L'uso del biossido di titanio in farmacologia. Campi di applicazione del biossido di titanio Biossido di titanio in cui prodotti famosi

Il biossido di titanio (E171) è un additivo alimentare con buone proprietà sbiancanti, pertanto è ampiamente utilizzato in molti settori (produzione, cosmetologia, industria alimentare). Puoi trovare altri nomi per E171: biossido di titanio, biossido di titanio, biossido di titanio e ossido di titanio.

Descrizione additiva

Composizione chimica E171: biossido di titanio (responsabile del candeggio) e bianco di titanio. Durante il riscaldamento, la sostanza diventa giallo pallido. È una sostanza inerte che non si dissolve in, e,.

Il biossido di titanio si trova naturalmente in alcuni minerali come brookite, rutilo e anatasio. Il colorante è una polvere bianca senza un gusto e un aroma distintivi. È caratterizzato da una resistenza a lungo termine alla luce solare, all'ambiente acido, agli alcali e alle variazioni di temperatura.

I cristalli bianchi frazionari sono utilizzati nelle applicazioni industriali. Si ottengono in due dei modi più comuni. Il primo è il solfato del concentrato illuminato, il secondo è il cloruro del tetracloruro di titanio.

Le principali proprietà del biossido di titanio: non è affatto tossico, ha resistenza chimica, non cambia odore (cambia solo la tonalità durante il riscaldamento), è altamente resistente all'umidità, perfettamente compatibile con qualsiasi prodotto in pellicola, ha un elevato sbiancamento e tintura capacità allo stesso tempo.

L'ossido di titanio in cosmetologia

E171 viene utilizzato nella produzione di varie creme per un'abbronzatura uniforme e di alta qualità, in unguenti per reazioni allergiche. È riconosciuto come una delle migliori sostanze che proteggono la pelle dai raggi ultravioletti che causano il melanoma cutaneo.

Il biossido di titanio si trova in cosmetici e prodotti di bellezza come cipria, rossetto, ombretto, antitraspiranti, saponi e dentifricio. Gli amanti dei cosmetici naturali preparano il proprio sapone e selezionano i componenti necessari e di alta qualità. Nel sapone, E171 è un componente obbligatorio, che non solo dona la tonalità desiderata, ma lo protegge anche dai raggi solari. Con l'aiuto dell'additivo si ottiene un materiale cosmetico di alta qualità, inclusa la mica di titanio (ricca madreperla).

Il biossido di titanio nella produzione alimentare

L'applicazione e l'uso diffuso del Biossido di Titanio nell'industria alimentare inizia nel 1994, principalmente come colorante naturale, grazie al quale si ottiene un incredibile effetto sbiancante. L'E171 è considerato sicuro negli alimenti, ma la ricerca e i test sono in pieno svolgimento per determinare gli effetti dell'integratore sul corpo umano.

Il colorante è un componente indispensabile nella produzione di miscele secche, latticini e colazioni istantanee. È usato come candeggina naturale per la produzione in serie di gomme da masticare. Con l'aiuto del biossido di titanio, i bastoncini di granchio (le loro parti bianche) e altri frutti di mare vengono sbiancati.

L'industria alimentare ha bisogno dell'E171, perché il colorante biossido di titanio è l'ingrediente principale per la creazione di biscotti, focacce, dolci e altri prodotti. L'assunzione giornaliera per una persona di questo additivo alimentare non deve essere superiore all'1%.

Il biossido di titanio in medicina

Anche l'industria farmaceutica non si è fatta da parte, poiché l'E171 è uno dei componenti di molti medicinali. È progettato per:

• dare compresse o capsule di colore biancastro;
• renderli più presentabili;
• prolungare la durata di conservazione del medicinale.

Il biossido di titanio bianco è ampiamente utilizzato nell'industria medica nella produzione di compresse e complessi vitaminici. L'aggiunta di polvere alle basi di creme, supposte, paste e altri farmaci è diventata una cosa comune.

Biossido di titanio in altre aree

L'ossido di titanio si trova anche nella produzione di pitture e vernici (ad esempio carta laminata e plastica). La sostanza ha proprietà refrattarie, quindi è necessaria per la fabbricazione di vetri ottici. È anche noto per usarlo per creare vernice bianca per rivestire gli elettrodi di saldatura. Grazie a questo additivo si aumenta la resistenza allo sbiadimento e all'invecchiamento dell'inchiostro topografico e si migliorano le caratteristiche strutturali della pasta di carta nell'industria del cartone.

Il biossido di titanio è utilizzato sotto forma di microparticelle nel campo delle nanotecnologie, ma questa è ancora una nuova direzione nell'applicazione dell'E171. Pertanto, il consumo globale di microparticelle è di circa duemila tonnellate all'anno. La domanda di biossido di titanio si spiega con il fatto che negli ultimi anni c'è stato un aumento della produzione di beni di consumo e di altri settori dell'economia degli stati. Nei paesi sviluppati, il consumo del supplemento dovrebbe essere di 2 kg a persona, ma è abbastanza difficile da raggiungere, ad esempio, in Russia questa cifra è di soli 300 grammi. La capacità dei mercati di vendita e di consumo è in rapido aumento, e questo suggerisce che questo additivo alimentare ha buone prospettive sul mercato mondiale.

Per la produzione su larga scala di ceramica, vetro e gomma, il biossido di titanio viene utilizzato come catalizzatore per reazioni chimiche, grazie alle quali il prodotto finito può essere utilizzato a temperature elevate. Il biossido di titanio ha un effetto benefico sul legno, lo protegge dall'irraggiamento dei raggi solari.

In che modo l'E171 influisce sulla salute?

L'effetto dell'additivo alimentare sul corpo umano è stato studiato fino ad oggi. È consentito in molti paesi: Federazione Russa, Bielorussia, Unione Europea, America, Canada e altri. Questo colorante è elencato nel Codex Alimentarius (un insieme di standard alimentari internazionali) come un prezioso additivo alimentare.

Secondo i risultati di molti studi, è stato riscontrato che la sostanza non danneggia l'uomo, ma è vero? L'additivo non viene assorbito o accumulato dall'organismo, dopo alcune ore viene rimosso da esso. Sono stati condotti test che indicano che il biossido di titanio, se consumato, è in grado di distruggere le cellule del corpo. Ma finora questa opinione non è stata confermata dagli scienziati.

Non è raccomandato l'uso di questo integratore alimentare per le persone con sistema immunitario debole, malattie dei reni e del fegato. L'inalazione della polvere bianca aumenta la probabilità di cancro. Ciò è confermato da esperimenti condotti sui ratti. Il colorante è stato aggiunto al cibo dei roditori, dopo cinque giorni sono state controllate la salute e le condizioni generali dei ratti. Durante questi 5 giorni, i cromosomi dei roditori si sono deformati, il filamento di DNA è stato interrotto. Il metabolismo nei ratti procede diverse volte più velocemente che negli esseri umani, quindi, quando si testa il corpo umano dopo aver consumato E171, i risultati possono differire in modo significativo.

Si credeva che l'E171 fosse una sostanza innocua che non provoca reazioni chimiche negli organismi viventi, ma non è così. L'additivo ha un forte effetto meccanico sulle cellule viventi e può distruggere completamente la loro struttura naturale. Esiste un'alta probabilità che la polvere di biossido di titanio abbia proprietà cancerogene e possa influire negativamente sul benessere di una persona.

Nonostante la ricerca e la sperimentazione a lungo termine, il colorante E171 è usato come additivo alimentare ed è considerato sicuro, a condizione che venga aggiunto al cibo in dosi minime.

Il biossido di titanio, ovunque venga utilizzato, è un integratore essenziale e naturale. Ciò è dovuto principalmente alle sue caratteristiche tecnologiche: previene, elimina completamente la colorazione indesiderata dei prodotti alimentari, è noto come colorante per prodotti e miscele e dona un aspetto gradevole ai prodotti finiti. Ancora più importante, questo integratore è derivato da fonti naturali e rispettose dell'ambiente. Gli esperti affermano che solo in caso di sovradosaggio possono verificarsi effetti collaterali, quindi il supplemento è consentito in molti stati, poiché i suoi lati nocivi non rappresentano alcun rischio significativo per la salute umana.

Nel mondo moderno, l'industria del titanio si sta sviluppando rapidamente. È la fonte dell'emergere di un gran numero di sostanze utilizzate in vari settori.

Caratteristiche del biossido di titanio

Il biossido di titanio ha molti nomi. È un ossido di titanio tetravalente anfotero. Svolge un ruolo importante nello sviluppo dell'industria del titanio. Solo il cinque percento del minerale di titanio va nella produzione di ossido di titanio.

Ci sono un gran numero di modifiche al biossido di titanio. I cristalli di titanio si trovano in natura, che hanno la forma di un rombo o di un quadrilatero.

La formula del biossido di titanio è rappresentata come segue: TiO2.

Il biossido di titanio è ampiamente utilizzato in vari settori. È conosciuto in tutto il mondo come additivo alimentare come E-171. Tuttavia, questo componente ha una serie di azioni negative, che possono indicare che il biossido di titanio è dannoso per il corpo umano. Questo componente è noto per avere proprietà sbiancanti. Questo può essere utile quando si producono detersivi sintetici. Il danno al corpo umano di questo additivo alimentare rappresenta una minaccia per il fegato e i reni.

Nell'industria alimentare, esiste un potenziale danno dovuto al biossido di titanio. Se viene utilizzato in modo eccessivo, i prodotti possono acquisire una tonalità indesiderabile, che allontanerà solo i consumatori.

Il biossido di titanio ha un livello di tossicità abbastanza basso.

Può diventare tossico se interagisce con altri componenti in qualsiasi prodotto. L'uso di prodotti ad alto contenuto di tossine può portare ad avvelenamento o addirittura alla morte. Pertanto, è molto importante sapere quali elementi non devono essere utilizzati con l'ossido di titanio.

Proprietà del biossido di titanio

Il biossido di titanio ha un gran numero di proprietà caratteristiche. Determinano la possibilità del suo utilizzo in diversi settori. Il biossido di titanio ha le seguenti proprietà:

• ottimo grado di candeggio di vari tipi di materiali,
• interagisce bene con le sostanze destinate a formare un film,
• resistenza ad alti livelli di umidità e condizioni ambientali,
• basso livello di tossicità,
• alto livello di resistenza chimica.

Ottenere biossido di titanio

Ogni anno nel mondo vengono prodotte più di cinque milioni di tonnellate di biossido di titanio. Di recente, la Cina ha notevolmente aumentato la sua produzione. I leader mondiali nella produzione di questa sostanza sono USA, Finlandia, Germania. Sono questi stati che hanno grandi opportunità per ottenere questo componente. Lo esportano in diversi paesi del mondo.

Il biossido di titanio può essere ottenuto con due metodi principali:

1. Produzione di biossido di titanio da concentrato di ilmenite.

Negli stabilimenti di produzione, il processo di produzione dell'ossido di titanio è quindi suddiviso in tre fasi. Nella prima, i concentrati di ilmenite vengono lavorati utilizzando acido solforico. Di conseguenza, si formano due componenti, solfato ferroso e solfato di titanio. Quindi effettua un aumento del livello di ossidazione del ferro. La separazione dei solfati e dei fanghi avviene in appositi filtri. Nella seconda fase viene eseguita l'idrolisi dei sali di solfato di titanio. L'idrolisi viene effettuata utilizzando nuclei di soluzioni di solfato. Di conseguenza, si formano idrati di ossido di titanio. Nella terza fase, vengono riscaldati a una certa temperatura.

2. Produzione di biossido di titanio da tetracloruro di titanio.

In questo tipo di ottenimento di una sostanza, ci sono tre metodi, che vengono presentati:

• idrolisi di soluzioni acquose di tetracloruro di titanio,
• idrolisi in fase vapore del tetracloruro di titanio,
• trattamento termico del tetracloruro di titanio.

Tavolo. Produttori di biossido di titanio.

Nel mondo moderno, l'ossido di titanio viene utilizzato attivamente in vari settori.

Il biossido di titanio ha le seguenti applicazioni:

• Produzione di pitture e vernici. Nella maggior parte dei casi, il bianco di titanio viene prodotto sulla base di questo componente.
• impiego nella produzione di materie plastiche.
• produzione di carta laminata,
• Produzione di prodotti cosmetici decorativi.

L'ossido di titanio è anche ampiamente utilizzato nell'industria alimentare. I produttori lo aggiungono ai loro prodotti come uno degli ingredienti nei coloranti di tipo alimentare. Praticamente non si sente nei prodotti alimentari. I produttori lo aggiungono in quantità minime per garantire che i loro prodotti siano conservati meglio e abbiano un aspetto attraente.

Proprietà cosmetiche del biossido di titanio, le principali caratteristiche della sostanza, i benefici e i potenziali danni derivanti dall'uso di cosmetici con biossido di titanio.

Il contenuto dell'articolo:

Il biossido di titanio è un ingrediente ampiamente utilizzato nei cosmetici, negli alimenti e in molti altri prodotti in vari settori. Non ha un ampio spettro di attività, ma è abbastanza utile in una serie di tecnologie di produzione. Il costo e la domanda dipendono dal grado di purificazione. Inoltre, questo parametro determina il grado di sicurezza. Consideriamo più in dettaglio le principali proprietà utili di questa sostanza e i possibili pericoli associati al suo utilizzo.

Cos'è il biossido di titanio

Ecco una breve descrizione di questa sostanza:

• Come è segnato su etichette, sinonimi... Biossido di titanio, Biossido di titanio, Bianco di titanio, Anidrite di titanio, Ossido di titanio, Ossido di titanio, CI 77891, Ossido di titanio, Anidride di acido titanico, Pigmento bianco 6, Biossido di titanio micronizzato.
• Proprietà di base... Ha un'elevata capacità sbiancante, si combina facilmente con filmogeni, è stabile, ha un ottimo potere coprente.
• Ricezione... Può essere di origine naturale: è rutilo, un minerale, la cui concentrazione di biossido di titanio è di circa il 60%. Prima dell'uso in qualsiasi produzione, deve essere accuratamente pulito dalle impurità.
• Ambito del biossido di titanio... Produzione di pitture e vernici, per la produzione di gomma e plastica, carta laminata, vetro (ottico e resistente al calore), per la creazione di materiali refrattari, pietre preziose artificiali, dielettrici ceramici, come fotocatalizzatore nelle nanotecnologie, nell'industria alimentare, nei prodotti farmaceutici e per la fabbricazione di cosmetici.
• Livello di pericolo... Secondo la classificazione delle sostanze pericolose, il biossido ha una classe di pericolo IV, cioè è a basso rischio. Non è tossico. È caratterizzato da inerzia. Non rappresenta un pericolo per la pelle.
• Concentrazione consentita... La sostanza descritta è sicura se la concentrazione nell'aria non supera i 10 mg / m3.

Proprietà cosmetiche del biossido di titanio

Non è un principio attivo a causa della sua inerzia. Non è in grado di modificare le caratteristiche della pelle. Non possiede proprietà idratanti, stimolanti, antiossidanti. non penetra nella pelle. Tuttavia, c'è ancora un vantaggio dalla sua presenza. Cosa - considereremo più in dettaglio.

Da un punto di vista pratico, il Biossido di Titanio viene utilizzato nella produzione di prodotti studiati per dare un tono particolare alla pelle e per proteggerla dai raggi ultravioletti. In questo contesto, possiede diverse proprietà cosmetiche benefiche:

1. Agisce come colorante... Il biossido di titanio è usato principalmente come colorante. Sbianca perfettamente qualsiasi componente. Le proprietà sbiancanti di CI 77891 sono attivamente utilizzate nella produzione di prodotti tonificanti: creme tonali, polvere, ombretti, fard. consentono di impostare la tonalità desiderata miscelando in proporzioni diverse con altri coloranti.
2. ... I cristalli di biossido di titanio sono in grado di proteggere la pelle dagli effetti dannosi delle radiazioni ultraviolette. Questa capacità consente a questa sostanza di essere classificata come filtro SPF.
3. È una sostanza ausiliaria... Viene utilizzato come addensante per miscele, riempitivo e conferisce al prodotto la viscosità desiderata. Il biossido di titanio è stato anche accreditato per trattenere l'umidità e mascherare alcune imperfezioni della pelle.

Se puoi essere sicuro della sicurezza dell'utilizzo di prodotti contenenti biossido di titanio, continua a leggere.

Il biossido di titanio nei cosmetici: danno o beneficio?

Considera diverse opzioni controverse e controverse:

• Usalo come colorante... Sì, il biossido di titanio migliora significativamente le caratteristiche del consumatore dei prodotti: sbianca la miscela, conferendole un colore bianco nobile. Tuttavia, in questo contesto, possiamo parlare di creare un aspetto attraente del prodotto, perché il colore bianco è sempre associato alla pulizia, alla sicurezza. Pertanto, questo caso d'uso è importante dal punto di vista del marketing per il produttore, ma non è in alcun modo associato alla praticità e all'utilità per il consumatore. Un'altra cosa è l'uso nei cosmetici decorativi per dare una tonalità speciale. Tuttavia, anche qui ci sono restrizioni sul contenuto, ad esempio fino al 10% in fondotinta, fino al 15% in polvere.
• Uso antitraspirante... Gli antitraspiranti aerosol contenenti biossido di titanio sono potenzialmente pericolosi per l'uomo. Ciò è dovuto al fatto che nella produzione viene utilizzata una sostanza altamente frantumata e, quando viene spruzzato l'aerosol, le particelle entrano involontariamente nei polmoni attraverso il tratto respiratorio. Da dove possono essere trasportati dal flusso sanguigno a tutti gli organi del corpo. Si ritiene che il biossido di titanio venga facilmente escreto dal corpo invariato. Ma ricerche recenti mostrano che le nanoparticelle di ossido di titanio, che sono sempre più utilizzate dai produttori di vari gruppi di prodotti, penetrano nelle cellule e hanno un effetto meccanico sul DNA. Questi dati sono apparsi dopo esperimenti sui ratti. Non ci sono ancora dati affidabili sull'esposizione umana.
• Applicazione come filtro SPF... I primi filtri solari al biossido di titanio hanno lasciato un segno bianco sulla pelle dopo l'applicazione. I produttori hanno risolto questo problema come segue: hanno iniziato a utilizzare nanoparticelle di questa sostanza. In effetti, la crema è diventata più trasparente, quindi ha smesso di lasciare segni sulla pelle. Ma questo ha portato al fatto che la capacità di filtraggio dell'agente è cambiata. Quando viene macinato in nanoparticelle alla stessa gravità specifica, l'ossido di titanio acquisisce un'ampia superficie e può diventare un fotocatalizzatore che aumenterà gli effetti dannosi delle radiazioni ultraviolette.
• Utilizzo in prodotti per uso esterno... Separatamente, va detto che il biossido di titanio ha la capacità di ostruire i pori e portare all'acne. Per evitare ciò, vale la pena prestare particolare attenzione alla pulizia accurata della pelle dopo aver utilizzato cosmetici contenenti questo componente.

Pertanto, l'uso del biossido di titanio può essere pericoloso nel contesto di reazioni fisico-chimiche, a condizione che venga utilizzato nelle dimensioni delle nanoparticelle. I consumatori dovrebbero studiare attentamente la composizione per ridurre al minimo i rischi di sviluppare reazioni negative.

Qual è il danno del biossido di titanio nei cosmetici

Sulla base dei risultati della ricerca ottenuti, si può concludere che non tutti i prodotti cosmetici contenenti biossido di titanio possono essere sicuri. Non sarà possibile abbandonare completamente tali prodotti in breve tempo, perché l'uso di questo ingrediente è diventato parte della tecnologia di produzione. In attesa dei nuovi risultati della ricerca, vale la pena ricordare le precauzioni per alcune categorie di persone: persone con pelle sensibile e bambini.

Il danno del biossido di titanio per i proprietari di pelli problematiche

Nonostante la sua neutralità chimica nei confronti del derma e di eventuali componenti di cosmetici e detergenti, il biossido di titanio può creare sulla pelle un film appiccicoso, che non solo trattiene l'umidità, ma può anche causare acne e irritazioni, soprattutto su pelli grasse soggette a tali difetti.

Nel caso della pelle normale, non c'è un aumento della secrezione di sebo, sudore, quindi queste impurità non causeranno problemi.

In ogni caso, è necessario scegliere struccanti di alta qualità. Il biossido di titanio residuo può accumularsi nei pori della pelle e provocare nuove irritazioni.

Il biossido di titanio è dannoso nei cosmetici per bambini?

Le coordinate per la comunicazione con il produttore sono indicate sull'etichetta di ogni prodotto. Prima di acquistare, è meglio assicurarsi che le nanoparticelle non vengano utilizzate in un particolare prodotto, perché comportano il pericolo maggiore. L'ingresso di microparticelle di questa sostanza nel corpo è irto di un cambiamento nel DNA, un deterioramento dell'immunità e lo sviluppo imprevedibile di malattie croniche. Nel caso del corpo fragile di un bambino, il pericolo aumenta più volte.

È interessante notare che in teoria il rischio di penetrazione delle nanoparticelle dai cosmetici nel corpo è piuttosto ridotto. Pertanto, non è richiesto un rifiuto completo dell'uso di tali prodotti. In questo caso, i genitori devono insegnare ai bambini come utilizzarlo correttamente e non permetterne l'uso per altri scopi.

Se è necessario utilizzare la protezione solare, è meglio sceglierne una che lasci un segno bianco: ciò indica che il biossido di titanio viene utilizzato sotto forma di polvere a grana grossa e sarà più sicuro.

Cos'è il biossido di titanio nei cosmetici - guarda il video:

Diossido di titanio Il TiO2 è polimorfico, cristallizza in due sistemi cristallini: brookite - in rombico, rutilo e anatasio - in tetragonale, ma questi ultimi differiscono per la struttura del reticolo cristallino. In entrambi i casi, ogni atomo di titanio si trova al centro dell'ottaedro ed è circondato da 6 atomi di ossigeno. La disposizione spaziale degli ottaedri è diversa: in anatasio ci sono 4 spigoli comuni per ogni ottaedro, nel rutilo ce ne sono solo 2. La cellula unitaria dell'anatasi è composta da quattro molecole e il rutilo solo da due:

A causa dell'imballaggio più denso di ioni nei cristalli, il rutilo supera l'anatasio in stabilità, densità, durezza, indice di rifrazione, costante dielettrica e ha un'attività fotochimica ridotta. Ad una temperatura di 915 0C - 950 0C, l'anatasio si trasforma in rutilo, ma il rutilo risultante è caratterizzato da elevata abrasività e bassa dispersione. Nel 1949 si trovò la possibilità di controllare la cristallizzazione introducendo additivi e nuclei rutilanti. Gli ioni Zn2 +, Mg2 +, Al3 +, Sn2 + sono stabilizzanti del rutilo, ioni SO42-, PO43 - - anatasio. In presenza anche di piccole quantità di composti del fosforo, il passaggio dell'anatasio al rutilo diventa impossibile. Gli embrioni rutilanti si ottengono trattando il biossido di titanio idratato dopo il quinto stadio di lavaggio con una soluzione di idrossido di sodio. In questo caso si forma sodio tetratitanato Na2Ti4O3, che viene trattato con acido cloridrico, e si peptizza il prodotto dell'idrolisi, preventivamente liberato dagli ioni SO42-. Tali embrioni vengono introdotti prima della calcinazione.

Il rutilo, calcinato ad una temperatura di circa 1000°C e contenente impurità di Fe, Cr, Ni, Mn, presenta la proprietà della fototropia. Quando è illuminato, diventa marrone, al buio si illumina di nuovo. Ciò è dovuto all'ossidazione delle impurità metalliche in ossidi superiori a causa del rilascio di ossigeno sotto illuminazione con TiO2 con un reticolo deformato.

Nella sua forma pura, il biossido di titanio, soprattutto in forma anatasio, ha un'elevata attività fotochimica, che provoca la distruzione della pellicola pittorica ("sfarinamento") e lo sbiadimento dei pigmenti organici. La modifica della superficie delle particelle di biossido di titanio con idrossidi di Al, Si, Zn riduce drasticamente l'attività fotochimica.

Il biossido di titanio è chimicamente inerte, insolubile in acidi e alcali deboli e solventi organici. Non velenoso, il limite massimo di concentrazione nell'aria delle aree di lavoro è di 10 mg / m3. Può essere utilizzato con tutti i tipi di filmogeno e solventi. Adatto per vernici a base d'acqua, idrodispersibili e in polvere. Il biossido di titanio pigmentato è anche ampiamente utilizzato per colorare gomma, plastica, linoleum, carta e fibre chimiche. Oltre al pigmento biossido di titanio contenente l'82-95% in peso di TiO2, il biossido di titanio viene prodotto per leghe dure, vetri e ceramiche con un contenuto di TiO2 più elevato.

Materie prime per la produzione di biossido di titanio. Per la trasformazione in pigmento di biossido di titanio, vengono utilizzati minerali: rutilo naturale, contenente il 92-95% (mass.) di TiO2 e un'impurità di Fe2O3, che gli conferiscono un colore rosso (rosso rutilo); ilmenite FeO * TiO2 o - arkansite Fe2O3 * 3TiO2; titanomagnetiti,
costituito da grani di ilmenite e magnetite e contenente l'8-12% (in peso) di TiO2.

I minerali puri contenenti titanio sono rari. Per liberarsi dalle impurità di altri minerali e rifiuti rocciosi, i minerali frantumati vengono sottoposti a magneti e altri tipi di arricchimento e si ottengono concentrati con una composizione approssimativa,% (in peso):

Tecnologia per la produzione di pigmento biossido di titanio. La lavorazione dei concentrati e delle scorie di titanio in pigmento di biossido di titanio mira non solo a rimuovere le impurità, ma anche a conferire al TiO2 la forma cristallina richiesta, la dispersione, le proprietà di adsorbimento e la soppressione dell'attività fotochimica. Per ottenere il biossido di titanio si utilizzano due metodi: acido solforico, per concentrati contenenti più del 40% di TiO2, e cloruro, che è economicamente vantaggioso solo per la lavorazione di concentrati contenenti almeno l'80% di TiO2 (poiché i rifiuti di FeCl3 risultanti non vengono utilizzati).

Metodo dell'acido solforico. Si tratta di un processo delicato e complesso, costituito da tre fasi principali e da una serie di operazioni ausiliarie (vedi diagramma 2.1).

1. La prima fase è decomposizione finemente macinato
contenente titanio
concentrato 85-92% di acido solforico a 180-220 0C e agitazione continua della massa di reazione con aria compressa per ottenere una soluzione trasparente di solfato di titanile TiOSO4. In questo caso si verificano le seguenti reazioni di decomposizione esotermica:

così come reazioni simili con ossidi di Mn, Ca, Al e altre impurità. Tutte le reazioni procedono violentemente dopo il preriscaldamento con il rilascio di una grande quantità di vapore acqueo, H2SO4, SO3 e SO2, che vengono catturati in uno scrubber irrorato con acqua. La reazione di decomposizione viene condotta in modo discontinuo.

Numerosi tentativi di utilizzare reattori continui ad agitazione meccanica non si giustificavano sia tecnicamente che economicamente, in quanto vi era una grande usura corrosiva ed erosiva delle apparecchiature.

Le soluzioni acide di solfati di titanio, ferro e altri elementi presenti nella materia prima hanno una complessa composizione colloidale-chimica, che varia a seconda del contenuto di acido, della temperatura e del tempo di mantenimento.

Quando si esegue la reazione di decomposizione, il reattore viene continuamente soffiato con aria compressa, che mescola la sospensione e quindi, durante la cristallizzazione dei sali e la solidificazione del fuso, la rende porosa. Dopo il completamento della reazione di decomposizione e il raffreddamento della massa fusa, la resa in titanio è del 96-98%. L'acqua viene immessa nel reattore (basato sull'ottenimento di una soluzione con un contenuto di TiO2 di circa 120 g/l) e tutti i sali idrosolubili vanno in soluzione.

Per la successiva rimozione del solfato di ferro (II) dalla soluzione di solfato di titanile, gli ioni Fe3 + vengono ridotti a Fe +, per i quali vengono aggiunti trucioli di ghisa al reattore. In un ambiente acido avviene la reazione di riduzione di Fe3 + -> - Fe2 + con l'evoluzione dell'idrogeno. Allo stesso tempo, una piccola quantità (3-5 g / l) di Ti4 + viene ridotta a Ti3 +. I composti Ti3+ sono forti agenti riducenti, escludono la possibilità di riossidazione per aria di Fe2+ e quindi impediscono l'adsorbimento di ioni Fe3+ sul biossido di titanio, che gli conferisce un colore giallo.

Le soluzioni acide di solfato di titanile, solfati di ferro, alluminio, manganese vengono difese o filtrate dai fanghi costituiti da residui di minerale non decomposto, biossido di silicio, solfato di calcio insolubile, e quindi chiarificate, separando le particelle colloidali per coagulazione mediante flocculanti - tensioattivi ad alto peso molecolare . Dopo la cristallizzazione sotto vuoto, il solfato ferroso FeSO4 * 7H2O viene separato dalla soluzione mediante centrifugazione o filtrazione. Il solfato ferroso è un sottoprodotto della produzione.

2. La fase più importante che determina le proprietà del pigmento del biossido di titanio è quella termica idrolisi del solfato di titanile, procedendo secondo la reazione:

Questa equazione non rivela il complesso corso della reazione di idrolisi e la composizione completa delle sostanze risultanti. Gli ioni di titanio in una soluzione acquosa formano complessi idrosso I, II, in cui gli atomi di titanio sono collegati attraverso ponti di olivina. L'idrolisi termica porta alla transizione dei ponti ol in legami oxo:

In termini di composizione lorda, tale prodotto di idrolisi corrisponde all'incirca a TiO (OH) 2 e viene chiamato metatitanicoacido
(MTK). Infatti alcuni dei principali gruppi del poliione sono sostituiti da gruppi solfo, che sono parzialmente trattenuti sotto forma di terminali e nel prodotto di idrolisi, che ha una struttura polimerica e prende il nome di biossido di titanio idratato (HDT): TiO2 * 0,71H2O * 0,07SO3.

Per accelerare l'idrolisi e aumentare la resa e, soprattutto, ottenere particelle HDT di una certa dimensione, appositamente preparate embrioni. Per ottenere gli embrioni, lo 0,3-0,5% (in peso), a base di TiO2, di una soluzione acida di preidrolisi viene portato in un reattore separato, dove, sotto continua agitazione, viene neutralizzato con una soluzione di NaOH a pH = 3. Questo precipita un precipitato colloidale di idrossido di titanio idrosol, dopo 1-2 ore di esposizione a 60-80°C, si trasforma in nuclei microcristallini di composizione variabile. Le condizioni per la preparazione degli embrioni hanno un effetto decisivo sul processo di idrolisi e sulla qualità del pigmento.

Poiché in soluzioni con una concentrazione di TiO2 < Si verifica una coagulazione precoce di 200 g / l dei prodotti di idrolisi, che impedisce la crescita cristallochimica delle particelle, le soluzioni di pre-idrolisi sono preconcentrate a un contenuto di TiO2 di 200-240 g / l. Questo viene effettuato in evaporatori sotto vuoto a 60°C. L'idrolisi viene effettuata in reattori dotati di agitatore e serpentine per il riscaldamento e il raffreddamento. La soluzione di pre-idrolisi preparata viene riscaldata, gli embrioni vengono introdotti, portati a ebollizione (105-1100 °C), diluiti con acqua e fatti bollire fino alla conversione del 96-97% di solfato di titanile in HDT, che viene separato dalla soluzione per filtrazione e lavato con acqua. I solfati in un mezzo acido non si idrolizzano e rimangono nella soluzione di acido solforico.

L'HDT precipitato viene sottoposto a lavaggio 3-6 volte, negli ultimi stadi con acqua demineralizzata. Tuttavia, non è possibile lavare completamente gli ioni Fe3 + fortemente adsorbiti. Per rimuovere i restanti ioni Fe3+, si effettua lo "sbiancamento": gli ioni Fe3+ vengono ridotti con idrogeno a Fe2+, per il quale vengono introdotti polvere metallica di zinco e acido solforico chimicamente puro. Dopo lo sbiancamento si procede al trattamento con sale, aggiungendo fino al 3% (in peso) di ZnO e nuclei di rutilo appositamente preparati per ottenere la forma rutilica di TiO2. Per ottenere la forma anatasica di TiO2, viene introdotto il mineralizzatore K2CO3, che facilita la rimozione dell'acqua durante la calcinazione, e lo 0,5% di acido fosforico, che stabilizza la forma anatasica.

3. La fase successiva è
calcinazione del motore a turbina a gas con ottenere il biossido di titanio:

Quando calcinato, anche SO3 viene rimosso insieme all'acqua [composizione di HDT TiO2 * 0,71H2O * 0,07SO3].

La calcinazione viene effettuata in forni rotativi tubolari ad una temperatura di 850-900 0C, il tempo di permanenza del prodotto nei forni è di circa 8 ore I fumi in uscita dai forni vengono lavati ad umido dalle polveri di SO3, H2SO4 e TiO2 trasportate da gas negli scrubber spruzzati con acqua di ammoniaca. Il biossido di titanio ottenuto viene raffreddato e fresato.

4. Le operazioni finali per ottenere il pigmento biossido di titanio sono macinazione a umido, classificazione delle particelle di dimensioni e trattamento della superficie(vedi diagramma). Il biossido di titanio secco pre-macinato viene rimpolpato in acqua purificata (300-350 g / l TiO2), vengono aggiunti silicato di sodio e alcali e sottoposti a

macinazione a umido continua in sfera o v mulino a perline. L'impasto liquido che esce dal mulino viene inviato per la classificazione delle particelle a idrocicloni o centrifughe. Le particelle separate maggiori di 1 μm vengono restituite per la rimacinazione.

La polpa con particelle inferiori a 1 μm viene sottoposta a trattamento salino con soluzioni di Al (SO4) 3, NaOH, Na2SiO3, ZnSO4 e coagulata. Il precipitato di TiO2 viene filtrato e lavato per rimuovere gli ioni Na + e SO42-. A seconda dell'ulteriore scopo, il biossido di titanio viene trattato con modificanti: tensioattivi o composti organosilicio. Il pigmento risultante biossido di titanio viene essiccato, micronizzato e confezionato. Il biossido di titanio viene trasportato alle imprese che producono pitture e vernici a dispersione acquosa in serbatoi sotto forma di pasta acquosa al 65-70%. L'operazione di essiccazione nel processo di produzione di TiO2 viene così eliminata.

Lo svantaggio del metodo dell'acido solforico è l'elevato consumo di acido solforico - 2,1 tonnellate per 1 tonnellata di biossido di titanio. Tutto l'acido solforico si trasforma in rifiuto: fanghi acidi, solfato ferroso, acido "idrolitico" diluito e contaminato e acque acide molto diluite da flussaggio di solfato ferroso, motori a turbina a gas ed emissioni di gas.

Il vetriolo di ferro, ottenuto in quantità di 3,2-3,6 tonnellate per 1 tonnellata di TiO2, viene utilizzato nella produzione di pigmenti a base di ossido di ferro giallo e rosso e come coagulante nella depurazione dell'acqua del rubinetto. Il vetriolo in eccesso viene calcinato con calce e si ottengono "pellet", materie prime per la fusione del ferro d'altoforno. I gas evoluti SO2 e SO3 vengono riconvertiti in acido solforico.

È molto difficile concentrare l'acido idrolitico diluito al 15-20%, poiché i sali di Al, Mg, Fe e altri in esso presenti formano un fango gelatinoso. L'acido idrolitico viene utilizzato per produrre fertilizzante - superfosfato.

Pertanto, la produzione di biossido di titanio con il metodo dell'acido solforico è un complesso complesso di produzione di acido solforico, superfosfato, pigmenti di ossido di ferro e materie prime metallurgiche, e talvolta la fusione di ghisa, e tuttavia una grande quantità di fanghi e altamente l'acqua di lavaggio acida diluita rimane inutilizzata.

Cloruromodo. La produzione di pigmenti con questo metodo si basa sulla clorurazione di bricchette da materie prime altamente concentrate contenenti titanio con un agente riducente del coke in un reattore continuo a 800 °C:

Allo stesso tempo vengono clorurate le impurità di Fe (II e III), Al, Si. Il tetracloruro di titanio TiCI4 è un liquido con un punto di ebollizione di 1350°C e un punto di congelamento di -230°C. Il tricloruro di ferro è un solido con un punto di fusione di 282°C e un punto di ebollizione di 3150°C. Anche il dicloruro di ferro FeCl2 è un solido; sublima a 672°C. La grande differenza nei punti di ebollizione del titanio e dei cloruri di ferro consente una doppia rettifica per separare i prodotti di clorurazione per ottenere TiCl4 di elevata purezza e SiCl4, FeCl3 di scarto. Pertanto, per il metodo del cloruro, sono accettabili solo materie prime con un contenuto molto elevato. TiO2 (non meno dell'85%). Nell'aria, TiCl4 fuma fortemente, essendo idrolizzato a Ti (OH) 4, quindi, tutte le apparecchiature devono essere sigillate e resistenti al cloro.

TiCl4 puro viene trasformato in TiO2 con uno dei due metodi seguenti.

1. Ossidazione
TiCl 4 aria, (diluita con azoto per abbassare la temperatura):

La reazione viene condotta in un apposito bruciatore. Il cloro diluito con azoto viene recuperato e riportato al processo di clorazione. Un metodo progressivo è la combustione di TiCl4 in un plasmatron, dove l'ossigeno dell'aria viene pre-ionizzato riscaldandosi fino a 2000 °C utilizzando un arco di volt iniziale e un riscaldamento elettrico ad alta frequenza costante. Le particelle risultanti TiO2 sono sottoposti a forte raffreddamento - "indurimento" per evitarne la crescita, l'aggregazione e la sinterizzazione.

2. Idrolisi surriscaldato a vapore acqueo 4000°C secondo la reazione:

L'anatasio formatosi in questo processo si trasforma rapidamente in rutilo. L'idrolisi in fase vapore è poco utilizzata, poiché è necessario recuperare il cloro dall'HCl, che è costoso.

Il biossido di titanio altamente disperso ottenuto con entrambi i metodi viene separato dai gas di reazione in precipitatori elettrostatici. Per rimuovere il Cl2 o l'HCl adsorbito, la declorazione viene effettuata soffiando con vapore surriscaldato. Tutte le attrezzature per la produzione di cloruro TiO2 fatto di puro. titanio metallico, quindi il prodotto non è contaminato e ha un elevato punto di bianco e una buona capacità sbiancante. Durante il processo di ossidazione, nella zona di reazione possono essere introdotti modificanti come alluminio e silicio.

Il processo di produzione del cloruro di TiCl4 è caratterizzato dall'uso di apparecchiature particolarmente compatte e da un'elevata coltura di produzione. Ciò è necessario per evitare la contaminazione dell'ambiente con cloro e altri rifiuti (FeCl2 e FeCl3).

Nella pratica mondiale, il metodo del cloruro produce meno del 30% TiO2 tuttavia, questo metodo è promettente, poiché è anche associato alla produzione di titanio metallico puro da TiCl4.

La produzione di qualsiasi prodotto alimentare ai nostri tempi non è completa senza additivi speciali. Infatti, con l'aiuto di questi composti chimici, si prolunga la durata di conservazione del prodotto, ne migliorano il colore, la consistenza e l'odore. Cos'è il biossido di titanio? Recentemente, quanto sopra si trova spesso in molti prodotti ittici, carne e da forno, dolci e cioccolato bianco.

Breve descrizione del biossido di titanio

E171 è un additivo che è una specie di cristalli incolori che ingialliscono quando riscaldati.

Questo composto chimico è ottenuto con il metodo del solfato (dal concentrato di ilmenite) o del cloruro (dal tetracloruro di titanio).

Caratteristica E171:

• non tossico;
• non si dissolve in acqua;
• ha resistenza chimica;
• alta capacità sbiancante;
• resistenza agli agenti atmosferici e all'umidità.

Il colorante biossido di titanio non altera il gusto del prodotto. Il suo compito principale è dargli un aspetto bianco come la neve.

Applicazioni di biossido di titanio

Questo è attivamente utilizzato in settori quali:

• produzione di pitture e vernici, plastica e carta;
• industria alimentare.

Il biossido di titanio è utilizzato anche nei cosmetici. Si aggiunge a saponi, creme, aerosol, rossetti, polveri varie e ombretti.

L'E171 nell'industria alimentare viene utilizzato per la produzione di colazioni veloci, prodotti in polvere, latte in polvere, bastoncini di granchio, maionese, chewing gum, cioccolato bianco, dolci.

Anche E171 viene utilizzato per lo sbiancamento delle farine. La quantità richiesta di colorante viene aggiunta insieme alla farina alla massa e l'impasto viene accuratamente miscelato per massimizzare la distribuzione della sostanza. Il dosaggio è: da 100 a 200 grammi per 100 kg di farina.

Il biossido di titanio è utilizzato anche nell'industria della lavorazione della carne. Dopotutto, il composto chimico di cui sopra ha un'eccellente disperdibilità. Inoltre, E171 sbianca patè, pancetta e altre prelibatezze.

Inoltre, l'additivo di cui sopra viene utilizzato nella produzione di conserve vegetali per alleggerire il rafano squallido.

Biossido di titanio: dannoso

Gli studi condotti dagli scienziati sull'effetto negativo degli additivi alimentari di cui sopra confermano: l'E171 non si dissolve nel succo dello stomaco e non viene assorbito dal corpo attraverso la parete intestinale. Pertanto, secondo il parere dei rappresentanti della medicina ufficiale, il biossido di titanio non ha un effetto negativo sulla salute umana. Sulla base di questi dati, è consentito utilizzare l'additivo alimentare di cui sopra nella produzione alimentare (SanPin 2.3.2.1293-03).

Tuttavia, ci sono speculazioni sui potenziali rischi che il biossido di titanio può rappresentare. Gli scienziati hanno studiato il suo danno come segue: sono stati effettuati test su topi che hanno inalato questa polvere. Risultati del test: il biossido di titanio è cancerogeno per l'uomo e può causare lo sviluppo dell'oncologia.

Alcuni scienziati sostengono che il supplemento E171 sia in grado di distruggere il corpo umano a livello cellulare. Questa informazione è confermata solo da esperimenti su roditori.

Nonostante l'affermazione dei rappresentanti della medicina ufficiale che il biossido di titanio è innocuo, continuano ancora gli esperimenti su di esso. Gli esperti non raccomandano di superare la dose di cibo (1% al giorno) per le persone con un'immunità indebolita.

Il biossido di titanio nei cosmetici

L'additivo di cui sopra viene utilizzato nella produzione di prodotti per la cura della pelle. Il fatto è che il biossido di titanio ha la seguente proprietà: riduce gli effetti negativi dei raggi solari sulla pelle umana. Cioè, E171 è un filtro ultravioletto.

La neutralità chimica è un'altra proprietà altrettanto importante di questo composto chimico. Ciò significa che il biossido di titanio non reagisce con la pelle e non provoca allergie.

Per la produzione di cosmetici si utilizza esclusivamente E171 altamente purificato, di struttura fine.

Il biossido di titanio è un additivo che viene utilizzato attivamente sia nell'industria alimentare che nella produzione di cosmetici e altri prodotti. Il rispetto del dosaggio di E171 non nuoce alla salute. Quantità eccessive del suddetto composto chimico possono provocare seri problemi nel corpo umano.