Titano dioksido panaudojimas farmakologijoje. Titano dioksido panaudojimo sritys Titano dioksidas, kuriame žinomi produktai

Titano dioksidas (E171) yra gerų balinamųjų savybių turintis maisto priedas, todėl plačiai naudojamas daugelyje sričių (gamyboje, kosmetologijoje, maisto pramonėje). Galite rasti ir kitų E171 pavadinimų: titano dioksidas, titano dioksidas, titano dioksidas ir titano oksidas.

Priedo aprašymas

E171 cheminė sudėtis: titano dioksidas (atsakingas už balinimą) ir titano baltas. Kaitinant medžiaga pasidaro šviesiai geltona. Tai inertiška medžiaga, kuri netirpsta ir,.

Titano dioksidas natūraliai randamas tam tikruose mineraluose, tokiuose kaip brookitas, rutilas ir anatazė. Dažai yra balti milteliai, neturintys išskirtinio skonio ir aromato. Pasižymi ilgalaikiu atsparumu saulės spinduliams, rūgštinei aplinkai, šarmams ir temperatūros svyravimams.

Frakciniai balti kristalai naudojami pramonėje. Jie gaunami dviem dažniausiai pasitaikančiais būdais. Pirmasis yra sulfatas iš sumaišyto koncentrato, antrasis yra chloridas iš titano tetrachlorido.

Pagrindinės titano dioksido savybės: visiškai netoksiškas, turi cheminį atsparumą, nekeičia kvapo (kaitinant keičiasi tik atspalvis), yra labai atsparus drėgmei, pilnai dera su absoliučiai bet kokiais plėveliniais gaminiais, pasižymi dideliu balinimu ir dažymu gebėjimas tuo pačiu metu.

Titano oksidas kosmetologijoje

E171 naudojamas gaminant įvairius kremus vienodam ir kokybiškam įdegiui, tepaluose nuo alerginių reakcijų. Ji pripažinta viena geriausių medžiagų, apsaugančių odą nuo ultravioletinių spindulių, sukeliančių odos melanomą.

Titano dioksido galima rasti kosmetikos ir grožio gaminiuose, tokiuose kaip pudra, lūpų dažai, akių šešėliai, antiperspirantai, muilai ir dantų pasta. Natūralios kosmetikos mėgėjai patys ruošia muilą ir parenka reikiamus bei kokybiškus komponentus. Muile E171 yra privalomas komponentas, kuris ne tik suteikia norimą atspalvį, bet ir saugo jį nuo saulės spindulių. Priedo pagalba gaunama kokybiška kosmetinė medžiaga, įskaitant titano žėrutį (turtingas perlamutras).

Titano dioksidas maisto gamyboje

Titano dioksidas buvo pradėtas naudoti ir plačiai naudojamas maisto pramonėje 1994 m., pirmiausia kaip natūralus dažiklis, kurio dėka gaunamas neįtikėtinas balinimo efektas. E171 laikomas saugiu maiste, tačiau vyksta tyrimai ir bandymai, siekiant nustatyti papildo poveikį žmogaus organizmui.

Dažiklis yra nepakeičiamas komponentas gaminant sausus mišinius, pieno produktus ir greitus pusryčius. Jis naudojamas kaip natūralus baliklis masinei gumos gamybai. Titano dioksido pagalba balinamos krabų lazdelės (baltos jų dalys) ir kitos jūros gėrybės.

Maisto pramonei reikia E171, nes dažiklis titano dioksidas yra pagrindinis sausainių, bandelių, saldainių ir kitų gaminių ingredientas. Žmogui šio maisto priedo paros norma neturėtų būti didesnė nei 1 proc.

Titano dioksidas medicinoje

Farmacijos pramonė taip pat neatsiliko nuošalyje, nes E171 yra vienas iš daugelio vaistų komponentų. Jis skirtas:

• suteikti tabletėms ar kapsulėms balkšvos spalvos;
• padaryti juos reprezentatyvesnius;
• prailginti vaisto galiojimo laiką.

Baltasis titano dioksidas plačiai naudojamas medicinos pramonėje tablečių ir vitaminų kompleksų gamyboje. Miltelių įdėjimas į kremų, žvakučių, pastų ir kitų farmakologinių vaistų pagrindus tapo įprastas dalykas.

Titano dioksidas kitose srityse

Titano oksido taip pat galima rasti gaminant dažus ir lakus (pavyzdžiui, laminuotą popierių ir plastiką). Medžiaga pasižymi ugniai atspariomis savybėmis, todėl yra būtina optiniams stiklams gaminti. Taip pat žinoma, kad jis naudojamas baltiems dažams suvirinimo elektrodams padengti. Dėl šio priedo padidėja topografinio rašalo atsparumas blukimui ir senėjimui, pagerėja popieriaus masės struktūrinės charakteristikos kartono pramonėje.

Titano dioksidas mikrodalelių pavidalu naudojamas nanotechnologijų srityje, tačiau tai vis dar yra nauja E171 taikymo kryptis. Todėl pasaulinis mikrodalelių suvartojimas yra maždaug du tūkstančiai tonų per metus. Titano dioksido paklausa paaiškinama tuo, kad per pastaruosius kelerius metus išaugo vartojimo prekių gamyba ir kiti valstybių ūkio sektoriai. Išsivysčiusiose šalyse priedo suvartojimas turėtų būti 2 kg vienam asmeniui, tačiau tai pasiekti gana sunku, pavyzdžiui, Rusijoje šis skaičius yra tik 300 gramų. Pardavimo ir vartojimo rinkų pajėgumai sparčiai didėja, o tai rodo, kad šis maisto priedas turi geras perspektyvas pasaulinėje rinkoje.

Didelės apimties keramikos, stiklo ir gumos gamybai titano dioksidas naudojamas kaip cheminių reakcijų katalizatorius, todėl gatavas produktas gali būti naudojamas aukštesnėje temperatūroje. Titano dioksidas teigiamai veikia medieną, saugo ją nuo saulės spindulių spinduliuotės.

Kaip E171 veikia sveikatą?

Maisto priedo poveikis žmogaus organizmui buvo tiriamas iki šiol. Leidžiama daugelyje šalių: Rusijos Federacijoje, Baltarusijoje, Europos Sąjungoje, Amerikoje, Kanadoje ir kt. Šis dažiklis yra įtrauktas į Codex Alimentarius (tarptautinių maisto standartų rinkinį) kaip vertingas maisto priedas.

Remiantis daugelio tyrimų rezultatais, buvo nustatyta, kad medžiaga žmonėms nekenkia, bet ar tai tiesa? Priedas organizmo neįsisavinamas ir nesikaupia, po kelių valandų iš jo pasišalina. Buvo atlikti bandymai, kurie rodo, kad titano dioksidas, vartojamas, gali sunaikinti kūno ląsteles. Tačiau kol kas šios nuomonės mokslininkai nepatvirtino.

Šio maisto papildo nerekomenduojama vartoti žmonėms, turintiems silpną imuninę sistemą, sergantiems inkstų ir kepenų ligomis. Baltų miltelių įkvėpimas padidina vėžio tikimybę. Tai patvirtina eksperimentai, atlikti su žiurkėmis. Dažų buvo dedama į graužikų maistą, po penkių dienų patikrinta žiurkių sveikata ir bendra būklė. Per šias 5 dienas deformavosi graužikų chromosomos, sutriko DNR grandinė. Žiurkių metabolizmas vyksta kelis kartus greičiau nei žmonių, todėl tiriant žmogaus organizmą suvartojus E171, rezultatai gali labai skirtis.

Buvo manoma, kad E171 yra nekenksminga medžiaga, kuri nesukelia cheminių reakcijų gyvuose organizmuose, tačiau taip nėra. Priedas turi stiprų mechaninį poveikį gyvoms ląstelėms ir gali visiškai sunaikinti jų natūralią struktūrą. Didelė tikimybė, kad titano dioksido dulkės turi kancerogeninių savybių ir gali neigiamai paveikti žmogaus savijautą.

Nepaisant ilgalaikių tyrimų ir eksperimentų, dažiklis E171 naudojamas kaip maisto priedas ir yra laikomas saugiu, jei jo dedama į maistą minimaliomis dozėmis.

Titano dioksidas, kad ir kur jis būtų naudojamas, yra būtinas ir natūralus papildas. Tai visų pirma lemia technologinės savybės: neleidžia, visiškai pašalina nepageidaujamą maisto produktų dažymą, yra žinomas kaip dažiklis gaminiams ir mišiniams, suteikia patrauklią išvaizdą gatavai produkcijai. Svarbiausia, kad šis priedas yra gaunamas iš natūralių, aplinkai nekenksmingų šaltinių. Specialistai teigia, kad tik perdozavus gali pasireikšti šalutinis poveikis, todėl priedas leidžiamas daugelyje valstybių, nes jo žalingos pusės nekelia jokios didelės rizikos žmonių sveikatai.

Šiuolaikiniame pasaulyje titano pramonė sparčiai vystosi. Tai yra daugelio medžiagų, naudojamų įvairiose pramonės šakose, atsiradimo šaltinis.

Titano dioksido charakteristikos

Titano dioksidas turi daug pavadinimų. Tai amfoterinis keturiavalentis titano oksidas. Jis vaidina svarbų vaidmenį plėtojant titano pramonę. Tik penki procentai titano rūdos patenka į titano oksido gamybą.

Yra daug titano dioksido modifikacijų. Gamtoje randami titano kristalai, kurie turi rombo ar keturkampio formą.

Titano dioksido formulė pavaizduota taip: TiO2.

Titano dioksidas plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose. Jis žinomas visame pasaulyje kaip maisto priedas, pvz., E-171. Tačiau šis komponentas turi nemažai neigiamų veiksmų, kurie gali reikšti, kad titano dioksidas kenkia žmogaus organizmui. Žinoma, kad šis komponentas turi balinančių savybių. Tai gali būti naudinga gaminant sintetinius ploviklius. Šio maisto priedo žala žmogaus organizmui kelia grėsmę kepenims ir inkstams.

Maisto pramonėje titano dioksidas gali pakenkti. Jei jis naudojamas per daug, gaminiai gali įgyti nepageidaujamą atspalvį, o tai tik atstums vartotojus.

Titano dioksidas turi gana žemą toksiškumo lygį.

Jis gali tapti toksiškas, jei sąveikauja su kitais bet kurio produkto komponentais. Produktų, kuriuose yra daug toksinų, naudojimas gali sukelti apsinuodijimą ar net mirtį. Todėl labai svarbu žinoti, kokių elementų nereikėtų naudoti su titano oksidu.

Titano dioksido savybės

Titano dioksidas turi daug būdingų savybių. Jie nustato jo panaudojimo galimybę įvairiose pramonės šakose. Titano dioksidas turi šias savybes:

• puikus įvairių rūšių medžiagų balinimo laipsnis,
• gerai sąveikauja su medžiagomis, kurios turi sudaryti plėvelę,
• atsparumas aukštai drėgmei ir aplinkos sąlygoms,
• mažas toksiškumo lygis,
• aukštas cheminio atsparumo lygis.

Gauti titano dioksidą

Kasmet pasaulyje pagaminama daugiau nei penki milijonai tonų titano dioksido. Pastaruoju metu Kinija labai padidino savo gamybą. Pasaulyje šios medžiagos gamybos lyderiai yra JAV, Suomija, Vokietija. Būtent šios valstybės turi puikias galimybes gauti šį komponentą. Jie jį eksportuoja į įvairias pasaulio šalis.

Titano dioksidą galima gauti dviem pagrindiniais būdais:

1. Titano dioksido gamyba iš ilmenito koncentrato.

Taigi gamybos įmonėse titano oksido gamybos procesas skirstomas į tris etapus. Pirmuoju atveju ilmenito koncentratai apdorojami naudojant sieros rūgštį. Dėl to susidaro du komponentai – geležies sulfatas ir titano sulfatas. Tada jis padidina geležies oksidacijos lygį. Sulfatų ir dumblo atskyrimas vyksta specialiuose filtruose. Antrame etape atliekama titano sulfato druskų hidrolizė. Hidrolizė atliekama naudojant branduolius iš sulfatų tirpalų. Dėl to susidaro titano oksido hidratai. Trečiajame etape jie pašildomi iki tam tikros temperatūros.

2. Titano dioksido gamyba iš titano tetrachlorido.

Šio tipo medžiagos gavimo būdai pateikiami trimis būdais:

• titano tetrachlorido vandeninių tirpalų hidrolizė,
• titano tetrachlorido hidrolizė garų fazėje,
• titano tetrachlorido terminis apdorojimas.

Lentelė. Titano dioksido gamintojai.

Šiuolaikiniame pasaulyje titano oksidas aktyviai naudojamas įvairiose pramonės šakose.

Titano dioksidas turi šias paskirtis:

• Dažų ir lakų gamyba. Dažniausiai šio komponento pagrindu gaminamas titano baltas.
• naudojimas plastikinių medžiagų gamyboje.
• laminuoto popieriaus gamyba,
• Kosmetikos dekoratyvinių gaminių gamyba.

Titano oksidas taip pat plačiai naudojamas maisto pramonėje. Gamintojai deda jį į savo gaminius kaip vieną iš maistinių dažiklių sudedamųjų dalių. Maisto produktuose tai praktiškai nejaučiama. Gamintojai deda jo minimaliais kiekiais, kad jų produktai būtų geriau laikomi ir atrodytų patraukliai.

Kosmetinės titano dioksido savybės, pagrindinės medžiagos savybės, kosmetikos su titano dioksidu naudojimo nauda ir galima žala.

Straipsnio turinys:

Titano dioksidas yra plačiai naudojamas kosmetikos, maisto ir daugelio kitų produktų ingredientas įvairiose pramonės šakose. Jis neturi plataus veikimo spektro, tačiau yra gana naudingas daugelyje gamybos technologijų. Kaina ir paklausa priklauso nuo valymo laipsnio. Be to, šis parametras lemia saugumo laipsnį. Leiskite mums išsamiau apsvarstyti pagrindines naudingąsias šios medžiagos savybes ir galimus pavojus, susijusius su jos naudojimu.

Kas yra titano dioksidas

Štai trumpas šios medžiagos aprašymas:

• Kaip tai pažymėta etiketėse, sinonimai... Titano dioksidas, titano dioksidas, titano baltasis, titano anhidritas, titano oksidas, titano oksidas, CI 77891, titano oksidas, titano rūgšties anhidridas, pigmentas baltas 6, mikronizuotas titano dioksidas.
• Pagrindinės savybės... Jis pasižymi dideliu balinamumu, lengvai derinamas su plėvelę formuojančiomis medžiagomis, yra stabilus, turi puikią slėpimo galią.
• Priėmimas... Jis gali būti natūralios kilmės – tai rutilas, mineralas, kuriame titano dioksido koncentracija yra apie 60 proc. Prieš naudojant bet kokioje gamyboje, jis turi būti kruopščiai nuvalytas nuo nešvarumų.
• Titano dioksido taikymo sritis... Dažų ir lakų gamyba, gumos ir plastiko, laminuoto popieriaus, stiklo (optinio ir karščiui atsparaus) gamybai, ugniai atsparių medžiagų, dirbtinių brangakmenių, keraminių dielektrikų kūrimui, kaip fotokatalizatorius nanotechnologijose, maisto pramonėje, farmacijoje ir kosmetikos gamyboje.
• Pavojaus lygis... Pagal pavojingų medžiagų klasifikaciją dioksidas turi IV pavojingumo klasę, t.y. yra mažo pavojaus. Jis nėra toksiškas. Jam būdingas inertiškumas. Nekelia pavojaus odai.
• Leidžiama koncentracija... Aprašyta medžiaga yra saugi, jei koncentracija ore neviršija 10 mg/m3.

Kosmetinės titano dioksido savybės

Tai nėra veiklioji medžiaga dėl savo inertiškumo. Jis negali pakeisti odos savybių. Jis neturi drėkinančių, stimuliuojančių, antioksidacinių savybių. jis neprasiskverbia į odą. Tačiau iš jo buvimo vis tiek yra naudos. Ką - mes svarstysime išsamiau.

Praktiniu požiūriu titano dioksidas naudojamas gaminant produktus, skirtus suteikti odai ypatingą atspalvį ir apsaugoti ją nuo ultravioletinių spindulių. Šiame kontekste jis turi keletą naudingų kosmetinių savybių:

1. Veikia kaip dažiklis... Titano dioksidas pirmiausia naudojamas kaip dažiklis. Puikiai balina bet kurį komponentą. CI 77891 balinančios savybės aktyviai naudojamos gaminant tonizuojančias priemones – toninius kremus, pudrą, akių šešėlius, skaistalus. leidžia nustatyti norimą atspalvį maišant skirtingomis proporcijomis su kitais dažais.
2. ... Titano dioksido kristalai gali apsaugoti odą nuo žalingo ultravioletinių spindulių poveikio. Dėl šios savybės ši medžiaga gali būti klasifikuojama kaip SPF filtras.
3. Tai pagalbinė medžiaga... Jis naudojamas kaip mišinių tirštiklis, užpildas, suteikia gaminiui norimą klampumą. Titano dioksidas taip pat buvo pripažintas kaip drėgmę išlaikantis ir kai kurių odos dėmių maskavimas.

Jei galite būti tikri, kad titano dioksido turinčių produktų naudojimas yra saugus – skaitykite toliau.

Titano dioksidas kosmetikoje: žala ar nauda?

Apsvarstykite keletą prieštaringų ir prieštaringų variantų:

• Naudoti kaip dažiklį... Taip, titano dioksidas ženkliai pagerina produktų vartotojiškas savybes – išbalina mišinį, suteikdamas taurią baltą spalvą. Tačiau šiame kontekste galime kalbėti apie patrauklios gaminio išvaizdos sukūrimą, nes balta spalva visada asocijuojasi su švara, saugumu. Todėl šis naudojimo atvejis yra svarbus gamintojui rinkodaros požiūriu, bet jokiu būdu nesusijęs su praktiškumu ir naudingumu vartotojui. Kitas dalykas – naudojimas dekoratyvinėje kosmetikoje, norint suteikti ypatingą atspalvį. Tačiau net ir čia galioja turinio apribojimai, pavyzdžiui, pagrinde iki 10%, pudrose iki 15%.
• Antiperspirantų naudojimas... Aerozoliniai antiperspirantai, kurių sudėtyje yra titano dioksido, gali būti pavojingi žmonėms. Taip yra dėl to, kad gamyboje naudojama labai susmulkinta medžiaga, o purškiant aerozolį, dalelės nevalingai per kvėpavimo takus patenka į plaučius. Iš kur jie gali būti pernešami krauju į visus kūno organus. Manoma, kad titano dioksidas lengvai išsiskiria iš organizmo nepakitęs. Tačiau naujausi tyrimai rodo, kad titano oksido nanodalelės, kurias vis dažniau naudoja įvairių produktų grupių gamintojai, prasiskverbia pro ląsteles ir daro mechaninį poveikį DNR. Šie duomenys pasirodė po eksperimentų su žiurkėmis. Patikimų duomenų apie poveikį žmogui kol kas nėra.
• Taikymas kaip SPF filtras... Pirmieji titano dioksido kremai nuo saulės paliko baltą pėdsaką ant odos po užtepimo. Gamintojai šią problemą išsprendė taip – ​​pradėjo naudoti šios medžiagos nanodaleles. Išties kremas tapo skaidresnis, todėl nustojo palikti žymes ant odos. Tačiau tai lėmė tai, kad pasikeitė agento filtravimo galimybės. Susmulkintas iki nanodalelių esant tokiam pačiam savitajam sunkiui, titano oksidas įgauna didelį paviršiaus plotą ir gali tapti fotokatalizatoriumi, kuris sustiprins žalingą ultravioletinės spinduliuotės poveikį.
• Naudoti gaminiuose, skirtuose išoriniam naudojimui... Atskirai reikia pasakyti, kad titano dioksidas gali kimšti poras ir sukelti spuogus. Norint to išvengti, verta skirti ypatingą dėmesį kruopščiam odos valymui po kosmetikos, kurioje yra šio komponento, naudojimo.

Taigi, titano dioksido naudojimas gali būti nesaugus fizikinių ir cheminių reakcijų kontekste, jei jis naudojamas nanodalelių dydžiui. Vartotojai turėtų atidžiai išstudijuoti sudėtį, kad sumažintų neigiamų reakcijų riziką.

Kuo kenkia titano dioksidas kosmetikoje

Remiantis gautais tyrimo rezultatais, galima daryti išvadą, kad ne kiekvienas kosmetikos gaminys, kuriame yra titano dioksido, gali būti saugus. Tokių produktų per trumpą laiką visiškai atsisakyti nepavyks, nes šio ingrediento naudojimas tapo gamybos technologijos dalimi. Laukiant naujų tyrimų rezultatų, verta prisiminti atsargumo priemones, skirtas tam tikroms žmonių kategorijoms – žmonėms su jautria oda ir vaikams.

Titano dioksido žala probleminės odos savininkams

Nepaisant cheminio neutralumo dermos ir bet kokių kosmetikos bei ploviklių sudedamųjų dalių atžvilgiu, titano dioksidas gali sukurti lipnią plėvelę ant odos, kuri ne tik sulaiko drėgmę, bet ir gali sukelti spuogus bei dirginimą, ypač ant riebios, linkusios į tokius defektus odos.

Esant normaliai odai, nėra padidėjusios riebalų, prakaito sekrecijos, todėl šie nešvarumai nesukels problemų.

Bet kokiu atveju būtina rinktis kokybiškus makiažo valiklius. Likęs titano dioksidas gali kauptis odos porose ir išprovokuoti naujus sudirgimus.

Ar titano dioksidas žalingas vaikų kosmetikoje?

Bendravimo su gamintoju koordinatės nurodytos kiekvienos prekės etiketėje. Prieš perkant geriausia įsitikinti, kad nanodalelės nėra naudojamos konkrečiame gaminyje, nes jos kelia didžiausią pavojų. Šios medžiagos mikrodalelių patekimas į organizmą yra kupinas DNR pokyčių, imuniteto pablogėjimo ir nenuspėjamo lėtinių ligų vystymosi. Vaiko trapaus kūno atveju pavojus išauga kelis kartus.

Pastebėtina, kad teoriškai nanodalelių prasiskverbimo iš kosmetikos į organizmą rizika yra gana maža. Todėl visiškai atsisakyti tokių produktų naudojimo nereikia. Tokiu atveju tėvai turi išmokyti vaikus teisingai juo naudotis ir neleisti jo naudoti kitiems tikslams.

Jei reikia naudoti kremą nuo saulės, geriau rinkitės tokį, kuris palieka baltą žymę – tai rodo, kad titano dioksidas naudojamas stambiagrūdžių miltelių pavidalu ir bus saugesnis.

Kas yra titano dioksidas kosmetikoje - žiūrėkite vaizdo įrašą:

Titano dioksidas TiO2 yra polimorfinis, jis kristalizuojasi dviejose kristalinėse sistemose: brookitas – rombinėje, rutilo ir anatazės – tetragoninėje, tačiau pastarosios skiriasi kristalinės gardelės struktūra. Abiem atvejais kiekvienas titano atomas yra oktaedro centre ir yra apsuptas 6 deguonies atomų. Erdvinis oktaedrų išsidėstymas yra skirtingas: anatazėje kiekvienam oktaedrui yra 4 bendros briaunos, rutile – tik 2. Anatazės vienetinė ląstelė susideda iš keturių molekulių, o rutilo tik iš dviejų:

Dėl tankesnio jonų susikaupimo kristaluose rutilas lenkia anatazę savo stabilumu, tankiu, kietumu, lūžio rodikliu, dielektrine konstanta ir sumažėjusiu fotocheminiu aktyvumu. Esant 915 0C - 950 0C temperatūrai, anatazė virsta rutilu, tačiau gautas rutilas pasižymi dideliu abrazyvumu ir maža dispersija. 1949 m. buvo rasta galimybė kontroliuoti kristalizaciją įvedant rutilizuojančius priedus ir branduolius. Jonai Zn2 +, Mg2 +, Al3 +, Sn2 + yra rutilo stabilizatoriai, jonai SO42-, PO43 - - anatazė. Esant net ir nedideliems kiekiams fosforo junginių, anatazės perėjimas į rutilą tampa neįmanomas. Rutilizuojantys embrionai gaunami apdorojant hidratuotą titano dioksidą po penktojo plovimo natrio hidroksido tirpalu. Tokiu atveju susidaro natrio tetratitanatas Na2Ti4O3, kuris apdorojamas druskos rūgštimi, o hidrolizės produktas, anksčiau atlaisvintas nuo SO42- jonų, peptizuojamas. Tokie embrionai įvedami prieš kalcinavimą.

Rutilas, kalcinuotas maždaug 10 000 C temperatūroje ir turintis Fe, Cr, Ni, Mn priemaišų, pasižymi fototropijos savybėmis. Apšviestas paruduoja, tamsoje vėl pašviesėja. Taip yra dėl priemaišų metalų oksidacijos į aukštesnius oksidus dėl deguonies išsiskyrimo apšviečiant TiO2 su deformuota gardele.

Gryna forma titano dioksidas, ypač anatazės pavidalu, pasižymi dideliu fotocheminiu aktyvumu, dėl kurio sunaikinama dažų plėvelė ("kreidėjimas") ir išblunka organiniai pigmentai. Titano dioksido dalelių paviršiaus modifikavimas Al, Si, Zn hidroksidais smarkiai sumažina fotocheminį aktyvumą.

Titano dioksidas yra chemiškai inertiškas, netirpus silpnose rūgštyse ir šarmuose bei organiniuose tirpikliuose. Nenuodingas, maksimali koncentracijos riba darbo zonų ore yra 10 mg/m3. Galima naudoti su visų tipų plėvelės formuotojais ir tirpikliais. Tinka vandens pagrindo, vandenyje disperguojantiems ir milteliniams dažams. Pigmentuotas titano dioksidas taip pat plačiai naudojamas gumos, plastiko, linoleumo, popieriaus ir cheminių pluoštų dažymui. Be pigmento titano dioksido, kuriame yra 82–95 masės % TiO2, titano dioksidas gaminamas kietiesiems lydiniams, stiklams ir keramikai, kuriose yra didesnis TiO2 kiekis.

Žaliavos titano dioksido gamybai. Perdirbant į pigmentą titano dioksidą, naudojami mineralai: natūralus rutilas, kuriame yra 92–95 % (masės) TiO2 ir Fe2O3 priemaišos, suteikiančios raudoną spalvą (rutilo raudona); ilmenitas FeO * TiO2 arba - arkansite Fe2O3 * 3TiO2; titanomagnetitai,
susidedantis iš ilmenito ir magnetito grūdelių ir turintis 8-12 % (masės) TiO2.

Gryno titano turinčių mineralų pasitaiko retai. Kad būtų pašalintos kitų mineralų ir atliekų uolienų priemaišos, susmulkintos rūdos yra magnetiškai ir kitokiais sodrinimo būdais ir gaunami apytikslės sudėties koncentratai, % (masė):

Pigmento titano dioksido gamybos technologija. Titano koncentratus ir šlakus perdirbant į pigmentinį titano dioksidą siekiama ne tik pašalinti priemaišas, bet ir suteikti TiO2 reikiamą kristalinę formą, dispersiją, adsorbcijos savybes bei slopinti fotocheminį aktyvumą. Titano dioksidui gauti naudojami du būdai: sieros rūgštis, skirta koncentratams, kuriuose yra daugiau nei 40% TiO2, ir chloridas, kuris ekonomiškai naudingas tik perdirbant koncentratus, kuriuose yra ne mažiau kaip 80% TiO2 (nes susidarančios FeCl3 atliekos nenaudojamos).

Sieros rūgšties metodas. Tai subtilus ir sudėtingas procesas, susidedantis iš trijų pagrindinių etapų ir daugybės pagalbinių operacijų (žr. 2.1 diagramą).

1. Pirmasis etapas yra skilimas smulkiai sumalti
titano turintis
susikoncentruoti 85-92% sieros rūgštis 180-220 0C temperatūroje ir nuolatinis reakcijos masės maišymas suslėgtu oru, kad gautųsi skaidrus titanilsulfato TiOSO4 tirpalas. Tokiu atveju vyksta šios egzoterminės skilimo reakcijos:

taip pat panašios reakcijos su Mn, Ca, Al oksidais ir kitomis priemaišomis. Visos reakcijos vyksta smarkiai po pakaitinimo, išskiriant didelį kiekį vandens garų H2SO4, SO3 ir SO2, kurie sulaikomi vandeniu apipuršktame skruberyje. Skilimo reakcija vykdoma dalimis.

Daugybė bandymų naudoti nuolatinius reaktorius su mechaniniu maišymu nepasiteisino nei techniškai, nei ekonomiškai, nes buvo didelis korozinis ir erozinis įrangos susidėvėjimas.

Rūgštiniai titano, geležies ir kitų žaliavoje esančių elementų sulfatų tirpalai turi sudėtingą koloidinę-cheminę sudėtį, kuri kinta priklausomai nuo rūgšties kiekio, temperatūros ir laikymo trukmės.

Vykdant skilimo reakciją, reaktorius nuolat pučiamas suslėgtu oru, kuris sumaišo suspensiją, o vėliau, kristalizuojantis druskoms ir kietėjant lydalui, ją paverčia porėtu. Pasibaigus skilimo reakcijai ir atšalus lydalui, titano išeiga yra 96-98%. Į reaktorių tiekiamas vanduo (gaunant tirpalą, kuriame TiO2 kiekis yra apie 120 g/l), o visos vandenyje tirpios druskos patenka į tirpalą.

Vėlesniam geležies (II) sulfato pašalinimui iš titanilo sulfato tirpalo Fe3 + jonai redukuojami į Fe +, o tam į reaktorių įpilama ketaus drožlių. Rūgščioje aplinkoje vyksta Fe3 + -> - Fe2 + redukcijos reakcija su besiskiriančiu vandeniliu. Tuo pačiu metu nedidelis kiekis (3-5 g / l) Ti4 + sumažinamas iki Ti3 +. Ti3 + junginiai yra stiprūs reduktorius, jie neleidžia pakartotinai oksiduoti Fe2 + oru ir taip neleidžia adsorbuoti Fe3 + jonams ant titano dioksido, kuris suteikia jam geltoną spalvą.

Rūgštiniai titanilo sulfato tirpalai, geležies, aliuminio, mangano sulfatai yra apsaugoti arba filtruojami nuo dumblo, susidedančio iš nesuirusios rūdos, silicio dioksido, netirpaus kalcio sulfato likučių, o po to nuskaidrinami, koloidinės dalelės atskiriamos koaguliacijos būdu, naudojant flokuliantus – didelio aktyvumo paviršiaus medžiagas. . Po vakuuminės kristalizacijos geležies sulfatas FeSO4 * 7H2O atskiriamas nuo tirpalo centrifuguojant arba filtruojant. Geležies sulfatas yra šalutinis gamybos produktas.

2. Svarbiausias etapas, lemiantis titano dioksido pigmentines savybes, yra terminis titanilo sulfato hidrolizė, vyksta pagal reakciją:

Ši lygtis neatskleidžia sudėtingos hidrolizės reakcijos eigos ir visos susidarančių medžiagų sudėties. Titanilo jonai vandeniniame tirpale sudaro I, II hidrokso kompleksus, kuriuose titano atomai susijungia per olivino tiltelius. Šiluminė hidrolizė veda prie ol tiltų perėjimo į okso ryšius:

Pagal savo bendrą sudėtį toks hidrolizės produktas maždaug atitinka TiO (OH) 2 ir vadinamas metatitaniškasrūgšties
(MTK). Tiesą sakant, kai kurios pagrindinės polijono grupės yra pakeistos sulfo grupėmis, kurios iš dalies išlieka kaip galinės grupės, ir hidrolizės produkte, kuris turi polimero struktūrą ir vadinamas hidratuotu titano dioksidu (HDT): TiO2 * 0,71H2O * 0,07SO3.

Hidrolizei pagreitinti ir derliui padidinti, o svarbiausia – gauti tam tikro dydžio HDT daleles, specialiai paruoštas embrionų. Embrionams gauti 0,3-0,5 % (masės), TiO2 pagrindu, priešhidrolizinį rūgštinį tirpalą paimama į atskirą reaktorių, kur nuolat maišant neutralizuojamas NaOH tirpalu iki pH = 3. nusodina koloidines titano hidroksido hidrozolio nuosėdas, po 1-2 valandų veikimo 60-80 °C temperatūroje virsta įvairios sudėties mikrokristaliniais branduoliais. Embrionų paruošimo sąlygos turi lemiamos įtakos hidrolizės procesui ir pigmento kokybei.

Kadangi tirpaluose su TiO2 koncentracija < 200 g / l atsiranda ankstyvas hidrolizės produktų krešėjimas, kuris neleidžia kristalocheminiam dalelių augimui, priešhidrolizės tirpalai iš anksto koncentruojami iki 200-240 g / l TiO2. Tai atliekama vakuuminiuose garintuvuose 60 0C temperatūroje. Hidrolizė atliekama reaktoriuose su maišytuvu ir gyvatukais šildymui ir vėsinimui. Paruoštas priešhidrolizės tirpalas kaitinamas, įvedami embrionai, užvirinami (105-1100C), praskiedžiami vandeniu ir verdami, kol 96-97% titanilsulfatas virsta HDT, kuris atskiriamas nuo tirpalo filtruojant ir nuplaunamas. su vandeniu. Sulfatai rūgštinėje terpėje nehidrolizuojasi ir lieka sieros rūgšties tirpale.

Nusodintas HDT yra plaunamas 3–6 kartus, paskutiniuose etapuose demineralizuotu vandeniu. Tačiau visiškai išplauti stipriai adsorbuotų Fe3+ jonų neįmanoma. Norint pašalinti likusius Fe3 + jonus, atliekamas "balinimas": Fe3 + jonai redukuojami vandeniliu iki Fe2 +, kuriam įvedami cinko metalo milteliai ir chemiškai gryna sieros rūgštis. Po balinimo atliekamas druskos apdorojimas, pridedant iki 3% (masės) ZnO ir specialiai paruoštų rutilo branduolių, kad būtų gauta rutilo TiO2 forma. Norint gauti TiO2 anatazės formą, įvedamas mineralizatorius K2CO3, kuris palengvina vandens pašalinimą kalcinavimo metu ir 0,5% fosforo rūgšties, kuri stabilizuoja anatazės formą.

3. Kitas etapas yra
dujų turbininio variklio kalcinavimas su titano dioksido gavimas:

Kai kaitinama, SO3 taip pat pašalinamas kartu su vandeniu [HDT TiO2 * 0,71H2O * 0,07SO3 sudėtis].

Kalcinavimas atliekamas vamzdinėse sukamosiose krosnyse 850-900 0C temperatūroje, produkto buvimo krosnyse laikas apie 8 val.. Iš krosnių išeinančios dūmų dujos yra šlapiuoju būdu išvalomos nuo SO3, H2SO4 ir TiO2 dulkių, kurias nuneša. dujos skruberiuose, apipuršktuose amoniako vandeniu. Gautas titano dioksidas atšaldomas ir sumalamas.

4. Galutinės pigmento titano dioksido gavimo operacijos yra šlapias šlifavimas, dalelių klasifikavimas dydžio ir paviršiaus apdorojimas(žr. diagramą). Iš anksto sumaltas sausas titano dioksidas perpilamas į išgrynintą vandenį (300-350 g / l TiO2), pridedama natrio silikato ir šarmo ir veikiama.

nuolatinis šlapias šlifavimas rutuliniu arba v karoliukų malūnas. Iš malūno ištekančios srutos siunčiamos dalelių klasifikavimui į hidrociklonus arba centrifugas. Didesnės nei 1 μm atskirtos dalelės grąžinamos pakartotinai šlifuoti.

Plaušiena, kurios dalelės yra mažesnės nei 1 μm, yra apdorojamos druska Al (SO4) 3, NaOH, Na2SiO3, ZnSO4 tirpalais ir koaguliuojama. TiO2 nuosėdos nufiltruojamos ir nuplaunamos, kad pašalintų Na + ir SO42- jonus. Priklausomai nuo tolimesnės paskirties, titano dioksidas apdorojamas modifikatoriais – aktyviosiomis paviršiaus medžiagomis arba organiniais silicio junginiais. Gautas pigmentas titano dioksidas išdžiovinamas, mikronizuojamas ir supakuojamas. Titano dioksidas gabenamas į vandens dispersinius dažus ir lakus gaminančias įmones rezervuaruose 65-70% vandeninės pastos pavidalu. Taip pašalinama džiovinimo operacija TiO2 gamybos procese.

Sieros rūgšties metodo trūkumas yra didelis sieros rūgšties suvartojimas – 2,1 tonos 1 tonai titano dioksido. Visa sieros rūgštis virsta atliekomis: rūgštus dumblas, geležies sulfatas, praskiesta ir užteršta „hidrolitinė“ rūgštis ir labai atskiesti rūgštūs vandenys nuo geležies sulfato praplovimo, dujų turbinų varikliai ir dujų emisijos.

Geležies vitriolis, gaunamas 3,2-3,6 tonos 1 tonai TiO2, naudojamas geltonojo ir raudonojo geležies oksido pigmentų gamyboje bei kaip koaguliantas vandens iš čiaupo valymui. Vitriolio perteklius kalcinuojamas kalkėmis ir gaunamos „granulės“ – žaliavos geležies lydymui aukštakrosnėje. Išsiskyrusios dujos SO2 ir SO3 vėl paverčiamos sieros rūgštimi.

Labai sunku koncentruoti praskiestą 15-20% hidrolitinę rūgštį, nes joje esančios Al, Mg, Fe ir kitos druskos sudaro gelio pavidalo dumblą. Hidrolitinė rūgštis naudojama trąšoms – superfosfatui gaminti.

Taigi titano dioksido gamyba sieros rūgšties metodu yra sudėtingas sieros rūgšties, superfosfato, geležies oksido pigmentų ir metalurgijos žaliavų gamybos kompleksas, o kartais ir ketaus lydymas, o kartu ir didelis kiekis dumblo ir labai praskiestas rūgštus plovimo vanduo lieka nepanaudotas.

Chloridasbūdu. Pigmento gamyba šiuo metodu pagrįsta briketų chloravimu iš labai koncentruotų titano turinčių žaliavų su kokso reduktoriumi nepertraukiamame reaktoriuje 800 0C temperatūroje:

Tuo pačiu metu Fe (II ir III), Al, Si priemaišos yra chloruojamos. Titano tetrachloridas TiCI4 yra skystis, kurio virimo temperatūra 1350C, o užšalimo temperatūra -230C. Geležies trichloridas yra kieta medžiaga, kurios lydymosi temperatūra 282 0C, o virimo temperatūra 3150C. Geležies dichloridas FeCl2 taip pat yra kietas, sublimuojasi 672 0C temperatūroje. Didelis titano ir geležies chloridų virimo temperatūros skirtumas leidžia du kartus rektifikuoti, kad būtų atskirti chlorinimo produktai ir gaunamas labai grynas TiCl4 ir atliekos SiCl4, FeCl3. Todėl chlorido metodui priimtinos tik labai didelės žaliavos. TiO2 (ne mažiau kaip 85 proc.). Ore TiCl4 stipriai rūko, hidrolizuojasi iki Ti (OH) 4, todėl visa įranga turi būti sandari ir atspari chlorui.

Grynas TiCl4 yra perdirbamas į TiO2 vienu iš šių dviejų būdų.

1. Oksidacija
TiCl 4 oras (atskiestas azotu temperatūrai sumažinti):

Reakcija atliekama specialiame degiklyje. Azotu praskiestas chloras išgaunamas ir grąžinamas į chlorinimo procesą. Pažangus metodas yra TiCl4 deginimas plazmatrone, kai oro deguonis iš anksto jonizuojamas kaitinant iki 2000 0C, naudojant paleidimo įtampos lanką ir nuolatinį aukšto dažnio elektrinį kaitinimą. Susidariusios dalelės TiO2 yra staigiai atšaldomi – „sukietėja“, kad būtų išvengta jų augimo, agregacijos ir sukepinimo.

2. Hidrolizė perkaitinti iki 4000C vandens garų pagal reakciją:

Šiame procese susidariusi anatazė greitai virsta rutilu. Garų fazės hidrolizė mažai naudojama, nes reikia išgauti chlorą iš HCl, o tai brangu.

Labai dispersinis titano dioksidas, gautas abiem būdais, yra atskiriamas nuo reakcijos dujų elektrostatiniuose nusodintuvuose. Norint pašalinti adsorbuotą Cl2 arba HCl, dechlorinimas atliekamas pučiant perkaitintais garais. Visa įranga chlorido gamybai TiO2 pagamintas iš gryno. metalinis titanas, todėl produktas nėra užterštas ir pasižymi dideliu baltumu bei geromis balinimo savybėmis. Oksidacijos proceso metu į reakcijos zoną gali būti įvedami modifikatoriai, tokie kaip aliuminis ir silicis.

TiCl4 chlorido gamybos procesas pasižymi ypač griežta įranga ir aukšta gamybos kultūra. Tai būtina siekiant išvengti aplinkos užteršimo chloru ir kitomis atliekomis (FeCl2 ir FeCl3).

Pasaulinėje praktikoje taikant chlorido metodą gaunama mažiau nei 30 proc. TiO2 tačiau šis metodas yra perspektyvus, nes jis taip pat susijęs su gryno metalinio titano gamyba iš TiCl4.

Bet kurio maisto produkto gamyba mūsų laikais neapsieina be specialių priedų. Išties šių cheminių junginių pagalba pailgėja produkto galiojimo laikas, pagerėja jo spalva, konsistencija ir kvapas. Kas yra titano dioksidas? Pastaruoju metu minėtų dalykų dažnai galima rasti daugelyje žuvies, mėsos ir duonos gaminių, saldumynų ir baltojo šokolado.

Trumpas titano dioksido aprašymas

E171 yra priedas, kuris yra tam tikri bespalviai kristalai, kurie kaitinant pagelsta.

Šis cheminis junginys gaunamas sulfato (iš ilmenito koncentrato) arba chlorido (iš titano tetrachlorido) metodais.

Charakteristika E171:

• nėra toksiškas;
• netirpsta vandenyje;
• turi cheminį atsparumą;
• didelis balinimo gebėjimas;
• atsparumas atmosferai ir drėgmei.

Dažiklis titano dioksidas neturi įtakos gaminio skoniui. Pagrindinė jo užduotis yra suteikti jai sniego baltumo išvaizdą.

Titano dioksido taikymas

Jis aktyviai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip:

• dažų ir lakų, plastikų ir popieriaus gamyba;
• maisto pramone.

Titano dioksidas taip pat naudojamas kosmetikoje. Dedama į muilus, kremus, aerozolius, lūpų dažus, įvairias pudras ir šešėlius.

E171 maisto pramonėje naudojamas greitų pusryčių, miltelių, pieno miltelių, krabų lazdelių, majonezo, kramtomosios gumos, baltojo šokolado, saldumynų gamybai.

Taip pat E171 naudojamas miltų balinimui. Į masę kartu su miltais įpilamas reikiamas kiekis dažų ir tešla gerai išmaišoma, kad medžiaga kuo geriau pasiskirstytų. Dozavimas yra: nuo 100 iki 200 gramų 100 kg miltų.

Titano dioksidas taip pat naudojamas mėsos perdirbimo pramonėje. Galų gale, minėtas cheminis junginys turi puikų dispergavimą. Be to, E171 balina paštetus, šoninę ir kitus skanėstus.

Taip pat minėtas priedas naudojamas daržovių konservų gamyboje, siekiant palengvinti nušiurusius krienus.

Titano dioksidas: žala

Mokslininkų atlikti tyrimai apie neigiamą minėtų maisto priedų poveikį patvirtina: E171 netirpsta skrandžio sultyse ir organizmas nepasisavinamas per žarnyno sienelę. Todėl, oficialiosios medicinos atstovų nuomone, titano dioksidas neigiamo poveikio žmonių sveikatai neturi. Remiantis šiais duomenimis, minėtą maisto priedą leidžiama naudoti maisto gamyboje (SanPin 2.3.2.1293-03).

Vis dėlto yra spėlionių apie galimus pavojus, kuriuos gali kelti titano dioksidas. Mokslininkai jo žalą tyrė taip: buvo atlikti bandymai su žiurkėmis, kurios įkvėpė šių miltelių. Tyrimo rezultatai: titano dioksidas yra kancerogeninis žmonėms ir gali sukelti onkologijos vystymąsi.

Kai kurie mokslininkai teigia, kad E171 papildas gali sunaikinti žmogaus organizmą ląstelių lygiu. Šią informaciją patvirtina tik eksperimentai su graužikais.

Nepaisant oficialios medicinos atstovų tvirtinimo, kad titano dioksidas yra nekenksmingas, eksperimentai su juo vis dar tęsiami. Žmonės, kurių imunitetas nusilpęs, nerekomenduoja viršyti maisto dozės (1% per dieną).

Titano dioksidas kosmetikoje

Minėtas priedas naudojamas odos priežiūros priemonių gamyboje. Faktas yra tas, kad titano dioksidas turi tokią savybę: sumažina neigiamą saulės spindulių poveikį žmogaus odai. Tai yra, E171 yra ultravioletinių spindulių filtras.

Cheminis neutralumas yra dar viena ne mažiau svarbi šio cheminio junginio savybė. Tai reiškia, kad titano dioksidas nereaguoja su oda ir nesukelia alergijos.

Kosmetikos gamybai naudojamas išskirtinai labai išgrynintas E171, turintis smulkią struktūrą.

Titano dioksidas yra priedas, aktyviai naudojamas tiek maisto pramonėje, tiek kosmetikos ir kitų gaminių gamyboje. E171 dozės laikymasis nekenkia sveikatai. Per didelis minėtų cheminių junginių kiekis gali išprovokuoti rimtų problemų žmogaus organizme.