Titaandioksiidi kasutamine farmakoloogias. Titaandioksiidi kasutusvaldkonnad Titaandioksiid, milles kuulsad tooted

Titaandioksiid (E171) on heade valgendavate omadustega toidulisand, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt paljudes valdkondades (tootmine, kosmetoloogia, toiduainetööstus). E171 jaoks võite leida ka teisi nimetusi: titaandioksiid, titaandioksiid, titaandioksiid ja titaanoksiid.

Lisanduv kirjeldus

E171 keemiline koostis: titaandioksiid (vastutab pleegitamise eest) ja titaanvalge. Kuumutamise ajal muutub aine kahvatukollaseks. See on inertne aine, mis ei lahustu ja,.

Titaandioksiidi leidub looduslikult teatud mineraalides, nagu brookiit, rutiil ja anataas. Värvaine on valge pulber, millel pole iseloomulikku maitset ja aroomi. Seda iseloomustab pikaajaline vastupidavus päikesevalgusele, happelisele keskkonnale, leelistele ja temperatuurikõikumistele.

Fraktsioneeritud valgeid kristalle kasutatakse tööstuslikes rakendustes. Neid saadakse kahel kõige levinumal viisil. Esimene on kahjustatud kontsentraadist saadud sulfaat, teine ​​on titaantetrakloriidist saadud kloriid.

Titaandioksiidi peamised omadused: ei ole üldse mürgine, on keemiliselt vastupidav, ei muuda lõhna (ainult toon muutub kuumutamisel), on väga niiskuskindel, ühildub täielikult kõigi kiletoodetega, on kõrge valgendamise ja värvimisvõimega võime samal ajal.

Titaanoksiid kosmetoloogias

E171 kasutatakse erinevate kreemide valmistamisel ühtlaseks ja kvaliteetseks päevitamiseks, allergiliste reaktsioonide salvides. Seda peetakse üheks parimaks aineks, mis kaitseb nahka melanoomi tekitavate ultraviolettkiirte eest.

Titaandioksiidi võib leida kosmeetika- ja ilutoodetes, nagu puuder, huulepulk, lauvärv, higistamisvastased ained, seebid ja hambapasta. Looduskosmeetika armastajad valmistavad ise seebi ning valivad välja vajalikud ja kvaliteetsed komponendid. Seebis on kohustuslik komponent E171, mis mitte ainult ei anna soovitud tooni, vaid kaitseb seda ka päikesekiirte eest. Lisandi abil saadakse kvaliteetne kosmeetiline materjal, sealhulgas titaanvilgukivi (rikas pärlmutter).

Titaandioksiid toiduainete tootmisel

Titaandioksiidi kasutamine ja laialdane kasutamine toiduainetööstuses algas 1994. aastal, eelkõige loodusliku värvainena, tänu millele saavutatakse uskumatu valgendav efekt. E171 peetakse toidus ohutuks, kuid täies hoos on uuringud ja testid, et selgitada välja toidulisandi mõju inimorganismile.

Värvaine on kuivsegude, piimatoodete ja kiirhommikusöökide valmistamisel asendamatu komponent. Seda kasutatakse naturaalse valgendajana kummide masstootmiseks. Titaandioksiidi abil valgendatakse krabipulgad (nende valged osad) ja muud mereannid.

Toiduainetööstus vajab E171, sest värvaine titaandioksiid on küpsiste, kuklite, maiustuste ja muude toodete valmistamisel peamine koostisosa. Inimese päevane kogus seda toidulisandit ei tohiks ületada 1 protsenti.

Titaandioksiid meditsiinis

Kõrvale ei jäänud ka ravimitööstus, kuna E171 on üks paljude ravimite komponente. See on mõeldud:

• anda tablettidele või kapslitele valkjas värvus;
• muuta need esinduslikumaks;
• pikendada ravimi säilivusaega.

Valget titaandioksiidi kasutatakse laialdaselt meditsiinitööstuses tablettide ja vitamiinikomplekside tootmisel. Pulbri lisamine kreemide, suposiitide, pastade ja muude farmakoloogiliste ravimite põhjale on muutunud tavaliseks.

Titaandioksiid muudes piirkondades

Titaanoksiidi võib leida ka värvide ja lakkide (näiteks lamineeritud paberi ja plasti) valmistamisel. Ainel on tulekindlad omadused, seetõttu on see vajalik optiliste klaaside valmistamiseks. Samuti on teada, et seda kasutatakse valge värvi loomiseks keevituselektroodide katmiseks. Tänu sellele lisandile suureneb topograafilise tindi vastupidavus pleekimisele ja vananemisele ning paranevad papitööstuses kasutatava paberimassi struktuursed omadused.

Titaandioksiidi kasutatakse mikroosakeste kujul nanotehnoloogia vallas, kuid see on siiski uus suund E171 rakendamisel. Seetõttu on mikroosakeste globaalne tarbimine ligikaudu kaks tuhat tonni aastas. Nõudlust titaandioksiidi järele seletab asjaolu, et viimastel aastatel on suurenenud tarbekaupade tootmine ja teised osariikide majandusharud. Arenenud riikides peaks toidulisandi tarbimine olema 2 kg inimese kohta, kuid seda on üsna raske saavutada, näiteks Venemaal on see näitaja vaid 300 grammi. Müügi- ja tarbimisturgude võimsus kasvab kiiresti ning see viitab sellele, et sellel toidulisandil on maailmaturul head väljavaated.

Keraamika, klaasi ja kummi suuremahuliseks tootmiseks kasutatakse keemiliste reaktsioonide katalüsaatorina titaandioksiidi, tänu millele saab valmistoodet kasutada kõrgendatud temperatuuridel. Titaandioksiid mõjub puidule soodsalt, kaitseb seda päikesekiirte kiirguse eest.

Kuidas E171 tervist mõjutab?

Toidulisandi mõju inimorganismile on uuritud tänapäevani. See on lubatud paljudes riikides: Vene Föderatsioonis, Valgevenes, Euroopa Liidus, Ameerikas, Kanadas ja teistes riikides. See värvaine on loetletud Codex Alimentarius'es (rahvusvahelised toidustandardid) väärtusliku toidu lisaainena.

Paljude uuringute tulemuste põhjal leiti, et aine ei kahjusta inimest, kuid kas see on tõsi? Lisand ei imendu ega kogune kehasse, mõne tunni pärast eemaldatakse see sellest. On tehtud katseid, mis näitavad, et titaandioksiid on tarbimisel võimeline hävitama keharakke. Kuid siiani pole teadlased seda arvamust kinnitanud.

Seda toidulisandit ei soovitata kasutada nõrga immuunsüsteemiga, neeru- ja maksahaigustega inimestel. Valge pulbri sissehingamine suurendab vähi tõenäosust. Seda kinnitavad rottidega tehtud katsed. Värvaine lisati näriliste toidule, viie päeva pärast kontrolliti rottide tervist ja üldseisundit. Selle 5 päeva jooksul näriliste kromosoomid deformeerusid, DNA ahel katkes. Ainevahetus rottidel kulgeb kordades kiiremini kui inimestel, seetõttu võivad inimkeha testimisel pärast E171 tarbimist tulemused oluliselt erineda.

Usuti, et E171 on kahjutu aine, mis ei põhjusta elusorganismides keemilisi reaktsioone, kuid see pole nii. Lisandil on tugev mehaaniline toime elusrakkudele ja see võib täielikult hävitada nende loomuliku struktuuri. Suure tõenäosusega on titaandioksiidi tolmul kantserogeensed omadused ja see võib negatiivselt mõjutada inimese heaolu.

Vaatamata pikaajalistele uuringutele ja katsetustele kasutatakse E171 värvainet toidu lisaainena ja seda peetakse ohutuks tingimusel, et seda lisatakse toidule minimaalsetes annustes.

Titaandioksiid, olenemata sellest, kus seda kasutatakse, on oluline ja loomulik toidulisand. See tuleneb eelkõige selle tehnoloogilistest omadustest: hoiab ära, välistab täielikult toiduainete soovimatu värvumise, on tuntud toodete ja segude värvainena ning annab valmistoodetele atraktiivse välimuse. Kõige tähtsam on see, et see toidulisand on saadud looduslikest keskkonnasõbralikest allikatest. Eksperdid ütlevad, et ainult üleannustamise korral võivad tekkida kõrvaltoimed, seetõttu on toidulisand paljudes riikides lubatud, kuna selle kahjulikud küljed ei kujuta endast olulist ohtu inimeste tervisele.

Kaasaegses maailmas areneb titaanitööstus kiiresti. See on paljude ainete tekkimise allikas, mida kasutatakse erinevates tööstusharudes.

Titaandioksiidi omadused

Titaandioksiidil on palju nimetusi. See on amfoteerne neljavalentne titaanoksiid. See mängib olulist rolli titaanitööstuse arengus. Ainult viis protsenti titaanimaagist läheb titaanoksiidi tootmiseks.

Titaandioksiidi modifikatsioone on palju. Looduses leidub titaani kristalle, mis on rombi või nelinurga kujulised.

Titaandioksiidi valem on esitatud järgmiselt: TiO2.

Titaandioksiidi kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes. See on üle maailma tuntud toidu lisaainena nagu E-171. Sellel komponendil on aga mitmeid negatiivseid toimeid, mis võivad viidata sellele, et titaandioksiid on inimkehale kahjulik. Sellel komponendil on teadaolevalt valgendavad omadused. See võib olla hea sünteetiliste pesuvahendite valmistamisel. Selle toidulisandi kahjustus inimkehale ohustab maksa ja neerusid.

Toiduainetööstuses võib titaandioksiid tekitada kahju. Kui seda kasutatakse liigselt, võivad tooted omandada soovimatu varjundi, mis ainult tarbijat võõrandab.

Titaandioksiidi mürgisuse tase on üsna madal.

See võib muutuda mürgiseks, kui see interakteerub mõne toote teiste komponentidega. Kõrge toksiinisisaldusega toodete kasutamine võib põhjustada mürgistust või isegi surma. Seetõttu on väga oluline teada, milliseid elemente ei tohiks titaanoksiidiga kasutada.

Titaandioksiidi omadused

Titaandioksiidil on suur hulk iseloomulikke omadusi. Need määravad kindlaks selle kasutamise võimaluse erinevates tööstusharudes. Titaandioksiidil on järgmised omadused:

• erinevat tüüpi materjalide suurepärane pleegitamise aste,
• interakteerub hästi ainetega, mis on mõeldud kile moodustamiseks,
• vastupidavus kõrgele niiskustasemele ja keskkonnatingimustele,
• madal toksilisuse tase,
• kõrge keemilise vastupidavuse tase.

Titaandioksiidi saamine

Aastas toodetakse maailmas üle viie miljoni tonni titaandioksiidi. Hiljuti on Hiina oma tootmist oluliselt suurendanud. Maailma liidrid selle aine tootmises on USA, Soome, Saksamaa. Just nendel osariikidel on suurepärased võimalused selle komponendi saamiseks. Nad ekspordivad seda erinevatesse riikidesse üle maailma.

Titaandioksiidi saab saada kahel põhimeetodil:

1. Ilmeniidi kontsentraadist titaandioksiidi tootmine.

Tootmisettevõtetes on titaanoksiidi tootmisprotsess seega jagatud kolme etappi. Esimesel juhul töödeldakse ilmeniidi kontsentraate väävelhappega. Selle tulemusena moodustuvad kaks komponenti, raudsulfaat ja titaansulfaat. Seejärel suurendab see raua oksüdatsiooni taset. Sulfaatide ja muda eraldamine toimub spetsiaalsetes filtrites. Teises etapis viiakse läbi titaansulfaadi soolade hüdrolüüs. Hüdrolüüs viiakse läbi sulfaadilahuste tuumade abil. Selle tulemusena moodustuvad titaanoksiidi hüdraadid. Kolmandas etapis kuumutatakse need teatud temperatuurini.

2. Titaandioksiidi tootmine titaantetrakloriidist.

Seda tüüpi aine saamiseks on kolm meetodit, mis on esitatud:

• titaantetrakloriidi vesilahuste hüdrolüüs,
• titaantetrakloriidi hüdrolüüs aurufaasis,
• titaantetrakloriidi kuumtöötlus.

Tabel. Titaandioksiidi tootjad.

Kaasaegses maailmas kasutatakse titaanoksiidi aktiivselt erinevates tööstusharudes.

Titaandioksiidil on järgmised rakendused:

• Värvide ja lakkide tootmine. Enamasti toodetakse selle komponendi baasil titaanvalget.
• kasutamine plastmaterjalide tootmisel.
• lamineeritud paberi tootmine,
• Kosmeetikatoodete dekoratiivtoodete tootmine.

Titaanoksiidi kasutatakse laialdaselt ka toiduainetööstuses. Tootjad lisavad seda oma toodetele toiduvärvide ühe koostisosana. Toidukaupades seda praktiliselt ei tunneta. Tootjad lisavad seda minimaalsetes kogustes, et tagada nende toodete parem säilivus ja atraktiivne välimus.

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

Artikli sisu:

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

Mis on titaandioksiid

Siin on selle aine lühikirjeldus:

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

Titaandioksiidi kosmeetilised omadused

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

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

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

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

Titaandioksiid kosmeetikas: kahju või kasu?

Kaaluge mitmeid vastuolulisi ja vastuolulisi võimalusi:

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

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

Mis on titaandioksiidi kahju kosmeetikas

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

Titaandioksiidi kahjustus probleemse naha omanikele

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

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

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

Kas titaandioksiid on lastele mõeldud kosmeetikatoodetes kahjulik?

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

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

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

Mis on titaandioksiid kosmeetikas - vaadake videot:

Titaan dioksiid TiO2 on polümorfne, kristalliseerub kahes kristallisüsteemis: brookiit - rombilises, rutiilis ja anataas - tetragonaalses, kuid viimased erinevad kristallvõre struktuuri poolest. Mõlemal juhul on iga titaani aatom oktaeedri keskel ja seda ümbritseb 6 hapnikuaatomit. Oktaeedrite ruumiline paigutus on erinev: anataasi puhul on iga oktaeedri jaoks 4 ühist serva, rutiilis vaid 2. Anataasi ühikrakk koosneb neljast molekulist, rutiil aga ainult kahest:

Ioonide tihedama pakkimise tõttu kristallides ületab rutiil anataasi stabiilsuse, tiheduse, kõvaduse, murdumisnäitaja ja dielektrilise konstandi poolest ning sellel on vähenenud fotokeemiline aktiivsus. Temperatuuril 915 0C - 950 0C muundub anataas rutiiliks, kuid tekkivat rutiili iseloomustab kõrge abrasiivsus ja madal dispersioon. 1949. aastal leiti võimalus kontrollida kristalliseerumist rutiliseerivate lisandite ja tuumade kasutuselevõtuga. Ioonid Zn2 +, Mg2 +, Al3 +, Sn2 + on rutiili stabilisaatorid, ioonid SO42-, PO43 - - anataas. Isegi väikese koguse fosforiühendite juuresolekul muutub anataasi üleminek rutiiliks võimatuks. Rutiliseerivad embrüod saadakse hüdraatunud titaandioksiidi töötlemisel pärast viiendat pesemisetappi naatriumhüdroksiidi lahusega. Sel juhul moodustub naatriumtetratitanaat Na2Ti4O3, mida töödeldakse vesinikkloriidhappega ja eelnevalt SO42- ioonidest vabastatud hüdrolüüsiprodukt pepteeritakse. Sellised embrüod sisestatakse enne kaltsineerimist.

Rutiilil, mis on kaltsineeritud temperatuuril umbes 10 000 °C ja mis sisaldab Fe, Cr, Ni, Mn lisandeid, on fototroopia omadus. Valgustades läheb pruuniks, pimedas läheb jälle heledamaks. See on tingitud lisandite metallide oksüdeerumisest kõrgemateks oksiidideks, mis on tingitud hapniku vabanemisest TiO2-ga valgustamisel deformeerunud võrega.

Puhtal kujul on titaandioksiidil, eriti anataasi kujul, kõrge fotokeemiline aktiivsus, mis põhjustab värvikile hävimise ("kriidumise") ja orgaaniliste pigmentide pleekimise. Titaandioksiidi osakeste pinna modifitseerimine Al, Si, Zn hüdroksiididega vähendab järsult fotokeemilist aktiivsust.

Titaandioksiid on keemiliselt inertne, ei lahustu nõrkades hapetes ja leelistes ning orgaanilistes lahustites. Ei ole mürgine, maksimaalne kontsentratsiooni piir tööpiirkondade õhus on 10 mg / m3. Võib kasutada igat tüüpi kilemoodustajatega ja lahustitega. Sobib veepõhistele, vees dispergeeruvatele ja pulbervärvidele. Pigmenteeritud titaandioksiidi kasutatakse laialdaselt ka kummi, plasti, linoleumi, paberi ja keemiliste kiudude värvimiseks. Lisaks pigmendile titaandioksiidile, mis sisaldab 82-95 massiprotsenti TiO2, toodetakse titaandioksiidi suurema TiO2 sisaldusega kõvasulamite, klaaside ja keraamika jaoks.

Tooraine titaandioksiidi tootmiseks. Pigmendi titaandioksiidiks töötlemiseks kasutatakse mineraale: looduslik rutiil, sisaldab 92–95% (mass) TiO2 ja Fe2O3 lisandit, andes sellele punase värvuse (rutiilpunane); ilmeniit FeO * TiO2 või - arkansiit Fe2O3 * 3TiO2; titanomagnetiidid,
mis koosneb ilmeniidi ja magnetiidi teradest ning sisaldab 8-12% (massi järgi) TiO2.

Puhtad titaani sisaldavad mineraalid on haruldased. Muude mineraalide ja aheraine lisandite eemaldamiseks rikastatakse purustatud maake magnet- ja muud tüüpi rikastamisega ning saadakse ligikaudse koostisega kontsentraadid, % (massi järgi):

Pigmendi titaandioksiidi tootmise tehnoloogia. Titaankontsentraatide ja räbude töötlemine pigmendiks titaandioksiidiks ei ole suunatud mitte ainult lisandite eemaldamisele, vaid ka TiO2-le vajaliku kristallilise vormi, dispersiooni, adsorptsiooniomaduste andmisele ja fotokeemilise aktiivsuse pärssimisele. Titaandioksiidi saamiseks kasutatakse kahte meetodit: väävelhapet üle 40% TiO2 sisaldavate kontsentraatide jaoks ja kloriidi, mis on majanduslikult tulus ainult vähemalt 80% TiO2 sisaldavate kontsentraatide töötlemisel (kuna tekkivaid FeCl3 jäätmeid ei kasutata).

Väävelhappe meetod. See on delikaatne ja keeruline protsess, mis koosneb kolmest põhietapist ja mitmest abitoimingust (vt diagramm 2.1).

1. Esimene etapp on lagunemine peeneks jahvatatud
titaani sisaldav
keskenduda 85-92% väävelhapet temperatuuril 180-220 0C ja reaktsioonimassi pidevat segamist suruõhuga, et saada läbipaistev titanüülsulfaadi TiOSO4 lahus. Sel juhul tekivad järgmised eksotermilised lagunemisreaktsioonid:

samuti sarnased reaktsioonid Mn, Ca, Al oksiidide ja muude lisanditega. Kõik reaktsioonid kulgevad pärast eelkuumutamist ägedalt, eraldudes suures koguses veeauru, H2SO4, SO3 ja SO2, mis püütakse kinni veega pihustatud skraberisse. Lagunemisreaktsioon viiakse läbi partiidena.

Arvukad katsed kasutada mehaanilise segamisega pidevaid reaktoreid ei õigustanud end nii tehniliselt kui ka majanduslikult, kuna esines seadmete suur söövitav ja erosioonne kulumine.

Tooraines sisalduvate titaani, raua ja muude elementide sulfaatide happelahused on keerulise kolloid-keemilise koostisega, mis varieerub sõltuvalt happesisaldusest, temperatuurist ja säilitusajast.

Lagunemisreaktsiooni läbiviimisel puhutakse reaktorisse pidevalt suruõhku, mis segab suspensiooni ning muudab seejärel soolade kristalliseerumise ja sulatise tahkumise käigus selle poorseks. Pärast lagunemisreaktsiooni lõppemist ja sulatise jahutamist on titaani saagis 96-98%. Reaktorisse juhitakse vesi (põhineb lahuse saamisel, mille TiO2 sisaldus on umbes 120 g / l) ja kõik vees lahustuvad soolad lähevad lahusesse.

Raud(II)sulfaadi järgnevaks eemaldamiseks titanüülsulfaadi lahusest redutseeritakse Fe3 + ioonid Fe +-ks, mille jaoks lisatakse reaktorisse malmlaastud. Happelises keskkonnas toimub Fe3 + -> - Fe2 + redutseerimisreaktsioon areneva vesinikuga. Samal ajal väheneb väike kogus (3-5 g / l) Ti4 + Ti3 +-ks. Ti3+ ühendid on tugevad redutseerijad, nad välistavad võimaluse Fe2+ uuesti oksüdeerida õhuga ja takistavad seega Fe3+ ioonide adsorptsiooni titaandioksiidil, mis annab sellele kollase värvuse.

Titanüülsulfaadi happelised lahused, raua, alumiiniumi, mangaani sulfaadid kaitstakse või filtreeritakse settest, mis koosnevad lagunemata maagi jääkidest, ränidioksiidist, lahustumatust kaltsiumsulfaadist ja seejärel selitatakse, eraldades kolloidsed osakesed koagulatsiooni abil flokulantide - pindaktiivsete kõrgete molekulidega. . Pärast vaakumkristallimist eraldatakse raudsulfaat FeSO4 * 7H2O lahusest tsentrifuugimise või filtreerimise teel. Raudsulfaat on tootmise kõrvalsaadus.

2. Kõige olulisem etapp, mis määrab titaandioksiidi pigmendiomadused, on termiline titanüülsulfaadi hüdrolüüs, toimides vastavalt reaktsioonile:

See võrrand ei näita hüdrolüüsireaktsiooni keerulist kulgu ega tekkivate ainete täielikku koostist. Titanüülioonid moodustavad vesilahuses hüdroksokomplekse I, II, milles titaaniaatomid on seotud oliviinsildade kaudu. Termiline hüdrolüüs viib ol-sildade üleminekuni oksosidemeteks:

Oma brutokoostise poolest vastab selline hüdrolüüsisaadus ligikaudu TiO (OH) 2-le ja seda nimetatakse metatitaanlikhape
(MTK). Tegelikult on mõned polüiooni põhirühmad asendatud sulforühmadega, mis on osaliselt säilinud lõpprühmadena ja hüdrolüüsiproduktis, millel on polümeerstruktuur ja mida nimetatakse hüdraaditud titaandioksiidiks (HDT): TiO2 * 0,71H2O * 0,07SO3.

Hüdrolüüsi kiirendamiseks ja saagise suurendamiseks ning mis kõige tähtsam, spetsiaalselt valmistatud teatud suurusega HDT osakeste saamiseks embrüod. Embrüote saamiseks viiakse 0,3-0,5% (massi järgi) TiO2-l põhinevat eelhüdrolüüsi happelist lahust eraldi reaktorisse, kus see pidevalt segades neutraliseeritakse NaOH lahusega pH väärtuseni 3. See sadestub titaanhüdroksiidi hüdrosooli kolloidne sade muundub pärast 1–2-tunnist kokkupuudet temperatuuril 60–80 °C muutuva koostisega mikrokristallilisteks tuumadeks. Embrüote ettevalmistamise tingimused mõjutavad otsustavalt hüdrolüüsi protsessi ja pigmendi kvaliteeti.

Kuna TiO2 kontsentratsiooniga lahustes < Hüdrolüüsiproduktide varajane hüübimine toimub 200 g / l, mis takistab osakeste kristallokeemilist kasvu, eelhüdrolüüsi lahused eelkontsentreeritakse TiO2 sisalduseni 200-240 g / l. Seda tehakse vaakumaurustites temperatuuril 60 °C. Hüdrolüüs viiakse läbi reaktorites, mis on varustatud segaja ning kütte- ja jahutamisspiraalidega. Valmistatud hüdrolüüsieelset lahust kuumutatakse, embrüod sisestatakse, keedetakse (105-1100 C), lahjendatakse veega ja keedetakse kuni titanüülsulfaadi 96-97% muundumiseni HDT-ks, mis eraldatakse lahusest filtreerimise teel ja pestakse. veega. Sulfaadid happelises keskkonnas ei hüdrolüüsu ja jäävad väävelhappe lahusesse.

Sadestunud HDT-d pestakse 3-6-kordselt, viimastel etappidel demineraliseeritud veega. Tugevalt adsorbeerunud Fe3+ ioone ei ole aga võimalik täielikult välja pesta. Ülejäänud Fe3 + ioonide eemaldamiseks viiakse läbi "pleegitamine": Fe3 + ioonid redutseeritakse vesinikuga Fe2 +-ks, mille jaoks lisatakse tsingi metallipulber ja keemiliselt puhas väävelhape. Pärast pleegitamist viiakse läbi soolatöötlus, lisades kuni 3% (massi järgi) ZnO ja spetsiaalselt valmistatud rutiili tuumad, et saada TiO2 rutiilvorm. TiO2 anataasi vormi saamiseks lisatakse mineralisaatorit K2CO3, mis hõlbustab vee eemaldamist kaltsineerimisel, ja 0,5% fosforhapet, mis stabiliseerib anataasi vormi.

3. Järgmine etapp on
gaasiturbiinmootori kaltsineerimine koos titaandioksiidi saamine:

Kaltsineerimisel eemaldatakse koos veega ka SO3 [HDT TiO2 * 0,71H2O * 0,07SO3 koostis].

Kaltsineerimine toimub torukujulistes pöördahjudes temperatuuril 850-900 0C, toote viibimisaeg ahjudes on ca 8 tundi.Ahjudest väljuvad suitsugaasid puhastatakse märgpuhastusega SO3, H2SO4 ja TiO2 tolmust, mis on ära kantud. gaasid ammoniaagiveega pihustatud pesurites. Saadud titaandioksiid jahutatakse ja jahvatatakse.

4. Viimased toimingud pigmendi titaandioksiidi saamiseks on märgjahvatamine, osakeste klassifikatsioon suuruses ja Pinnatöötlus(vt diagrammi). Eeljahvatatud kuiv titaandioksiid pulbristatakse uuesti puhastatud vees (300-350 g / l TiO2), lisatakse naatriumsilikaat ja leelis ning töödeldakse.

pidev märg lihvimine kuulis või v helmeveski. Veskist välja voolav läga suunatakse osakeste klassifitseerimiseks hüdrotsüklonitesse või tsentrifuugidesse. Eraldatud osakesed, mis on suuremad kui 1 μm, tagastatakse uuesti lihvimiseks.

Alla 1 μm osakestega paberimassi töödeldakse soolaga Al (SO4) 3, NaOH, Na2SiO3, ZnSO4 lahustega ja koaguleeritakse. TiO2 sade filtritakse välja ja pestakse Na + ja SO42- ioonide eemaldamiseks. Sõltuvalt edasisest eesmärgist töödeldakse titaandioksiidi modifikaatoritega - pindaktiivsete ainete või räniorgaaniliste ühenditega. Saadud pigment titaandioksiid kuivatatakse, mikroniseeritakse ja pakendatakse. Titaandioksiid transporditakse vesidispersioonvärve ja -lakke tootvatesse ettevõtetesse mahutites 65-70% vesilahusena. Seega on TiO2 tootmisprotsessis kuivatamine välistatud.

Väävelhappemeetodi puuduseks on suur väävelhappe tarbimine – 2,1 tonni 1 tonni titaandioksiidi kohta. Kogu väävelhape muutub jäätmeteks: hapu muda, raudsulfaat, lahjendatud ja saastunud "hüdrolüütiline" hape ning väga lahjendatud happelised veed raudsulfaadi loputamisest, gaasiturbiinmootorid ja gaasiheitmed.

Raudvitriooli, mida saadakse koguses 3,2-3,6 tonni 1 tonni TiO2 kohta, kasutatakse kollase ja punase raudoksiidi pigmentide tootmisel ning koagulandina kraanivee puhastamisel. Üleliigne vitriool kaltsineeritakse lubjaga ja saadakse "graanulid" - tooraine kõrgahjus raua sulatamiseks. Tekkinud gaasid SO2 ja SO3 muudetakse tagasi väävelhappeks.

Lahjendatud 15-20% hüdrolüüthapet on väga raske kontsentreerida, kuna selles sisalduvad Al-, Mg-, Fe- ja teised soolad moodustavad geelitaolise muda. Hüdrolüüthapet kasutatakse väetise – superfosfaadi – tootmiseks.

Seega on titaandioksiidi tootmine väävelhappemeetodil keeruline kompleks, mis koosneb väävelhappe, superfosfaadi, raudoksiidi pigmentide ja metallurgiatoorainete tootmisest ning mõnikord ka malmi sulatamisest, kuid samas suures koguses muda ja väga lahjendatud happeline pesuvesi jääb kasutamata.

kloriidtee. Selle meetodiga pigmendi tootmine põhineb kõrge kontsentratsiooniga titaani sisaldavatest toorainetest brikettide kloorimisel koksi redutseeriva ainega pidevas reaktoris temperatuuril 800 0C:

Samal ajal klooritakse Fe (II ja III), Al, Si lisandid. Titaantetrakloriid TiCI4 on vedelik, mille keemistemperatuur on 1350C ja külmumistemperatuur -230C. Raudtrikloriid on tahke aine sulamistemperatuuriga 282 °C ja keemistemperatuuriga 315 °C. Rauddikloriid FeCl2 on samuti tahke aine; see sublimeerub temperatuuril 672 °C. Titaani ja raudkloriidi keemistemperatuuride suur erinevus võimaldab kloorimisproduktide eraldamiseks kahekordset rektifikatsiooni, et saada kõrge puhtusastmega TiCl4 ja jäätmed SiCl4, FeCl3. Seetõttu on kloriidmeetodi puhul vastuvõetavad ainult väga kõrge sisaldusega toorained. TiO2 (mitte vähem kui 85%). Õhus suitseb TiCl4 tugevalt, hüdrolüüsides Ti (OH) 4-ks, seetõttu peavad kõik seadmed olema hermeetilised ja kloorikindlad.

Puhas TiCl4 töödeldakse TiO2 ühel kahest järgmisest meetodist.

1. Oksüdatsioon
TiCl 4 õhk (temperatuuri alandamiseks lahjendatud lämmastikuga):

Reaktsioon viiakse läbi spetsiaalses põletis. Lämmastikuga lahjendatud kloor eraldatakse ja suunatakse tagasi kloorimisprotsessi. Progressiivne meetod on TiCl4 põletamine plasmatronis, kus õhuhapnik eelioniseeritakse kuumutamise teel kuni 2000 0C-ni, kasutades käivitusvoldikaari ja pidevat kõrgsageduslikku elektrikütet. Saadud osakesed TiO2 allutatakse järsule jahutamisele - "kõvenemisele", et vältida nende kasvu, agregeerumist ja paagutamist.

2. Hüdrolüüs ülekuumendatud 4000C veeauruni vastavalt reaktsioonile:

Selles protsessis moodustunud anataas muundub kiiresti rutiiliks. Aurufaasi hüdrolüüsi kasutatakse vähe, kuna kloori on vaja eraldada HCl-st, mis on kallis.

Mõlemal meetodil saadud suure hajutusega titaandioksiid eraldatakse reaktsioonigaasidest elektrostaatilistes filtrites. Adsorbeeritud Cl2 või HCl eemaldamiseks viiakse dekloorimine läbi ülekuumendatud auruga puhumise teel. Kõik seadmed kloriidi tootmiseks TiO2 valmistatud puhtast. metallist titaani, nii et toode ei ole saastunud ning sellel on kõrge valgedus ja hea valgendusvõime. Oksüdatsiooniprotsessi käigus võib reaktsioonitsooni viia modifikaatoreid, nagu alumiinium ja räni.

TiCl4 kloriidide tootmisprotsessi iseloomustab eriti kitsaste seadmete kasutamine ja kõrge tootmiskultuur. See on vajalik, et vältida keskkonna saastumist kloori ja muude jäätmetega (FeCl2 ja FeCl3).

Maailmapraktikas toodab kloriidmeetodil vähem kui 30%. TiO2 see meetod on aga paljulubav, kuna seda seostatakse ka puhta metallilise titaani tootmisega TiCl4-st.

Ühegi meie aja toidutoote tootmine ei ole täielik ilma spetsiaalsete lisanditeta. Tõepoolest, nende keemiliste ühendite abil pikeneb toote säilivusaeg, paraneb selle värvus, konsistents ja lõhn. Mis on titaandioksiid? Viimasel ajal võib ülaltoodut sageli leida paljudes kala-, liha- ja pagaritoodetes, maiustustes ja valges šokolaadis.

Titaandioksiidi lühikirjeldus

E171 on lisand, mis kujutab endast värvituid kristalle, mis muutuvad kuumutamisel kollaseks.

See keemiline ühend saadakse sulfaadi (ilmeniidikontsentraadist) või kloriidi (titaantetrakloriidist) meetoditega.

Iseloomulik E171:

• ei ole mürgine;
• ei lahustu vees;
• on keemiliselt vastupidav;
• kõrge valgendusvõime;
• atmosfääri- ja niiskuskindlus.

Värvaine titaandioksiid ei mõjuta toote maitset. Selle peamine ülesanne on anda sellele lumivalge välimus.

Titaandioksiidi rakendused

Seda kasutatakse aktiivselt sellistes tööstusharudes nagu:

• värvide ja lakkide, plastide ja paberi tootmine;
• toidutööstus.

Titaandioksiidi kasutatakse ka kosmeetikas. Seda lisatakse seepidele, kreemidele, aerosoolidele, huulepulkadele, erinevatele pulbritele ja varjudele.

E171 kasutatakse toiduainetööstuses kiirhommikusöökide, pulbriliste toodete, piimapulbri, krabipulkade, majoneesi, närimiskummi, valge šokolaadi, maiustuste valmistamiseks.

E171 kasutatakse ka jahu pleegitamiseks. Vajalik kogus värvainet lisatakse koos jahuga massile ja tainas segatakse põhjalikult, et aine jaotuks võimalikult palju. Annus on: 100 kuni 200 grammi 100 kg jahu kohta.

Titaandioksiidi kasutatakse ka lihatööstuses. Lõppude lõpuks on ülaltoodud keemilisel ühendil suurepärane dispergeeritavus. Lisaks valgendab E171 pasteete, peekonit ja muid hõrgutisi.

Samuti kasutatakse ülaltoodud lisandit köögiviljakonservide tootmisel, et kergendada räbaldunud mädarõika.

Titaandioksiid: kahju

Teadlaste tehtud uuringud ülaltoodud lisaainete negatiivse mõju kohta kinnitavad: E171 ei lahustu maomahlas ega imendu läbi sooleseina. Seetõttu ei avalda titaandioksiid ametliku meditsiini esindajate hinnangul inimeste tervisele negatiivset mõju. Nende andmete alusel on ülaltoodud toidu lisaaine kasutamine toiduainete tootmisel lubatud (SanPin 2.3.2.1293-03).

Siiski on spekulatsioone võimalike ohtude kohta, mida titaandioksiid võib põhjustada. Teadlased uurisid selle kahju järgmiselt: katseid viidi läbi rottidega, kes seda pulbrit sisse hingasid. Testi tulemused: titaandioksiid on inimesele kantserogeenne ja võib põhjustada onkoloogia arengut.

Mõned teadlased väidavad, et toidulisand E171 on võimeline hävitama inimkeha rakutasandil. Seda teavet kinnitavad ainult närilistega tehtud katsed.

Vaatamata ametliku meditsiini esindajate väitele, et titaandioksiid on kahjutu, jätkuvad selle katsed. Eksperdid ei soovita nõrgenenud immuunsusega inimestel toiduannust (1% päevas) ületada.

Titaandioksiid kosmeetikas

Ülaltoodud lisandit kasutatakse nahahooldustoodete tootmisel. Fakt on see, et titaandioksiidil on järgmine omadus: see vähendab päikesekiirte negatiivset mõju inimese nahale. See tähendab, et E171 on ultraviolettfilter.

Keemiline neutraalsus on selle keemilise ühendi teine ​​sama oluline omadus. See tähendab, et titaandioksiid ei reageeri nahaga ega põhjusta allergiat.

Kosmeetikatoodete tootmiseks kasutatakse eranditult kõrgelt puhastatud peene struktuuriga E171.

Titaandioksiid on lisand, mida kasutatakse aktiivselt nii toiduainetööstuses kui ka kosmeetika- ja muude toodete valmistamisel. E171 annuse järgimine ei kahjusta tervist. Ülaltoodud keemilise ühendi liigne kogus võib inimkehas esile kutsuda tõsiseid probleeme.