Utilizarea dioxidului de titan în farmacologie. Aplicații ale dioxidului de titan Dioxidul de titan în care produse bine-cunoscute

Dioxidul de titan (E171) este un aditiv alimentar cu proprietăți bune de albire, prin urmare este utilizat pe scară largă în multe domenii (producție, cosmetologie, industria alimentară). De asemenea, puteți găsi și alte denumiri pentru E171: dioxid de titan, dioxid de titan, dioxid de titan și oxid de titan.

Descriere aditivă

Compoziția chimică a E171: dioxid de titan (responsabil de albire) și alb de titan. Când este încălzită, substanța devine galben pal. Aceasta este o substanță inertă care nu se dizolvă în și,.

În natură, dioxidul de titan se găsește în unele minerale, cum ar fi brookitul, rutilul și anataza. Vopseaua este o pulbere albă, fără un gust și o aromă distincte. Se caracterizează prin rezistență pe termen lung la lumina soarelui, medii acide, alcalii și fluctuații de temperatură.

Cristalele albe sub formă fracționată sunt utilizate în sectoarele industriale. Ele sunt obținute în două dintre cele mai comune moduri. Primul este sulfatul din concentrat ilmentat, al doilea este clorura din tetraclorura de titan.

Principalele proprietăți ale dioxidului de titan: nu este deloc toxic, are rezistență chimică, nu schimbă mirosul (doar umbra se schimbă în timpul încălzirii), este foarte rezistent la umiditate, este pe deplin compatibil cu absolut orice produs de film, este are o mare capacitate de albire și în același timp de colorare.

Oxidul de titan în cosmetologie

E171 este folosit la producerea diferitelor creme pentru un bronz uniform și de înaltă calitate, în unguente pentru reacții alergice. Este recunoscută ca fiind una dintre cele mai bune substanțe care protejează pielea de razele ultraviolete care provoacă melanomul pielii.

Dioxidul de titan poate fi găsit în produse cosmetice și de înfrumusețare, cum ar fi pudra, rujul, fardul de ochi, antiperspirantele, săpunurile și pasta de dinți. Iubitorii de cosmetice naturale pregătesc singuri săpunul și selectează componentele necesare și de înaltă calitate. În săpun, o componentă obligatorie este E171, care nu numai că dă nuanța dorită, dar îl și protejează de lumina soarelui. Cu ajutorul aditivului se obtine un material cosmetic de inalta calitate, inclusiv mica de titan (saturat sidef).

Dioxid de titan în producția de alimente

Utilizarea și utilizarea pe scară largă a dioxidului de titan în industria alimentară a început în 1994, în primul rând ca colorant natural, datorită căruia se obține un efect de albire incredibil. În alimente, E171 este considerat sigur, dar cercetările și testele sunt în curs de desfășurare pentru a determina efectele suplimentului asupra corpului uman.

Vopseaua este o componentă indispensabilă în producția de amestecuri uscate, produse lactate și mic dejun instant. Ca înălbitor natural, este folosit pentru producerea în masă a gumei de mestecat. Cu ajutorul dioxidului de titan, bastoanele de crab (părțile lor albe) și alte fructe de mare sunt albite.

Industria alimentară are nevoie de E171, deoarece colorantul cu dioxid de titan este o componentă principală pentru crearea de prăjituri, chifle, dulciuri și alte produse. Alocația zilnică pentru o persoană a acestui supliment alimentar nu trebuie să fie mai mare de 1 la sută.

Dioxidul de titan în medicină

Nici industria farmaceutică nu a stat deoparte, deoarece E171 este unul dintre componentele multor medicamente. Este conceput pentru a:

• dați tabletelor sau capsulelor o culoare albicioasă;
• faceți-le mai prezentabile;
• extinde perioada de valabilitate a medicamentului.

Dioxidul de titan alb este utilizat pe scară largă în industria medicală în producția de preparate de tablete și complexe de vitamine. Adăugarea de pulbere la bazele de creme, supozitoare, paste și alte medicamente farmacologice a devenit obișnuită.

Dioxid de titan în alte zone

De asemenea, oxidul de titan poate fi găsit în producția de vopsele și lacuri (de exemplu, hârtie laminată și materiale plastice). Substanța are abilități refractare, de aceea este necesară pentru fabricarea ochelarilor optici. De asemenea, se știe că este folosit pentru a crea văruire pentru acoperirea electrozilor de sudare. Datorită acestui aditiv, rezistența la decolorare și îmbătrânire a vopselei topografice este crescută, caracteristicile structurale ale pastei de hârtie din industria cartonului și hârtiei sunt îmbunătățite.

Dioxidul de titan este folosit sub formă de microparticule în domeniul nanotehnologiei, dar aceasta este încă o nouă direcție în aplicarea E171. Prin urmare, consumul global de microparticule este de aproximativ două mii de tone pe an. Cererea de dioxid de titan se explică prin faptul că în ultimii ani s-a înregistrat o creștere a producției de bunuri de larg consum și a altor sectoare ale economiei naționale. În țările dezvoltate, consumul de aditiv ar trebui să fie de 2 kg per persoană, dar acest lucru este destul de dificil de realizat, de exemplu, în Rusia, această cifră este de doar 300 de grame. Capacitatea piețelor de vânzare și de consum crește rapid, ceea ce indică faptul că acest aditiv alimentar are perspective bune pe piața mondială.

Pentru producția pe scară largă de ceramică, sticlă și cauciuc, dioxidul de titan este utilizat ca catalizator pentru reacții chimice, ceea ce face posibilă utilizarea produselor finite la temperaturi ridicate. Dioxidul de titan are un efect benefic asupra lemnului, îl protejează de radiațiile solare.

Cum afectează E171 sănătatea?

Efectul aditivilor alimentari asupra corpului uman este studiat până astăzi. Este permis în multe state: Federația Rusă, Belarus, Uniunea Europeană, America, Canada și altele. Acest colorant este în Codex Alimentarius (un set de standarde internaționale alimentare) ca un aditiv alimentar valoros.

Conform rezultatelor multor studii, s-a constatat că substanța nu dăunează unei persoane, dar este acest lucru adevărat? Suplimentul nu este absorbit și acumulat de organism, după câteva ore este excretat din acesta. Au fost efectuate teste care indică faptul că dioxidul de titan, atunci când este consumat, este capabil să distrugă celulele corpului. Dar până acum această opinie nu a fost confirmată de oamenii de știință.

Nu se recomandă utilizarea suplimentului alimentar persoanelor care au un sistem imunitar slab, boli ale rinichilor și ficatului. Când este inhalată pulberea albă, crește probabilitatea de cancer. Acest lucru este confirmat de experimentele efectuate pe șobolani. Colorantul a fost adăugat în hrana rozătoarelor, cinci zile mai târziu, s-a verificat starea de bine și starea generală a șobolanilor. În aceste 5 zile, cromozomii au fost deformați la rozătoare, lanțul ADN a fost rupt. Metabolismul la șobolani este de câteva ori mai rapid decât la om, așa că atunci când se testează corpul uman după consumul de E171, rezultatele pot varia semnificativ.

Se credea că E171 este o substanță inofensivă care nu provoacă reacții chimice în organismele vii, dar nu este așa. Aditivul are un efect mecanic puternic asupra celulelor vii și poate distruge complet structura lor naturală. Există o mare probabilitate ca praful de dioxid de titan să aibă caracteristici cancerigene și să afecteze negativ bunăstarea unei persoane.

În ciuda studiilor și experimentelor îndelungate, colorantul E171 este folosit ca aditiv alimentar și este considerat sigur, cu condiția ca acesta să fie adăugat în alimente în doze minime.

Oriunde este folosit, dioxidul de titan este un supliment indispensabil și natural. Acest lucru se datorează în primul rând caracteristicilor sale tehnologice: previne, elimină complet colorarea nedorită a produselor alimentare, este cunoscut ca colorant pentru produse și amestecuri și oferă un aspect atractiv produselor finite. Cel mai important, acest supliment este derivat din surse naturale, durabile. Experții spun că numai în caz de supradozaj pot apărea efecte secundare, așa că suplimentul este permis în multe state, deoarece părțile sale dăunătoare nu prezintă niciun risc semnificativ pentru sănătatea umană.

În lumea modernă, industria titanului se dezvoltă rapid. Este sursa apariției unui număr mare de substanțe care sunt utilizate în diverse industrii.

Caracteristicile dioxidului de titan

Dioxidul de titan are multe denumiri. Este un oxid amfoter de titan tetravalent. Joacă un rol important în dezvoltarea industriei titanului. Doar cinci procente din minereul de titan este destinat producerii de oxid de titan.

Există un număr mare de modificări ale dioxidului de titan. În natură, există cristale de titan care au forma unui romb sau patrulater.

Formula dioxidului de titan este reprezentată astfel: TiO2.

Dioxidul de titan este utilizat pe scară largă în diverse industrii. Este cunoscut în întreaga lume ca un supliment nutritiv precum E-171. Cu toate acestea, această componentă are o serie de efecte negative, care pot indica faptul că dioxidul de titan este dăunător pentru organismul uman. Se știe că această componentă are proprietăți de albire. Acest lucru poate fi bun în producția de detergenți sintetici. Daunele aduse corpului uman ale acestui supliment alimentar reprezintă o amenințare pentru ficat și rinichi.

În industria alimentară, există o posibilitate de deteriorare a dioxidului de titan. Cu utilizarea excesivă, produsele pot dobândi o nuanță nedorită, care nu va face decât să respingă consumatorii.

Dioxidul de titan are un nivel destul de scăzut de toxicitate.

Poate deveni toxic atunci când interacționează cu alte componente ale oricărui produs. Utilizarea produselor cu un conținut ridicat de toxine poate duce la otrăvire sau chiar la moarte. Prin urmare, este foarte important să știi cu ce elemente nu ar trebui să folosești oxid de titan.

Proprietățile dioxidului de titan

Dioxidul de titan are un număr mare de proprietăți caracteristice acestuia. Ele determină posibilitatea utilizării sale în diverse industrii. Dioxidul de titan are următoarele proprietăți:

• grad excelent de albire a diferitelor tipuri de materiale,
• interacționează bine cu substanțele care sunt destinate să formeze un film,
• rezistență la niveluri ridicate de umiditate și condiții de mediu,
• nivel scăzut de toxicitate,
• nivel ridicat de rezistență din punct de vedere chimic.

Obținerea dioxidului de titan

Peste cinci milioane de tone de dioxid de titan sunt produse anual în lume. Recent, producția sa a fost mult crescută de China. Liderii mondiali în obținerea acestei substanțe sunt SUA, Finlanda, Germania. Aceste state sunt cele care au mari oportunități de a primi această componentă. Îl exportă în diferite țări ale lumii.

Dioxidul de titan poate fi obținut prin două metode principale:

1. Producția de dioxid de titan din concentrat de ilmenit.

În fabricile de producție, procesul de obținere a oxidului de titan este astfel împărțit în trei etape. La prima dintre ele, concentratele de ilmenit sunt prelucrate cu acid sulfuric. Ca rezultat, se formează două componente sulfat de fier și sulfat de titan. Apoi realizează o creștere a nivelului de oxidare a fierului. Sulfații și nămolul sunt separați în filtre speciale. În a doua etapă, se efectuează hidroliza sărurilor sulfat de titan. Hidroliza se realizează folosind nuclee din soluții de sulfat. Ca rezultat, se formează hidrați de oxid de titan. În a treia etapă, acestea sunt încălzite la o anumită temperatură.

2. Producția de dioxid de titan din tetraclorura de titan.

În acest tip de obținere a unei substanțe, există trei metode care sunt prezentate:

• hidroliza soluțiilor apoase de tetraclorură de titan,
• hidroliza în fază de vapori a tetraclorurii de titan,
• tratamentul termic al tetraclorurii de titan.

Masa. Producători de dioxid de titan.

În lumea modernă, oxidul de titan este utilizat în mod activ în diverse industrii.

Aplicarea dioxidului de titan are următoarele:

• Fabricarea de vopsele si lacuri. În cele mai multe cazuri, albul de titan este produs pe baza acestei componente.
• utilizare în producția de materiale plastice.
• producția de hârtie laminată,
• Productie de produse cosmetice decorative.

Oxidul de titan a găsit, de asemenea, o largă aplicație în industria alimentară. Producătorii îl adaugă la produsele lor ca unul dintre componentele coloranților de tip alimentar. În alimente, practic nu se simte. Producătorii îl adaugă în cantități minime, astfel încât produsele lor să fie mai bine depozitate și să aibă un aspect atractiv.

Proprietățile cosmetice ale dioxidului de titan, principalele caracteristici ale substanței, beneficiile și potențialele daune din utilizarea produselor cosmetice cu dioxid de titan.

Conținutul articolului:

Dioxidul de titan este un ingredient utilizat pe scară largă în produse cosmetice, alimente și multe alte produse industriale. Nu are un spectru larg de activitate, dar este destul de util într-o serie de tehnologii de producție. Costul și cererea depind de gradul de purificare. Acest parametru determină și gradul de securitate. Să luăm în considerare mai detaliat principalele proprietăți benefice ale acestei substanțe și posibilele pericole asociate utilizării acesteia.

Ce este dioxidul de titan

Iată o scurtă descriere a acestei substanțe:

• După cum este etichetat pe etichete, sinonime. Dioxid de titan, dioxid de titan, alb de titan, anhidrit de titan, oxid de titan, oxid de titan, CI 77891, oxid de titan, anhidridă de acid titan, alb pigment 6, dioxid de titan micronizat.
• Proprietăți de bază. Are o capacitate ridicată de albire, se combină ușor cu formatorii de peliculă, este stabilă, are o putere de ascundere excelentă.
• chitanta. Poate fi de origine naturală - este rutil, un mineral, concentrația de dioxid de titan în care este de aproximativ 60%. Înainte de utilizare în orice producție, acesta trebuie curățat temeinic de impurități.
• Domeniul de aplicare al dioxidului de titan. Productie de vopsele si lacuri, pentru fabricarea cauciucului si materialelor plastice, hartiei laminate, sticlei (optice si rezistente la caldura), pentru realizarea de materiale refractare, pietre artificiale, dielectrici ceramici, ca fotocatalizator in nanotehnologie, in industria alimentara, in produse farmaceutice și pentru fabricarea produselor cosmetice.
• Nivel de pericol. În conformitate cu clasificarea substanţelor periculoase, dioxidul are o clasă de pericol IV, adică. este un risc scăzut. Nu este toxic. caracterizat prin inerție. Nu prezintă un risc pentru piele.
• Concentrație admisă. Substanța descrisă este sigură dacă concentrația în aer nu depășește 10 mg/m3.

Proprietățile cosmetice ale dioxidului de titan

Nu este o componentă activă datorită inerției sale. Nu este capabil să schimbe caracteristicile pielii. Nu are proprietăți hidratante, stimulatoare, antioxidante, tk. nu pătrunde în piele. Cu toate acestea, beneficiile prezenței sale sunt încă acolo. Care - luați în considerare mai detaliat.

Din punct de vedere practic, dioxidul de titan este folosit la producerea produselor menite sa dea o nuanta deosebita pielii si sa o protejeze de razele ultraviolete. În acest context, are câteva proprietăți cosmetice utile:

1. Acționează ca un colorant. Dioxidul de titan este folosit în principal ca colorant. Albește perfect orice componentă. Proprietățile de albire ale CI 77891 sunt utilizate în mod activ în producția de produse de colorare - fond de ten, pudră, fard de ochi, fard de obraz, deoarece. vă permit să setați nuanța dorită amestecând în proporții diferite cu alți coloranți.
2. . Cristalele de dioxid de titan sunt capabile să protejeze pielea de efectele nocive ale radiațiilor ultraviolete. Această capacitate ne permite să clasificăm această substanță ca un filtru SPF.
3. Este un excipient. Este folosit ca agent de îngroșare a amestecurilor, umplutură, dă vâscozitatea dorită produsului. Dioxidul de titan a fost, de asemenea, creditat cu reținerea umidității și mascarea unor imperfecțiuni ale pielii.

Puteți fi sigur de siguranța utilizării produselor care conțin dioxid de titan - citiți mai departe.

Dioxidul de titan în cosmetice: rău sau beneficiu?

Luați în considerare câteva opțiuni controversate și ambigue:

• Aplicare ca colorant. Da, dioxidul de titan îmbunătățește semnificativ caracteristicile de consum ale produselor - albește amestecul, dându-i o culoare albă nobilă. Cu toate acestea, în acest context, putem vorbi despre crearea unui aspect atractiv al produsului, deoarece. Culoarea albă este întotdeauna asociată cu curățenia și siguranța. Prin urmare, acest caz de utilizare este important din punct de vedere al marketingului pentru producător, dar nu este în niciun caz asociat cu caracterul practic și utilitatea pentru consumator. Un alt lucru este utilizarea în cosmetica decorativă pentru a da o nuanță deosebită. Cu toate acestea, chiar și aici există restricții privind conținutul, de exemplu, până la 10% în creme de fond de ten, până la 15% în pudre.
• Utilizați în antiperspirante. Antiperspiranții în aerosoli care conțin dioxid de titan sunt potențial dăunători pentru oameni. Acest lucru se datorează faptului că o substanță foarte zdrobită este utilizată în producție, iar la pulverizarea aerosolului, particulele intră involuntar prin tractul respirator în plămâni. De unde pot fi transportate de sânge către toate organele corpului. Se crede că dioxidul de titan este ușor excretat din organism neschimbat. Dar studii recente arată că nanoparticulele de oxid de titan, care sunt din ce în ce mai folosite de producătorii diferitelor grupe de produse, pătrund în celule și au un efect mecanic asupra ADN-ului. Aceste date au apărut după experimentele pe șobolani. Nu există încă date sigure despre efectele asupra oamenilor.
• Aplicație ca filtru SPF. Primele creme de protecție solară cu dioxid de titan au lăsat o urmă albă pe piele după aplicare. Producătorii au rezolvat această problemă în felul următor - au început să folosească nanoparticule din această substanță. Într-adevăr, crema a devenit mai transparentă, așa că a încetat să mai lase urme pe piele. Dar acest lucru a dus la faptul că capacitatea de filtrare a produsului s-a schimbat. Când este zdrobit în nanoparticule la aceeași greutate specifică, oxidul de titan capătă o suprafață mare și poate deveni un fotocatalizator care va spori efectele dăunătoare ale radiațiilor ultraviolete.
• Utilizare în produse topice. Separat, trebuie spus că dioxidul de titan are capacitatea de a înfunda porii și de a duce la formarea acneei. Pentru a evita acest lucru, ar trebui să acordați o atenție deosebită curățării temeinice a pielii după aplicarea produselor cosmetice care conțin această componentă.

Astfel, utilizarea dioxidului de titan poate fi nesigură în contextul reacțiilor fizico-chimice, cu condiția ca acesta să fie utilizat în dimensiuni ale nanoparticulelor. Consumatorii ar trebui să studieze cu atenție compoziția pentru a minimiza riscurile de a dezvolta reacții negative.

Care este răul dioxidului de titan în produse cosmetice

Pe baza rezultatelor cercetării, se poate concluziona că nu orice produs cosmetic care conține dioxid de titan poate fi sigur. Nu va fi posibil să abandonați complet astfel de produse într-un timp scurt, deoarece. utilizarea acestui ingredient a devenit ferm stabilită în tehnologiile de producție. În așteptarea noilor rezultate ale cercetării, merită să ne amintim măsurile de precauție pentru anumite categorii de persoane - persoane cu piele sensibilă și copii.

Daunele dioxidului de titan pentru proprietarii de piele cu probleme

În ciuda neutralității sale chimice în ceea ce privește derma și orice ingrediente ale cosmeticelor și detergenților, dioxidul de titan poate crea o peliculă lipicioasă pe piele, care nu numai că reține umiditatea, dar poate provoca și acnee, iritații, în special pe pielea grasă predispusă la astfel de probleme. defecte.

În cazul pielii normale, nu există o secreție crescută de sebum, transpirație, astfel încât aceste impurități nu vor crea probleme.

În orice caz, este necesar să alegeți demachiante de înaltă calitate, deoarece. Reziduurile de dioxid de titan se pot acumula în porii pielii și pot provoca apariția de noi iritații.

Este dioxidul de titan din cosmetice dăunător pentru copii?

Pe eticheta fiecărui produs sunt indicate coordonatele de contact cu producătorul. Înainte de a cumpăra, cel mai bine este să vă asigurați că nanoparticulele nu sunt folosite într-un anumit produs, deoarece prezintă cel mai mare pericol. Ingestia de microparticule ale acestei substanțe în organism este plină de o schimbare a ADN-ului, o deteriorare a imunității și o dezvoltare imprevizibilă a bolilor cronice. În cazul organismului fragil al unui copil, pericolul crește de câteva ori.

Este de remarcat faptul că, teoretic, riscul de a introduce nanoparticule din produse cosmetice în organism este destul de mic. Prin urmare, nu este necesară o respingere completă a utilizării unor astfel de produse. În acest caz, părinții ar trebui să educe copiii cu privire la utilizarea corectă și pentru a preveni utilizarea abuzivă.

Dacă trebuie să utilizați o protecție solară, este mai bine să alegeți una care lasă o urmă albă - acest lucru sugerează că dioxidul de titan este aplicat sub formă de pulbere grosieră și va fi mai sigur.

Ce este dioxidul de titan în produse cosmetice - uită-te la videoclip:

Dioxid de titan TiO2 este polimorf, se cristalizează în două singonii: brookitul - în rombic, rutil și anatază - în tetragonal, dar acestea din urmă diferă prin structura rețelei cristaline. În ambele cazuri, fiecare atom de titan este situat în centrul octaedrului și este înconjurat de 6 atomi de oxigen. Dispunerea spațială a octaedrelor este diferită: în anatază, fiecare octaedru are 4 margini comune, în rutil doar 2. O celulă unitară anatază este formată din patru molecule, iar rutilul doar două:

Datorită împachetării mai dense a ionilor în cristale, rutilul este superior anatazei în ceea ce privește stabilitatea, densitatea, duritatea, indicele de refracție, constanta dielectrică și are o activitate fotochimică redusă. La o temperatură de 915 0C - 950 0C, anataza se transformă în rutil, dar rutilul rezultat se caracterizează prin abrazibilitate mare și dispersie scăzută. În 1949 s-a găsit posibilitatea de a controla cristalizarea prin introducerea de aditivi și nuclee de rutilizare. Ionii Zn2+, Mg2+, Al3+, Sn2+ sunt stabilizatori ai formei rutil, ionii SO42-, PO43 - - anataza. În prezența chiar și a unor cantități mici de compuși ai fosforului, tranziția anatazei la rutil devine imposibilă. Germenii de rutilizare se obțin prin tratarea dioxidului de titan hidratat după a cincea etapă de spălare cu soluție de hidroxid de sodiu. În acest caz, se formează tetratitanat de sodiu Na2Ti4O3, care este tratat cu acid clorhidric, iar produsul de hidroliză, eliberat în prealabil de ioni SO42-, este peptizat. Astfel de nuclee sunt introduse înainte de calcinare.

Rutilul, calcinat la o temperatură de aproximativ 10000C și care conține impurități de Fe, Cr, Ni, Mn, prezintă proprietatea de fototropie. Când este iluminat, devine maro, în întuneric se luminează din nou. Acest lucru se explică prin oxidarea metalelor impurități în oxizi superiori datorită eliberării de oxigen la iluminarea TiO2 cu o rețea deformată.

În forma sa pură, dioxidul de titan, în special sub formă de anatază, are o activitate fotochimică ridicată, ceea ce determină distrugerea peliculei de vopsea („cretare”) și decolorarea pigmenților organici. Modificarea suprafeței particulelor de dioxid de titan cu hidroxizi de Al, Si, Zn reduce brusc activitatea fotochimică.

Dioxidul de titan este inert din punct de vedere chimic, insolubil în acizi slabi și alcalii și solvenți organici. Nu este otrăvitor, MPC în aerul zonelor de lucru este de 10 mg/m3. Poate fi folosit cu toate tipurile de formatori de peliculă și solvenți. Potrivit pentru vopsele pe bază de apă, cu dispersie de apă și pulbere. Dioxidul de titan pigmentat este, de asemenea, utilizat pe scară largă pentru vopsirea cauciucului, materialelor plastice, linoleumului, hârtiei și fibrelor chimice. Pe lângă pigmentul dioxid de titan care conține 82-95% (greutate) TiO2, dioxidul de titan este produs pentru aliaje dure, sticlă și ceramică cu un conținut mai mare de TiO2.

Materia prima pentru producerea dioxidului de titan. Minerale utilizate pentru prelucrarea în pigment dioxid de titan: rutil natural, conţinând 92-95% (masă) TiO2 şi un amestec de Fe2O3, dându-i o culoare roşie (roşu rutil); ilmenit FeO*TiO2 sau - arkansit Fe2O3*3ТiO2; titanomagnetite,
format din boabe de ilmenit si magnetit si continand 8-12% (masa) TiO2.

În forma sa pură, mineralele care conțin titan sunt rare. Pentru a se elibera de impuritățile altor minerale și roci sterile, minereurile zdrobite sunt supuse îmbogățirii magnetice și de alte tipuri și se obțin concentrate cu o compoziție aproximativă,% (greutate):

Tehnologia de producție a pigmentului dioxid de titan. Prelucrarea concentratelor de titan și a zgurii în dioxid de titan pigment urmărește nu numai să elimine impuritățile, ci și să confere TiO2 forma cristalină necesară, proprietățile de dispersie, de adsorbție și de a suprima activitatea fotochimică. Pentru obținerea dioxidului de titan se folosesc două metode: acid sulfuric - pentru concentrate care conțin mai mult de 40% TiO2, și clorura - benefică din punct de vedere economic doar pentru prelucrarea concentratelor care conțin cel puțin 80% TiO2 (întrucât deșeurile de FeCl3 rezultate nu sunt utilizate).

metoda acidului sulfuric. Acesta este un proces delicat și complex, constând din trei etape principale și o serie de operații auxiliare (vezi Figura 2.1).

1. Prima etapă este descompunere măcinat fin
conţinând titan
concentrat Acid sulfuric 85-92% la 180-220 0C și agitarea continuă a masei de reacție cu aer comprimat pentru a obține o soluție transparentă de sulfat de titanil TiOSO4. În acest caz, au loc următoarele reacții de descompunere exotermă:

precum și reacții similare cu oxizi de Mn, Ca, Al și alte impurități. Toate reacțiile se desfășoară violent după preîncălzire cu eliberarea de cantități mari de vapori de apă, H2SO4, SO3 și SO2, care sunt prinși într-un scruber pulverizat cu apă. Reacția de descompunere se efectuează în regim discontinuu.

Numeroasele încercări de utilizare a reactoarelor continue cu agitare mecanică nu s-au justificat atât din punct de vedere tehnic, cât și economic, întrucât a existat o uzură mare corozivă și erozivă a echipamentului.

Soluțiile acide de sulfați de titan, fier și alte elemente prezente în materia primă au o compoziție chimică coloidală complexă care variază în funcție de conținutul de acid, temperatură, timpul de expunere.

În timpul reacției de descompunere, reactorul este suflat continuu cu aer comprimat, care amestecă suspensia, iar apoi, când sărurile cristalizează și topitura se solidifică, o face poroasă. După terminarea reacției de descompunere și răcirea topiturii, randamentul de titan este de 96-98%. Apa este alimentată în reactor (pe baza obținerii unei soluții cu un conținut de TiO2 de aproximativ 120 g/l) și toate sărurile solubile în apă intră în soluție.

Pentru îndepărtarea ulterioară a sulfatului de fier (II) din soluția de sulfat de titanil, ionii Fe3+ sunt reduși la Fe+, pentru care se adaugă așchii de fier în reactor. Într-un mediu acid, reacția de reducere Fe3+ -->- Fe2+ are loc cu hidrogenul în evoluție. În același timp, se reduce și o cantitate mică (3-5 g/l) de Ti4+ la Ti3+. Compușii Ti3+ sunt agenți reducători puternici; ei exclud posibilitatea reoxidării Fe2+ prin aer și astfel împiedică adsorbția ionilor de Fe3+ pe dioxidul de titan, care îi conferă o culoare galbenă.

Soluțiile acide de sulfat de titanil, fier, aluminiu, sulfați de mangan sunt decantate sau filtrate din nămol, constând din rămășițe de minereu necompus, dioxid de siliciu, sulfat de calciu insolubil, apoi limpezite, separând particulele coloidale prin coagulare cu ajutorul floculantilor - cu molecul mare. surfactanți. După cristalizarea în vid, sulfatul feros FeSO4*7H2O este separat de soluție prin centrifugare sau filtrare. Sulfatul de fier este un produs secundar al producției.

2. Cea mai importantă etapă care determină proprietățile pigmentare ale dioxidului de titan este cea termică hidroliza sulfatului de titanil, procedând conform reacției:

Această ecuație nu dezvăluie cursul complex al reacției de hidroliză și compoziția completă a substanțelor rezultate. Ionii de titanil în soluție apoasă formează hidroxocomplecși I, II, în care atomii de titan sunt legați prin punți de staniu. În timpul hidrolizei termice, are loc tranziția punților de staniu în legături oxo:

Un astfel de produs de hidroliză corespunde aproximativ cu TiO(OH)2 în compoziția brută și se numește metatitanacid
(MTK). De fapt, unele dintre principalele grupări din poliion sunt înlocuite cu grupări sulfo, care sunt parțial conservate sub formă de grupări terminale în produsul de hidroliză, care are o structură polimerică și se numește dioxid de titan hidratat (HDT): TiO2*0,71 H2O*0,07SO3.

Pentru a accelera hidroliza și a crește randamentul și, cel mai important, pentru a obține particule HDT de o anumită dimensiune, special preparate embrioni. Pentru obținerea nucleelor, 0,3-0,5% (masă), calculată pe TiO2, din soluția acidă de prehidroliză este luată într-un reactor separat, unde este neutralizată cu o soluție de NaOH la pH = 3 cu agitare continuă. , un precipitat coloidal de hidrosol de hidroxid de titan , după 1-2 ore de expunere la 60-80 0C, se transformă în nuclee microcristaline de compoziție variabilă. Condițiile de preparare a embrionilor determină procesul de hidroliză și calitatea pigmentului.

Deoarece în soluţii cu o concentraţie de TiO2 < Coagularea de 200 g/l a produselor de hidroliză are loc precoce, ceea ce împiedică creșterea cristalo-chimică a particulelor; Aceasta se realizează în evaporatoare cu vid la 60 0C. Hidroliza se realizează în reactoare echipate cu agitator și serpentine pentru încălzire și răcire. Soluția de prehidroliză preparată se încălzește, se introduc embrionii, se aduc la fierbere (105-1100C), se diluează cu apă și se continuă să fiarbă până când sulfatul de titanil este transformat în HDT cu 96-97%, care este separat de soluție prin filtrare și spalat cu apa. Sulfații în mediu acid nu sunt hidrolizați și rămân într-o soluție de acid sulfuric.

GDT precipitat este supus spălării de 3-6 ori, în ultimele etape cu apă demineralizată. Cu toate acestea, nu este posibilă spălarea completă a ionilor de Fe3+ puternic adsorbiți. Pentru a elimina ionii rămași de Fe3+, se efectuează „albirea”: ionii de Fe3+ se reduc cu hidrogen la Fe2+, pentru care se introduc pulbere metalică de zinc și acid sulfuric pur chimic. După albire, se efectuează tratarea cu sare, adăugând până la 3% (masă) ZnO și nuclee de rutilizare special pregătite pentru a obține forma rutilă a TiO2. Pentru a obtine forma anataza de TiO2 se introduce mineralizatorul K2CO3, care faciliteaza indepartarea apei in timpul aprinderii, si acid fosforic 0,5%, care stabilizeaza forma anataza.

3. Următorul pas este
calcinarea motorului cu turbină cu gaz cu obţinerea dioxidului de titan:

Când este calcinat, împreună cu apă, SO3 este, de asemenea, îndepărtat [compoziție HDT TiO2 * 0,71H2O * 0,07SO3].

Calcinarea se efectuează în cuptoare tubulare rotative la o temperatură de 850-900 0C, timpul de rezidență al produsului în cuptoare este de aproximativ 8 ore Gazele de ardere care ies din cuptoare sunt supuse curățării umede din praful transportat de SO3, H2SO4 și TiO2. îndepărtat de gaze în scruberele irigate cu apă amoniacală. Dioxidul de titan rezultat este răcit și măcinat.

4. Operaţiile finale de obţinere a pigmentului dioxid de titan sunt măcinare umedă, clasificare a particulelorîn mărime şi Tratament de suprafață(vezi diagrama). Dioxidul de titan prealabil măcinat sub formă uscată este repulsat în apă purificată (300-350 g/l TiO2), se adaugă silicat de sodiu și alcali și se supune la

măcinare umedă continuă în bilă sau în moara de margele. Suspensia care curge din moară este trimisă la hidrocicloane sau centrifuge pentru clasificarea particulelor. Particulele separate mai mari de 1 µm sunt returnate pentru remacinare.

Pulpa cu particule mai mici de 1 um este supusă unui tratament cu sare cu soluții de Al(SO4)3, NaOH, Na2SiO3, ZnSO4 și coagulată. Precipitatul de Ti02 este filtrat și spălat de ioni Na+ și S042-. În funcție de scopul suplimentar, dioxidul de titan este tratat cu modificatori - agenți tensioactivi sau compuși organosiliciici. Pigmentul rezultat dioxid de titan este uscat, micronizat și ambalat. Dioxidul de titan este transportat la întreprinderile producătoare de vopsele și lacuri cu dispersie în apă în rezervoare sub formă de pastă apoasă 65-70%. Operația de uscare în procesul de fabricație a TiO2 este astfel eliminată.

Dezavantajul metodei acidului sulfuric este consumul mare de acid sulfuric - 2,1 tone la 1 tonă de dioxid de titan. Tot acidul sulfuric se transformă în deșeuri: nămoluri acide, sulfat feros, acid „hidrolitic” diluat și contaminat și ape acide foarte diluate din spălarea sulfatului feros, a motoarelor cu turbine cu gaz și a emisiilor de gaze.

Vitriolul de fier, obținut în cantitate de 3,2-3,6 tone la 1 tonă de TiO2, este utilizat la producerea pigmenților de oxid de fier galben și roșu și ca coagulant în purificarea apei de la robinet. Excesul de vitriol se calcinează cu var și se obțin „pelete” - materii prime pentru topirea fierului în furnal. Gazele degajate SO2 și SO3 sunt din nou transformate în acid sulfuric.

Este foarte dificil să se concentreze un acid hidrolitic diluat 15-20%, deoarece sărurile de Al, Mg, Fe și altele prezente în acesta formează nămoluri asemănătoare gelului. Acidul hidrolitic este folosit pentru a produce îngrășământ - superfosfat.

Astfel, producția de dioxid de titan prin procesul de acid sulfuric este un complex complex de producție de acid sulfuric, superfosfat, pigmenți de oxid de fier și materii prime metalurgice și, uneori, topirea fierului, și totuși o cantitate mare de nămol și apă de spălare acidă foarte diluată. rămâne nefolosit.

clorurăcale. Producția de pigment prin această metodă se bazează pe clorurarea brichetelor din materii prime foarte concentrate care conțin titan cu cocs ca agent reducător într-un reactor continuu la 800 0C:

În același timp, impuritățile Fe(II și III), Al și Si sunt, de asemenea, clorurate. Tetraclorura de titan TiCI4 este un lichid cu un punct de fierbere de 1350C și un punct de îngheț de -230C. Triclorura de fier este un solid cu un punct de topire de 282 °C și un punct de fierbere de 3150 °C. Diclorura de fier FeCl2 este, de asemenea, o substanță solidă, se sublimează la 672 0C. Diferența mare a punctelor de fierbere a clorurilor de titan și fier face posibilă separarea produselor de clorinare prin distilare dublă pentru a obține TiCl4 de un grad ridicat de puritate și deșeuri SiCl4, FeCl3. Prin urmare, pentru procesul de clorură, numai materii prime cu un conținut foarte mare de TiO2 (cel puțin 85%). În aer, TiCl4 fumează puternic, hidrolizând în Ti(OH)4, astfel încât toate echipamentele trebuie să fie sigilate și rezistente la clor.

TiCl4 pur este procesat în TiO2 una dintre următoarele două metode.

1. Oxidare
TiCl 4 aer, (diluat cu azot pentru a reduce temperatura):

Reacția se realizează într-un arzător special. Clorul diluat cu azot este regenerat și reîntors în procesul de clorinare. O metodă progresivă este arderea TiCl4 într-o torță cu plasmă, în care oxigenul aerului este preionizat prin încălzire la 2000 0C folosind un arc de pornire de volți și încălzire electrică constantă de înaltă frecvență. Particule primite TiO2 supuse răcirii rapide – „stingere” pentru a evita creșterea, agregarea și sinterizarea lor.

2. Hidroliză supraîncălzit la 4000C vapori de apă conform reacției:

Anataza formată în acest proces se transformă rapid în rutil. Hidroliza în fază de vapori este puțin utilizată, deoarece este necesară regenerarea clorului din HCI, care este costisitoare.

Dioxidul de titan foarte dispersat obținut prin ambele metode este separat de gazele de reacție în precipitatoare electrostatice. Pentru a scăpa de Cl2 sau HCl adsorbit, declorarea se realizează prin suflare cu abur supraîncălzit. Toate echipamentele de metoda de producere a clorurilor TiO2 făcut din pur metal de titan, astfel încât produsul nu este contaminat și are alb mare și putere bună de subțiere. În timpul procesului de oxidare, în zona de reacție pot fi introduși modificatori - aluminiu și siliciu.

Procesul de producere a clorurii de TiCl4 se caracterizează prin utilizarea de echipamente foarte ermetice și o cultură de producție ridicată. Acest lucru este necesar pentru a preveni poluarea mediului cu clor și alte deșeuri (FeCl2 și FeCl3).

În practica mondială, mai puțin de 30% din TiO2 dar această metodă este promițătoare, deoarece este asociată și cu producerea de titan metalic pur din TiCl4.

Producția oricărui produs alimentar în timpul nostru nu este completă fără aditivi speciali. Într-adevăr, cu ajutorul acestor compuși chimici, durata de valabilitate a produsului este prelungită, culoarea, consistența și mirosul acestuia sunt îmbunătățite. Ce este dioxidul de titan? Recent, cele de mai sus pot fi găsite adesea în compoziția multor pește, carne și produse de panificație, dulciuri și ciocolată albă.

Scurtă descriere a dioxidului de titan

E171 este un aditiv care este niște cristale incolore care devin galbene când sunt încălzite.

Acest compus chimic se obține prin metode cu sulfat (din concentrat de ilmenit) sau clorură (din tetraclorura de titan).

Caracteristica E171:

• non-toxic;
• nu se dizolvă în apă;
• are rezistență chimică;
• capacitate mare de albire;
• rezistență la atmosferă și umiditate.

Colorantul dioxid de titan nu afectează gustul produsului. Sarcina sa principală este să-i dea un aspect alb ca zăpada.

Aplicarea dioxidului de titan

Acesta este utilizat pe scară largă în industrii precum:

• producție de vopsele și lacuri, materiale plastice și hârtie;
• industria alimentară.

Dioxidul de titan este folosit și în cosmetică. Se adaugă la săpunuri, creme, aerosoli, rujuri, diverse pudre și umbre.

E171 în industria alimentară este utilizat pentru producerea de mic dejun rapid, produse pudră, lapte praf, bastoane de crab, maioneză, gumă de mestecat, ciocolată albă, dulciuri.

E171 este folosit și pentru albirea făinii. La masă se adaugă cantitatea necesară de colorant împreună cu făină, iar aluatul se amestecă bine pentru o distribuție maximă a substanței. Dozajul este: de la 100 la 200 de grame la 100 kg de făină.

Dioxidul de titan este folosit și în industria de prelucrare a cărnii. La urma urmei, compusul chimic de mai sus are o dispersibilitate excelentă. În plus, E171 albește pateurile, baconul și alte produse delicatese.

De asemenea, aditivul de mai sus este utilizat în producția de conserve vegetale pentru a ușura hreanul ponosit.

Dioxid de titan: rău

Studiile efectuate de oamenii de știință despre impactul negativ al aditivului alimentar de mai sus confirmă: E171 nu se dizolvă în sucul gastric și nu este absorbit prin peretele intestinal de către organism. Prin urmare, conform opiniei reprezentanților medicinei oficiale, dioxidul de titan nu afectează negativ sănătatea umană. Pe baza acestor date, este permisă utilizarea aditivului alimentar de mai sus în producția de alimente (SanPin 2.3.2.1293-03).

Dar totuși, există sugestii cu privire la pericolul potențial pe care îl poate prezenta dioxidul de titan. Daunele oamenilor de știință au investigat astfel: au fost efectuate teste pe șobolani care au inhalat această pulbere. Rezultatele testelor: dioxidul de titan este cancerigen pentru oameni și poate provoca dezvoltarea oncologiei.

Unii oameni de știință susțin că suplimentul E171 este capabil să distrugă corpul uman la nivel celular. Această informație este confirmată doar de experimente pe rozătoare.

În ciuda afirmației reprezentanților medicinii oficiale că dioxidul de titan este inofensiv, totuși, experimentele pe acesta continuă. Experții nu recomandă depășirea dozei de alimente (1% pe zi) pentru persoanele cu sistemul imunitar slăbit.

Dioxid de titan în produse cosmetice

Aditivul de mai sus este utilizat în producția de produse de îngrijire a pielii. Cert este că dioxidul de titan are următoarea proprietate: reduce efectele negative ale razelor solare asupra pielii umane. Adică E171 este un filtru de ultraviolete.

Neutralitatea chimică este o altă proprietate, nu mai puțin importantă, a acestui compus chimic. Aceasta înseamnă că dioxidul de titan nu reacționează cu pielea și nu provoacă alergii.

Pentru producerea produselor cosmetice se folosește doar E171 înalt purificat, cu o structură fină.

Dioxidul de titan este un aditiv care este utilizat activ atât în ​​industria alimentară, cât și în producția de cosmetice și alte produse. Respectarea dozei de E171 nu dăunează sănătății. Depășirea cantității de compus chimic de mai sus poate cauza probleme grave în corpul uman.