зеленчукови консерви за изсветляване на опърпан хрян.

Титанов диоксид: вреда

Проучванията, проведени от учени за отрицателния ефект на горните хранителни добавки, потвърждават: Е171 не се разтваря в стомашния сок и не се абсорбира през чревната стена от тялото. Следователно, според мнението на представители на официалната медицина, титановият диоксид няма отрицателен ефект върху човешкото здраве. Въз основа на тези данни е разрешено използването на горната хранителна добавка в производството на храни (SanPin 2.3.2.1293-03).

Все пак има спекулации за потенциалните опасности, които титановият диоксид може да представлява. Учените са изследвали вредата му, както следва: тестове са били проведени върху плъхове, които са вдишвали този прах. Резултати от теста: титановият диоксид е канцерогенен за хората и може да причини развитие на онкология.

Някои учени твърдят, че добавката E171 е способна да унищожи човешкото тяло на клетъчно ниво. Тази информация се потвърждава само от експерименти върху гризачи.

Въпреки твърдението на представители на официалната медицина, че титановият диоксид е безвреден, експериментите върху него продължават. Експертите не препоръчват превишаване на дозировката на храната (1% на ден) за хора с отслабен имунитет.

Титанов диоксид в козметиката

Горната добавка се използва при производството на продукти за грижа за кожата. Факт е, че титановият диоксид има следното свойство: намалява негативното въздействие на слънчевите лъчи върху човешката кожа. Тоест E171 е ултравиолетов филтър.

Химическата неутралност е друго също толкова важно свойство на това химично съединение. Това означава, че титановият диоксид не реагира с кожата и не предизвиква алергии.

За производството на козметика се използва изключително високо пречистен E171, с фина структура.

Титановият диоксид е добавка, която се използва активно както в хранително-вкусовата промишленост, така и в производството на козметика и други продукти. Спазването на дозировката на E171 не вреди на здравето. Прекомерните количества от горното химично съединение могат да провокират сериозни проблеми в човешкото тяло.