El uso de dióxido de titanio en farmacología. Áreas de aplicación del dióxido de titanio Dióxido de titanio en el que productos famosos

El dióxido de titanio (E171) es un aditivo alimentario con buenas propiedades blanqueadoras, por lo que es muy utilizado en muchas áreas (producción, cosmetología, industria alimentaria). Puede encontrar otros nombres para E171: dióxido de titanio, dióxido de titanio, dióxido de titanio y óxido de titanio.

Descripción del aditivo

Composición química E171: dióxido de titanio (responsable del blanqueo) y blanco de titanio. Durante el calentamiento, la sustancia se vuelve de color amarillo pálido. Es una sustancia inerte que no se disuelve en y.

El dióxido de titanio se encuentra naturalmente en ciertos minerales como brookita, rutilo y anatasa. El tinte es un polvo blanco sin sabor ni aroma distintivos. Se caracteriza por una resistencia a largo plazo a la luz solar, ambientes ácidos, álcalis y fluctuaciones de temperatura.

Los cristales blancos fraccionados se utilizan en aplicaciones industriales. Se obtienen de dos de las formas más habituales. El primero es sulfato del concentrado ilmentado, el segundo es cloruro de tetracloruro de titanio.

Las principales propiedades del dióxido de titanio: no es tóxico en absoluto, tiene resistencia química, no cambia el olor (solo cambia el tono durante el calentamiento), es altamente resistente a la humedad, totalmente compatible con absolutamente cualquier producto de película, tiene un alto blanqueamiento y teñido. habilidad al mismo tiempo.

Óxido de titanio en cosmetología

E171 se utiliza en la producción de varias cremas para un bronceado uniforme y de alta calidad, en ungüentos para reacciones alérgicas. Es reconocida como una de las mejores sustancias que protegen la piel de los rayos ultravioleta que provocan el melanoma cutáneo.

El dióxido de titanio se puede encontrar en cosméticos y productos de belleza como polvos, lápices labiales, sombras de ojos, antitranspirantes, jabones y pasta de dientes. Los amantes de la cosmética natural preparan su propio jabón y seleccionan los componentes necesarios y de alta calidad. En el jabón, E171 es un componente obligatorio, que no solo le da el tono deseado, sino que también lo protege de los rayos del sol. Con la ayuda del aditivo, se obtiene un material cosmético de alta calidad, que incluye mica de titanio (rico nácar).

Dióxido de titanio en la producción de alimentos

La aplicación y uso generalizado del Dióxido de Titanio en la industria alimentaria se inició en 1994, principalmente como tinte natural, gracias al cual se obtiene un increíble efecto blanqueador. El E171 se considera seguro en los alimentos, pero la investigación y las pruebas están en pleno desarrollo para determinar los efectos del suplemento en el cuerpo humano.

El colorante es un componente indispensable en la elaboración de mezclas secas, lácteos y desayunos instantáneos. Se utiliza como blanqueador natural para la producción masiva de goma de mascar. Con la ayuda de dióxido de titanio, se blanquean los palitos de cangrejo (sus partes blancas) y otros mariscos.

La industria alimentaria necesita E171, porque el tinte de dióxido de titanio es el ingrediente principal para crear galletas, bollos, dulces y otros productos. La ingesta diaria para una persona de este aditivo alimentario no debe ser superior al 1 por ciento.

Dióxido de titanio en medicina

La industria farmacéutica tampoco se hizo a un lado, ya que el E171 es uno de los componentes de muchos medicamentos. Está diseñado para:

• dar a las tabletas o cápsulas un color blanquecino;
• hazlos más presentables;
• extender la vida útil del medicamento.

El dióxido de titanio blanco se usa ampliamente en la industria médica en la producción de tabletas y complejos vitamínicos. Agregar polvo a las bases de cremas, supositorios, pastas y otros medicamentos farmacológicos se ha convertido en algo común.

Dióxido de titanio en otras áreas

El óxido de titanio también se puede encontrar en la fabricación de pinturas y barnices (por ejemplo, papel laminado y plásticos). La sustancia tiene propiedades refractarias, por lo que es necesaria para la fabricación de vidrios ópticos. También se conoce su uso para crear pintura blanca para recubrir electrodos de soldadura. Gracias a este aditivo se incrementa la resistencia a la decoloración y al envejecimiento de la tinta topográfica, y se mejoran las características estructurales de la pulpa de papel en la industria del cartón.

El dióxido de titanio se utiliza en forma de micropartículas en el campo de la nanotecnología, pero esta es todavía una nueva dirección en la aplicación de E171. Por tanto, el consumo global de micropartículas es de aproximadamente dos mil toneladas por año. La demanda de dióxido de titanio se explica por el hecho de que ha habido un aumento en la producción de bienes de consumo y otros sectores de la economía de los estados en los últimos años. En los países desarrollados, el consumo del suplemento debe ser de 2 kg por persona, pero esto es bastante difícil de lograr, por ejemplo, en Rusia esta cifra es de solo 300 gramos. La capacidad de los mercados de venta y consumo está aumentando rápidamente, y esto sugiere que este aditivo alimentario tiene buenas perspectivas en el mercado mundial.

Para la producción a gran escala de cerámica, vidrio y caucho, el dióxido de titanio se usa como catalizador para reacciones químicas, gracias a lo cual el producto terminado se puede usar a temperaturas elevadas. El dióxido de titanio tiene un efecto beneficioso sobre la madera, la protege de la radiación de los rayos solares.

¿Cómo afecta el E171 a la salud?

El efecto del aditivo alimentario en el cuerpo humano se ha estudiado hasta el día de hoy. Está permitido en muchos países: Federación de Rusia, Bielorrusia, Unión Europea, América, Canadá y otros. Este colorante figura en el Codex Alimentarius (un conjunto de normas alimentarias internacionales) como un valioso aditivo alimentario.

Según los resultados de muchos estudios, se encontró que la sustancia no daña a los humanos, pero ¿es cierto? El aditivo no es absorbido ni acumulado por el organismo, después de unas horas se retira del mismo. Se han realizado pruebas que indican que el dióxido de titanio, cuando se consume, es capaz de destruir las células del cuerpo. Pero hasta ahora esta opinión no ha sido confirmada por los científicos.

No se recomienda el uso de este complemento alimenticio en personas con sistemas inmunológicos débiles, enfermedades renales y hepáticas. La inhalación del polvo blanco aumenta la probabilidad de cáncer. Esto se confirma mediante experimentos llevados a cabo en ratas. El tinte se agregó a la comida de los roedores, después de cinco días, se controló la salud y el estado general de las ratas. Durante estos 5 días, los cromosomas de los roedores se deformaron, la hebra de ADN se rompió. El metabolismo en ratas avanza varias veces más rápido que en humanos, por lo tanto, cuando se analiza el cuerpo humano después de consumir E171, los resultados pueden diferir significativamente.

Se creía que el E171 es una sustancia inofensiva que no provoca reacciones químicas en los organismos vivos, pero este no es el caso. El aditivo tiene un fuerte efecto mecánico sobre las células vivas y puede destruir completamente su estructura natural. Existe una alta probabilidad de que el polvo de dióxido de titanio tenga propiedades cancerígenas y pueda afectar negativamente el bienestar de una persona.

A pesar de la investigación y la experimentación a largo plazo, el colorante E171 se usa como aditivo alimentario y se considera seguro, siempre que se agregue a los alimentos en dosis mínimas.

El dióxido de titanio, dondequiera que se utilice, es un complemento esencial y natural. Esto se debe principalmente a sus características tecnológicas: previene, elimina por completo la coloración no deseada de los productos alimenticios, se le conoce como colorante para productos y mezclas, y da una apariencia atractiva a los productos terminados. Lo más importante es que este suplemento se deriva de fuentes naturales y respetuosas con el medio ambiente. Los expertos dicen que solo en caso de sobredosis pueden ocurrir efectos secundarios, por lo tanto, el suplemento está permitido en muchos estados, ya que sus lados dañinos no representan ningún riesgo significativo para la salud humana.

En el mundo moderno, la industria del titanio se está desarrollando rápidamente. Es el origen de la aparición de una gran cantidad de sustancias que se utilizan en diversas industrias.

Características del dióxido de titanio.

El dióxido de titanio tiene muchos nombres. Es un óxido de titanio tetravalente anfótero. Desempeña un papel importante en el desarrollo de la industria del titanio. Solo el cinco por ciento del mineral de titanio se destina a la producción de óxido de titanio.

Hay una gran cantidad de modificaciones de dióxido de titanio. Los cristales de titanio se encuentran en la naturaleza, que tienen la forma de un rombo o cuadrilátero.

La fórmula del dióxido de titanio se representa de la siguiente manera: TiO2.

El dióxido de titanio se usa ampliamente en diversas industrias. Es conocido en todo el mundo como aditivo alimentario como el E-171. Sin embargo, este componente tiene una serie de acciones negativas que pueden indicar que el dióxido de titanio es dañino para el cuerpo humano. Se sabe que este componente tiene propiedades blanqueadoras. Esto puede ser bueno al hacer detergentes sintéticos. El daño al cuerpo humano de este aditivo alimentario representa una amenaza para el hígado y los riñones.

En la industria alimentaria, existe la posibilidad de que el dióxido de titanio produzca daños. Si se usa en exceso, los productos pueden adquirir un tono indeseable, que solo alienará a los consumidores.

El dióxido de titanio tiene un nivel de toxicidad bastante bajo.

Puede volverse tóxico si interactúa con otros componentes de cualquier producto. El uso de productos con alto contenido de toxinas puede provocar intoxicaciones o incluso la muerte. Por tanto, es muy importante saber qué elementos no se deben utilizar con el óxido de titanio.

Propiedades del dióxido de titanio

El dióxido de titanio tiene una gran cantidad de propiedades características. Determinan la posibilidad de su uso en diferentes industrias. El dióxido de titanio tiene las siguientes propiedades:

• excelente grado de blanqueo de varios tipos de materiales,
• interactúa bien con sustancias que están destinadas a formar una película,
• resistencia a altos niveles de humedad y condiciones ambientales,
• bajo nivel de toxicidad,
• alto nivel de resistencia química.

Obteniendo dióxido de titanio

Más de cinco millones de toneladas de dióxido de titanio se producen anualmente en el mundo. Recientemente, China ha aumentado considerablemente su producción. Los líderes mundiales en la producción de esta sustancia son EE.UU., Finlandia, Alemania. Son estos estados los que tienen grandes oportunidades para obtener este componente. Lo exportan a diferentes países del mundo.

El dióxido de titanio se puede obtener mediante dos métodos principales:

1. Producción de dióxido de titanio a partir de concentrado de ilmenita.

En las plantas de fabricación, el proceso de producción de óxido de titanio se divide, por tanto, en tres etapas. En el primero, los concentrados de ilmenita se procesan con ácido sulfúrico. Como resultado, se forman dos componentes, sulfato ferroso y sulfato de titanio. Luego lleva a cabo un aumento en el nivel de oxidación del hierro. La separación de sulfatos y lodos se realiza en filtros especiales. En la segunda etapa, se lleva a cabo la hidrólisis de las sales de sulfato de titanio. La hidrólisis se lleva a cabo utilizando núcleos de soluciones de sulfato. Como resultado, se forman hidratos de óxido de titanio. En la tercera etapa, se calientan a una cierta temperatura.

2. Producción de dióxido de titanio a partir de tetracloruro de titanio.

En este tipo de obtención de una sustancia, existen tres métodos, que se presentan:

• hidrólisis de soluciones acuosas de tetracloruro de titanio,
• hidrólisis en fase de vapor de tetracloruro de titanio,
• tratamiento térmico de tetracloruro de titanio.

Mesa. Fabricantes de dióxido de titanio.

En el mundo moderno, el óxido de titanio se utiliza activamente en diversas industrias.

El dióxido de titanio tiene las siguientes aplicaciones:

• Fabricación de pinturas y barnices. En la mayoría de los casos, el blanco de titanio se produce a partir de este componente.
• uso en la producción de materiales plásticos.
• producción de papel laminado,
• Producción de productos cosméticos decorativos.

El óxido de titanio también se usa ampliamente en la industria alimentaria. Los fabricantes lo agregan a sus productos como uno de los ingredientes de los colorantes alimentarios. Prácticamente no se siente en los productos alimenticios. Los fabricantes lo agregan en cantidades mínimas para garantizar que sus productos se almacenen mejor y tengan una apariencia atractiva.

Propiedades cosméticas del dióxido de titanio, las principales características de la sustancia, los beneficios y el daño potencial del uso de cosméticos con dióxido de titanio.

El contenido del artículo:

El dióxido de titanio es un ingrediente ampliamente utilizado en cosméticos, alimentos y muchos otros productos en diversas industrias. No tiene un amplio espectro de actividad, pero es bastante útil en varias tecnologías de fabricación. El costo y la demanda dependen del grado de depuración. Además, este parámetro determina el grado de seguridad. Consideremos con más detalle las principales propiedades útiles de esta sustancia y los posibles peligros asociados con su uso.

¿Qué es el dióxido de titanio?

Aquí hay una breve descripción de esta sustancia:

• ¿Cómo se marca en las etiquetas, sinónimos?... Dióxido de titanio, dióxido de titanio, blanco de titanio, anhidrita de titanio, óxido de titanio, óxido de titanio, CI 77891, óxido de titanio, anhídrido de ácido de titanio, pigmento blanco 6, dióxido de titanio micronizado.
• Propiedades básicas... Tiene una alta capacidad de blanqueamiento, se combina fácilmente con formadores de película, es estable, tiene un excelente poder cubriente.
• Recepción... Puede ser de origen natural: es rutilo, un mineral, cuya concentración de dióxido de titanio es aproximadamente del 60%. Antes de su uso en cualquier producción, debe limpiarse a fondo de impurezas.
• Alcance del dióxido de titanio... Producción de pinturas y barnices, para la fabricación de caucho y plásticos, papel laminado, vidrio (óptico y resistente al calor), para la creación de materiales refractarios, piedras preciosas artificiales, dieléctricos cerámicos, como fotocatalizador en nanotecnología, en la industria alimentaria, en productos farmacéuticos y para la fabricación de cosméticos.
• Nivel de peligro... De acuerdo con la clasificación de sustancias peligrosas, el dióxido tiene una clase de peligro IV, es decir es de bajo riesgo. No es tóxico. Se caracteriza por la inercia. No representa un peligro para la piel.
• Concentración permitida... La sustancia descrita es segura si la concentración en el aire no supera los 10 mg / m3.

Propiedades cosméticas del dióxido de titanio.

No es un ingrediente activo debido a su inercia. No puede cambiar las características de la piel. No posee propiedades hidratantes, estimulantes y antioxidantes. no penetra la piel. Sin embargo, todavía se beneficia de su presencia. Qué - lo consideraremos con más detalle.

Desde un punto de vista práctico, el Dióxido de Titanio se utiliza en la elaboración de productos diseñados para dar un tono especial a la piel y protegerla de los rayos ultravioleta. En este contexto, tiene varias propiedades cosméticas beneficiosas:

1. Actúa como tinte... El dióxido de titanio se utiliza principalmente como colorante. Blanquea perfectamente cualquier componente. Las propiedades blanqueadoras de CI 77891 se utilizan activamente en la producción de productos tonificantes: cremas tonales, polvos, sombras de ojos, rubor. le permite establecer el tono deseado mezclando en diferentes proporciones con otros tintes.
2. ... Los cristales de dióxido de titanio pueden proteger la piel de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta. Esta capacidad permite clasificar esta sustancia como filtro SPF.
3. Es una sustancia auxiliar... Se utiliza como espesante para mezclas, relleno e imparte la viscosidad deseada al producto. También se ha atribuido al dióxido de titanio la retención de la humedad y el enmascaramiento de algunas imperfecciones de la piel.

Si puede estar seguro de la seguridad del uso de productos que contienen dióxido de titanio, siga leyendo.

Dióxido de titanio en cosmética: ¿daño o beneficio?

Considere varias opciones controvertidas y controvertidas:

• Usar como tinte... Sí, el dióxido de titanio mejora significativamente las características de consumo de los productos: blanquea la mezcla y le da un color blanco noble. Sin embargo, en este contexto, podemos hablar de crear una apariencia atractiva del producto, porque El color blanco siempre está asociado con la limpieza, la seguridad. Por lo tanto, este caso de uso es importante desde el punto de vista de marketing para el fabricante, pero de ninguna manera asociado con la practicidad y utilidad para el consumidor. Otra cosa es el uso en cosmética decorativa para dar un tono especial. Sin embargo, incluso aquí existen restricciones en el contenido, por ejemplo, hasta un 10% en base, hasta un 15% en polvos.
• Uso de antitranspirantes... Los antitranspirantes en aerosol que contienen dióxido de titanio son potencialmente peligrosos para los seres humanos. Esto se debe al hecho de que en la producción se usa una sustancia muy triturada y, cuando se rocía el aerosol, las partículas ingresan involuntariamente a los pulmones a través del tracto respiratorio. Desde donde pueden ser transportados por el torrente sanguíneo a todos los órganos del cuerpo. Se cree que el dióxido de titanio se excreta fácilmente del cuerpo sin cambios. Pero una investigación reciente muestra que las nanopartículas de óxido de titanio, que los fabricantes de varios grupos de productos utilizan cada vez más, penetran en las células y tienen un efecto mecánico sobre el ADN. Estos datos aparecieron después de experimentos con ratas. Todavía no hay datos fiables sobre la exposición humana.
• Aplicación como filtro SPF... Los primeros filtros solares de dióxido de titanio dejaron una marca blanca en la piel después de la aplicación. Los fabricantes resolvieron este problema de la siguiente manera: comenzaron a usar nanopartículas de esta sustancia. De hecho, la crema se ha vuelto más transparente, por lo que dejó de dejar marcas en la piel. Pero esto llevó al hecho de que la capacidad de filtrado del agente cambió. Cuando se muele en nanopartículas con la misma gravedad específica, el óxido de titanio adquiere una gran superficie y puede convertirse en un fotocatalizador que potenciará los efectos dañinos de la radiación ultravioleta.
• Uso en productos para uso externo.... Por separado, debe decirse que el dióxido de titanio tiene la capacidad de obstruir los poros y provocar acné. Para evitarlo, conviene prestar especial atención a la limpieza a fondo de la piel después de utilizar cosméticos que contengan este componente.

Por tanto, el uso de dióxido de titanio puede ser peligroso en el contexto de reacciones fisicoquímicas, siempre que se utilice en tamaños de nanopartículas. Los consumidores deben estudiar cuidadosamente la composición para minimizar los riesgos de desarrollar reacciones negativas.

¿Cuál es el daño del dióxido de titanio en los cosméticos?

Con base en los resultados de la investigación obtenidos, se puede concluir que no todos los productos cosméticos que contienen dióxido de titanio pueden ser seguros. No será posible abandonar completamente dichos productos en poco tiempo, porque el uso de este ingrediente se ha convertido en parte de la tecnología de producción. En anticipación a los resultados de nuevas investigaciones, vale la pena recordar las precauciones para ciertas categorías de personas: personas con piel sensible y niños.

El daño del dióxido de titanio para los propietarios de pieles con problemas

A pesar de su neutralidad química hacia la dermis y cualquier ingrediente de cosméticos y detergentes, el dióxido de titanio puede crear una película pegajosa en la piel, que no solo retiene la humedad, sino que también puede causar acné e irritación, especialmente en pieles grasas propensas a tales defectos.

En el caso de la piel normal, no hay aumento de la secreción de sebo, sudor, por lo que estas impurezas no causarán problemas.

En cualquier caso, es necesario elegir desmaquillantes de alta calidad. El dióxido de titanio residual puede acumularse en los poros de la piel y provocar nuevas irritaciones.

¿El dióxido de titanio es dañino en los cosméticos para niños?

Las coordenadas para la comunicación con el fabricante están indicadas en la etiqueta de cada producto. Antes de comprar, es mejor asegurarse de que no se utilicen nanopartículas en un producto en particular, porque son las que conllevan el mayor peligro. La entrada de micropartículas de esta sustancia en el cuerpo está plagada de cambios en el ADN, deterioro de la inmunidad y el desarrollo impredecible de enfermedades crónicas. En el caso del cuerpo frágil de un niño, el peligro aumenta varias veces.

Cabe señalar que, en teoría, el riesgo de penetración de nanopartículas de cosméticos en el cuerpo es bastante pequeño. Por lo tanto, no se requiere un rechazo total del uso de tales productos. En este caso, los padres deben enseñar a los niños cómo usarlo correctamente y no permitir que se use para otros fines.

Si necesita usar protector solar, es mejor elegir uno que deje una marca blanca; esto indica que el dióxido de titanio se usa en forma de polvo de grano grueso y será más seguro.

¿Qué es el dióxido de titanio en los cosméticos? Vea el video:

Dióxido de titanio El TiO2 es polimórfico, cristaliza en dos sistemas cristalinos: brookita - en rómbico, rutilo y anatasa - en tetragonal, pero estos últimos difieren en la estructura de la red cristalina. En ambos casos, cada átomo de titanio está en el centro del octaedro y está rodeado por 6 átomos de oxígeno. La disposición espacial de los octaedros es diferente: en anatasa hay 4 bordes comunes para cada octaedro, en rutilo solo hay 2. La celda unitaria de anatasa consta de cuatro moléculas y el rutilo solo de dos:

Debido al empaquetamiento más denso de iones en los cristales, el rutilo supera a la anatasa en estabilidad, densidad, dureza, índice de refracción, constante dieléctrica y tiene una actividad fotoquímica reducida. A una temperatura de 915 0C - 950 0C, la anatasa se transforma en rutilo, pero el rutilo resultante se caracteriza por su alta abrasividad y baja dispersión. En 1949, se encontró la posibilidad de controlar la cristalización mediante la introducción de aditivos y núcleos rutilizantes. Los iones Zn2 +, Mg2 +, Al3 +, Sn2 + son estabilizadores de rutilo, iones SO42-, PO43 - - anatasa. En presencia de incluso pequeñas cantidades de compuestos de fósforo, la transición de anatasa a rutilo se vuelve imposible. Los embriones de rutilización se obtienen mediante el tratamiento de dióxido de titanio hidratado después de la quinta etapa de lavado con solución de hidróxido de sodio. En este caso, se forma tetratitanato de sodio Na2Ti4O3, que se trata con ácido clorhídrico, y se peptiza el producto de hidrólisis, previamente liberado de iones SO42-. Estos embriones se introducen antes de la calcinación.

El rutilo, calcinado a una temperatura de aproximadamente 10000ºC y que contiene impurezas de Fe, Cr, Ni, Mn, exhibe la propiedad de fototropía. Cuando se ilumina, se vuelve marrón, en la oscuridad vuelve a iluminarse. Esto se debe a la oxidación de metales impurezas a óxidos superiores debido a la liberación de oxígeno bajo iluminación con TiO2 con una red deformada.

En su forma pura, el dióxido de titanio, especialmente en forma de anatasa, tiene una alta actividad fotoquímica, lo que provoca la destrucción de la película de pintura ("tiza") y la decoloración de los pigmentos orgánicos. La modificación de la superficie de las partículas de dióxido de titanio con hidróxidos de Al, Si, Zn reduce drásticamente la actividad fotoquímica.

El dióxido de titanio es químicamente inerte, insoluble en ácidos débiles y álcalis y disolventes orgánicos. No es venenoso, el límite máximo de concentración en el aire de las áreas de trabajo es de 10 mg / m3. Se puede utilizar con todo tipo de formadores de película y disolventes. Adecuado para pinturas a base de agua, dispersables en agua y en polvo. El dióxido de titanio pigmentado también se usa ampliamente para colorear caucho, plásticos, linóleo, papel y fibras químicas. Además del pigmento de dióxido de titanio que contiene 82-95% en peso de TiO2, el dióxido de titanio se produce para aleaciones duras, vidrios y cerámicas con un mayor contenido de TiO2.

Materias primas para la producción de dióxido de titanio. Para el procesamiento en pigmento de dióxido de titanio, se utilizan minerales: rutilo natural, conteniendo 92-95% (masa) de TiO2 y una impureza de Fe2O3, lo que le da un color rojo (rojo rutilo); ilmenita FeO * TiO2 o - Arkansita Fe2O3 * 3TiO2; titanomagnetitas,
que consiste en granos de ilmenita y magnetita y contiene 8-12% (en peso) de TiO2.

Los minerales de titanio puro son raros. Para liberarse de las impurezas de otros minerales y de roca estéril, los minerales triturados se someten a beneficios magnéticos y de otro tipo y se obtienen concentrados con una composición aproximada,% (peso):

Tecnología para la producción de pigmento dióxido de titanio. El procesamiento de concentrados de titanio y escorias en pigmento de dióxido de titanio tiene como objetivo no solo eliminar las impurezas, sino también dar al TiO2 la forma cristalina requerida, las propiedades de dispersión y adsorción y suprimir la actividad fotoquímica. Para obtener dióxido de titanio se utilizan dos métodos: ácido sulfúrico, para concentrados que contienen más de 40% de TiO2, y cloruro, que es económicamente rentable solo para procesar concentrados que contienen al menos 80% de TiO2 (ya que no se utilizan los desechos de FeCl3 resultantes).

Método del ácido sulfúrico. Este es un proceso delicado y complejo, que consta de tres etapas principales y una serie de operaciones auxiliares (ver diagrama 2.1).

1. La primera etapa es descomposición finamente molido
que contiene titanio
concentrado 85-92% de ácido sulfúrico a 180-220 0C y agitación continua de la masa de reacción con aire comprimido para obtener una solución transparente de titanil sulfato TiOSO4. En este caso, se producen las siguientes reacciones de descomposición exotérmica:

así como reacciones similares con óxidos de Mn, Ca, Al y otras impurezas. Todas las reacciones proceden violentamente después del precalentamiento con la liberación de una gran cantidad de vapor de agua, H2SO4, SO3 y SO2, que son capturados en un depurador rociado con agua. La reacción de descomposición se lleva a cabo de forma discontinua.

Numerosos intentos de utilizar reactores continuos con agitación mecánica no se justificaron tanto técnica como económicamente, ya que existía un gran desgaste corrosivo y erosivo de los equipos.

Las soluciones ácidas de sulfatos de titanio, hierro y otros elementos presentes en la materia prima tienen una composición química coloidal compleja, que varía según el contenido de ácido, la temperatura y el tiempo de retención.

Al realizar la reacción de descomposición, el reactor se sopla continuamente con aire comprimido, que mezcla la suspensión y luego, durante la cristalización de sales y solidificación de la masa fundida, la hace porosa. Una vez completada la reacción de descomposición y enfriamiento de la masa fundida, el rendimiento de titanio es del 96-98%. Se introduce agua en el reactor (en base a la obtención de una solución con un contenido de TiO2 de aproximadamente 120 g / l) y todas las sales solubles en agua se disuelven.

Para la posterior eliminación del sulfato de hierro (II) de la solución de sulfato de titanilo, los iones Fe3 + se reducen a Fe +, por lo que se añaden virutas de hierro fundido al reactor. En un ambiente ácido, tiene lugar la reacción de reducción de Fe3 + -> - Fe2 + con hidrógeno desprendido. Al mismo tiempo, una pequeña cantidad (3-5 g / l) de Ti4 + se reduce a Ti3 +. Los compuestos de Ti3 + son fuertes agentes reductores, excluyen la posibilidad de re-oxidación del Fe2 + por el aire y así evitan la adsorción de iones Fe3 + en el dióxido de titanio, que le confiere un color amarillo.

Soluciones ácidas de titanil sulfato, sulfatos de hierro, aluminio, manganeso se defienden o filtran del lodo que consiste en residuos de mineral sin descomponer, dióxido de silicio, sulfato de calcio insoluble, y luego se clarifican, separando las partículas coloidales por coagulación usando floculantes - surfactantes de alto peso molecular. . Después de la cristalización al vacío, el sulfato ferroso FeSO4 * 7H2O se separa de la solución por centrifugación o filtración. El sulfato ferroso es un subproducto de la producción.

2. La etapa más importante que determina las propiedades pigmentarias del dióxido de titanio es la térmica. hidrólisis de sulfato de titanilo, procediendo de acuerdo con la reacción:

Esta ecuación no revela el curso complejo de la reacción de hidrólisis y la composición completa de las sustancias resultantes. Los iones de titanilo en una solución acuosa forman hidroxocomplejos I, II, en los que los átomos de titanio están unidos a través de puentes de olivino. La hidrólisis térmica conduce a la transición de puentes ol en enlaces oxo:

En términos de su composición bruta, dicho producto de hidrólisis corresponde aproximadamente al TiO (OH) 2 y se denomina metatitanicoácido
(MTK). De hecho, algunos de los grupos principales en el poliión son reemplazados por grupos sulfo, que se retienen parcialmente como grupos terminales y en el producto de hidrólisis, que tiene una estructura polimérica y se llama dióxido de titanio hidratado (HDT): TiO2 * 0.71H2O * 0.07SO3.

Para acelerar la hidrólisis y aumentar el rendimiento, y lo más importante, para obtener partículas de HDT de cierto tamaño, especialmente preparadas embriones. Para la obtención de embriones, se lleva 0.3-0.5% (peso), basado en TiO2, de una solución ácida de prehidrólisis a un reactor separado, donde, con agitación continua, se neutraliza con una solución de NaOH a pH = 3. Este precipita un precipitado coloidal de hidróxido de titanio hidrosol, después de 1-2 horas de exposición a 60-80 ° C, se transforma en núcleos microcristalinos de composición variable. Las condiciones de preparación de los embriones influyen decisivamente en el proceso de hidrólisis y en la calidad del pigmento.

Ya que en soluciones con una concentración de TiO2 < Se produce una coagulación temprana de 200 g / l de los productos de hidrólisis, lo que evita el crecimiento cristaloquímico de partículas, las soluciones de prehidrólisis se preconcentran hasta un contenido de TiO2 de 200-240 g / l. Esto se lleva a cabo en evaporadores de vacío a 60 ° C. La hidrólisis se lleva a cabo en reactores equipados con agitador y serpentines para calentar y enfriar. La solución de prehidrólisis preparada se calienta, los embriones se introducen, se llevan a ebullición (105-1100C), se diluyen con agua y se hierven hasta una conversión del 96-97% de sulfato de titanilo en HDT, que se separa de la solución por filtración y se lava. con agua. Los sulfatos en un medio ácido no se hidrolizan y permanecen en la solución de ácido sulfúrico.

El HDT precipitado se somete a un lavado de 3-6 veces, en las últimas etapas con agua desmineralizada. Sin embargo, no es posible eliminar por completo los iones Fe3 + fuertemente adsorbidos. Para eliminar los iones Fe3 + restantes, se lleva a cabo un "blanqueo": los iones Fe3 + se reducen con hidrógeno a Fe2 +, para lo cual se introducen polvo metálico de zinc y ácido sulfúrico químicamente puro. Después del blanqueo, se realiza un tratamiento con sal, añadiendo hasta un 3% (en peso) de ZnO y núcleos de rutilo especialmente preparados para obtener la forma de rutilo del TiO2. Para obtener la forma anatasa del TiO2, se introduce el mineralizador K2CO3, que facilita la eliminación del agua durante la calcinación, y 0,5% de ácido fosfórico, que estabiliza la forma anatasa.

3. La siguiente etapa es
calcinación del motor de turbina de gas con obteniendo dióxido de titanio:

Cuando se calcina, el SO3 también se elimina junto con el agua [composición de HDT TiO2 * 0,71H2O * 0,07SO3].

La calcinación se lleva a cabo en hornos rotatorios tubulares a una temperatura de 850-900 0C, el tiempo de residencia del producto en los hornos es de aproximadamente 8 horas. Los gases de combustión que salen de los hornos son depurados en húmedo del polvo de SO3, H2SO4 y TiO2 arrastrado por gases en depuradores rociados con agua amoniacal. El dióxido de titanio obtenido se enfría y muele.

4. Las operaciones finales para la obtención de pigmento dióxido de titanio son molienda húmeda, clasificación de partículas en tamaño y tratamiento de superficies(ver diagrama). El dióxido de titanio seco previamente triturado se vuelve a pulir en agua purificada (300-350 g / l de TiO2), se añaden silicato de sodio y álcali y se someten a

molienda húmeda continua en bola o v molino de cuentas. La lechada que sale del molino se envía para la clasificación de partículas a hidrociclones o centrifugadoras. Las partículas separadas mayores de 1 μm se devuelven para volver a triturar.

La pulpa con partículas menores de 1 μm se somete a un tratamiento de sal con soluciones de Al (SO4) 3, NaOH, Na2SiO3, ZnSO4 y se coagula. El precipitado de TiO2 se filtra y se lava para eliminar los iones Na + y SO42-. Dependiendo del propósito adicional, el dióxido de titanio se trata con modificadores: tensioactivos o compuestos de organosilicio. El pigmento de dióxido de titanio resultante se seca, se microniza y se envasa. El dióxido de titanio se transporta a empresas que producen pinturas y barnices en dispersión de agua en tanques en forma de pasta acuosa al 65-70%. De este modo se elimina la operación de secado en el proceso de producción de TiO2.

La desventaja del método del ácido sulfúrico es el alto consumo de ácido sulfúrico: 2,1 toneladas por 1 tonelada de dióxido de titanio. Todo el ácido sulfúrico se convierte en desperdicio: lodo ácido, sulfato ferroso, ácido "hidrolítico" diluido y contaminado y aguas ácidas muy diluidas provenientes del lavado de sulfato ferroso, motores de turbinas de gas y emisiones de gases.

El vitriolo de hierro, obtenido en una cantidad de 3,2 a 3,6 toneladas por 1 tonelada de TiO2, se utiliza en la producción de pigmentos de óxido de hierro amarillos y rojos y como coagulante en la purificación de agua del grifo. El exceso de vitriolo se calcina con cal y se obtienen "pellets", materias primas para la fundición de hierro en altos hornos. Los gases desprendidos SO2 y SO3 se vuelven a convertir en ácido sulfúrico.

Es muy difícil concentrar ácido hidrolítico diluido al 15-20%, ya que las sales de Al, Mg, Fe y otros presentes en él forman lodos gelatinosos. El ácido hidrolítico se utiliza para producir fertilizantes: superfosfato.

Por lo tanto, la producción de dióxido de titanio por el método del ácido sulfúrico es un complejo complejo de la producción de ácido sulfúrico, superfosfato, pigmentos de óxido de hierro y materias primas metalúrgicas y, a veces, la fundición de arrabio y, sin embargo, una gran cantidad de lodos y muy el agua de lavado ácida diluida permanece sin usar.

Clorurocamino. La producción de pigmentos mediante este método se basa en la cloración de briquetas de materias primas que contienen titanio altamente concentrado con agente reductor de coque en un reactor continuo a 800 ° C:

Al mismo tiempo, se cloran las impurezas de Fe (II y III), Al, Si. El tetracloruro de titanio TiCI4 es un líquido con un punto de ebullición de 1350 ° C y un punto de congelación de -230 ° C. El tricloruro de hierro es un sólido con un punto de fusión de 282 ° C y un punto de ebullición de 3150 ° C. El dicloruro de hierro FeCl2 también es un sólido; se sublima a 672 ° C. La gran diferencia en los puntos de ebullición de los cloruros de titanio y hierro permite una rectificación doble para separar los productos de cloración para obtener TiCl4 de alta pureza y SiCl4 residual, FeCl3. Por lo tanto, para el método del cloruro, solo se aceptan materias primas con un contenido muy alto. TiO2 (no menos del 85%). En el aire, el TiCl4 humea fuertemente, siendo hidrolizado a Ti (OH) 4, por lo tanto, todo el equipo debe estar sellado y ser resistente al cloro.

El TiCl4 puro se procesa en TiO2 por uno de los dos métodos siguientes.

1. Oxidación
TiCl 4 aire, (diluido con nitrógeno para bajar la temperatura):

La reacción se realiza en un quemador especial. El cloro diluido con nitrógeno se recupera y se devuelve al proceso de cloración. Un método progresivo es la combustión de TiCl4 en un plasmatrón, donde el oxígeno del aire se preioniza calentando hasta 2000 ° C utilizando un arco de voltios de arranque y calentamiento eléctrico constante de alta frecuencia. Las partículas resultantes TiO2 se someten a un enfriamiento brusco - "endurecimiento" para evitar su crecimiento, agregación y sinterización.

2. Hidrólisis sobrecalentado a 4000C de vapor de agua según la reacción:

La anatasa formada en este proceso se transforma rápidamente en rutilo. La hidrólisis en fase vapor se utiliza poco, ya que es necesario recuperar el cloro del HCl, que es caro.

El dióxido de titanio altamente disperso obtenido por ambos métodos se separa de los gases de reacción en precipitadores electrostáticos. Para eliminar el Cl2 o HCl adsorbido, la decloración se lleva a cabo soplando con vapor sobrecalentado. Todo el equipo para la producción de cloruros. TiO2 hecho de puro. titanio metálico, por lo que el producto no está contaminado y tiene una alta blancura y buena capacidad de blanqueamiento. Durante el proceso de oxidación, se pueden introducir modificadores como el aluminio y el silicio en la zona de reacción.

El proceso de producción de cloruro de TiCl4 se caracteriza por el uso de equipos especialmente ajustados y una cultura de alta producción. Esto es necesario para evitar la contaminación del medio ambiente con cloro y otros desechos (FeCl2 y FeCl3).

En la práctica mundial, el método del cloruro produce menos del 30% TiO2 sin embargo, este método es prometedor, ya que también está asociado con la producción de titanio metálico puro a partir de TiCl4.

La producción de cualquier producto alimenticio en nuestro tiempo no está completa sin aditivos especiales. De hecho, con la ayuda de estos compuestos químicos, se prolonga la vida útil del producto, se mejoran su color, consistencia y olor. ¿Qué es el dióxido de titanio? Recientemente, lo anterior a menudo se puede encontrar en muchos productos de pescado, carne y panadería, dulces y chocolate blanco.

Breve descripción del dióxido de titanio

E171 es un aditivo que es una especie de cristales incoloros que se vuelven amarillos cuando se calientan.

Este compuesto químico se obtiene mediante métodos de sulfato (de concentrado de ilmenita) o cloruro (de tetracloruro de titanio).

Característica E171:

• no tóxico;
• no se disuelve en agua;
• tiene resistencia química;
• alta capacidad de blanqueamiento;
• Resistencia atmosférica y a la humedad.

El colorante dióxido de titanio no afecta el sabor del producto. Su tarea principal es darle un aspecto blanco como la nieve.

Aplicaciones de dióxido de titanio

Esto se usa activamente en industrias tales como:

• producción de pinturas y barnices, plásticos y papel;
• industria de alimentos.

El dióxido de titanio también se utiliza en cosmética. Se agrega a jabones, cremas, aerosoles, lápices labiales, varios polvos y sombras.

E171 en la industria alimentaria se utiliza para la producción de desayunos rápidos, productos en polvo, leche en polvo, palitos de cangrejo, mayonesa, chicle, chocolate blanco, dulces.

También el E171 se utiliza para blanquear las harinas. La cantidad requerida de tinte se agrega junto con la harina a la masa y la masa se mezcla completamente para maximizar la distribución de la sustancia. La dosis es: de 100 a 200 gramos por 100 kg de harina.

El dióxido de titanio también se utiliza en la industria de procesamiento de carne. Después de todo, el compuesto químico anterior tiene una excelente capacidad de dispersión. Además, E171 blanquea patés, tocino y otras delicias.

Además, el aditivo anterior se usa en la producción de alimentos enlatados vegetales para aclarar el rábano picante en mal estado.

Dióxido de titanio: daño

Los estudios realizados por científicos sobre el efecto negativo de los aditivos alimentarios anteriores confirman: E171 no se disuelve en el jugo del estómago y el cuerpo no lo absorbe a través de la pared intestinal. Por lo tanto, según la opinión de los representantes de la medicina oficial, el dióxido de titanio no tiene un efecto negativo en la salud humana. Según estos datos, se permite utilizar el aditivo alimentario anterior en la producción de alimentos (SanPin 2.3.2.1293-03).

Aún así, existen especulaciones sobre los peligros potenciales que puede representar el dióxido de titanio. Los científicos investigaron su daño de la siguiente manera: se llevaron a cabo pruebas en ratas que inhalaron este polvo. Resultados de la prueba: el dióxido de titanio es cancerígeno para los seres humanos y puede provocar el desarrollo de oncología.

Algunos científicos sostienen que el suplemento E171 es capaz de destruir el cuerpo humano a nivel celular. Esta información solo se confirma mediante experimentos con roedores.

A pesar de la afirmación de los representantes de la medicina oficial de que el dióxido de titanio es inofensivo, aún continúan los experimentos al respecto. Los expertos no recomiendan exceder la dosis de alimentos (1% por día) para personas con inmunidad debilitada.

Dióxido de titanio en cosmética

El aditivo anterior se utiliza en la producción de productos para el cuidado de la piel. El hecho es que el dióxido de titanio tiene la siguiente propiedad: reduce los efectos negativos de los rayos del sol en la piel humana. Es decir, E171 es un filtro ultravioleta.

La neutralidad química es otra propiedad igualmente importante de este compuesto químico. Esto significa que el dióxido de titanio no reacciona con la piel y no causa alergias.

Para la producción de cosméticos, se utiliza exclusivamente E171 altamente purificado, con una estructura fina.

El dióxido de titanio es un aditivo que se utiliza activamente tanto en la industria alimentaria como en la producción de cosméticos y otros productos. El cumplimiento de la dosis de E171 no daña la salud. Cantidades excesivas del compuesto químico anterior pueden provocar problemas graves en el cuerpo humano.