Användningen av titandioxid i farmakologi. Tillämpningar av titandioxid Titandioxid där välkända produkter

Titandioxid (E171) är en livsmedelstillsats med goda blekande egenskaper, därför används den flitigt inom många områden (tillverkning, kosmetologi, livsmedelsindustri). Du kan också hitta andra namn för E171: titandioxid, titandioxid, titandioxid och titanoxid.

Tillsatsbeskrivning

Den kemiska sammansättningen av E171: titandioxid (ansvarig för blekning) och titanvit. Vid upphettning blir ämnet blekt gult. Detta är ett inert ämne som inte löser sig i, och,.

I naturen finns titandioxid i vissa mineraler, som brookit, rutil och anatas. Färgen är ett vitt pulver utan distinkt smak och arom. Den kännetecknas av långvarig motståndskraft mot solljus, sura miljöer, alkalier och temperaturfluktuationer.

Vita kristaller i fraktionerad form används i industrisektorer. De erhålls på två av de vanligaste sätten. Den första är sulfat från illmenterat koncentrat, den andra är klorid från titantetraklorid.

De viktigaste egenskaperna hos titandioxid: den är inte giftig alls, den har kemisk resistens, ändrar inte lukten (endast nyansen ändras under uppvärmning), den är mycket fuktbeständig, den är helt kompatibel med absolut alla filmprodukter, den har en hög blekande och samtidigt färgande förmåga.

Titanoxid i kosmetologi

E171 används vid tillverkning av olika krämer för en enhetlig och högkvalitativ solbränna, i salvor för allergiska reaktioner. Det är erkänt som ett av de bästa ämnena som skyddar huden från ultravioletta strålar som orsakar hudmelanom.

Titandioxid finns i kosmetika och skönhetsprodukter som puder, läppstift, ögonskugga, antiperspiranter, tvål och tandkräm. Älskare av naturlig kosmetika förbereder tvål på egen hand och väljer de nödvändiga och högkvalitativa komponenterna. I tvål är en obligatorisk komponent E171, som inte bara ger den önskade nyansen, utan också skyddar den från solljus. Med hjälp av tillsatsen erhålls ett högkvalitativt kosmetiskt material, inklusive titanglimmer (mättad pärlemor).

Titandioxid i livsmedelsproduktion

Användningen och den utbredda användningen av titandioxid i livsmedelsindustrin började 1994, främst som ett naturligt färgämne, på grund av vilket en otrolig blekande effekt erhålls. I livsmedel anses E171 vara säkert, men forskning och testning pågår för att fastställa tillskottets effekter på människokroppen.

Färgämnet är en oumbärlig komponent i tillverkningen av torra blandningar, mejeriprodukter och snabbfrukost. Som ett naturligt blekmedel används det för massproduktion av tuggummi. Med hjälp av titandioxid blekes krabbpinnar (deras vita delar) och andra skaldjur.

Livsmedelsindustrin behöver E171, eftersom titandioxidfärgämne är en primär komponent för att skapa kakor, bullar, godis och andra produkter. Dagsersättningen för en person av detta kosttillskott bör inte vara mer än 1 procent.

Titandioxid i medicin

Läkemedelsindustrin stod inte heller åt sidan, eftersom E171 är en av komponenterna i många läkemedel. Den är utformad för att:

• ge tabletter eller kapslar en vitaktig färg;
• göra dem mer presentabla;
• förlänga läkemedlets hållbarhet.

Vit titandioxid används i stor utsträckning inom den medicinska industrin vid tillverkning av tablettberedningar och vitaminkomplex. Att lägga till pulver till baserna av krämer, stolpiller, pastor och andra farmakologiska läkemedel har blivit vanligt.

Titandioxid i andra områden

Även titanoxid kan hittas vid tillverkning av färger och lacker (till exempel laminerat papper och plast). Ämnet har eldfasta förmågor, därför är det nödvändigt för tillverkning av optiska glasögon. Det är också känt att användas för att skapa vitkalk för beläggning av svetselektroder. Tack vare denna tillsats ökar motståndskraften mot blekning och åldring av den topografiska färgen, de strukturella egenskaperna hos pappersmassan i kartong- och pappersindustrin förbättras.

Titandioxid används i form av mikropartiklar inom nanoteknikområdet, men detta är fortfarande en ny riktning i tillämpningen av E171. Därför är den globala förbrukningen av mikropartiklar cirka två tusen ton per år. Efterfrågan på titandioxid förklaras av att det under de senaste åren har skett en ökning av produktionen av konsumtionsvaror och andra delar av samhällsekonomin. I utvecklade länder bör konsumtionen av tillsatsen vara 2 kg per person, men detta är ganska svårt att uppnå, till exempel i Ryssland är denna siffra bara 300 gram. Kapaciteten på försäljnings- och konsumtionsmarknaderna ökar snabbt, vilket tyder på att denna livsmedelstillsats har goda utsikter på världsmarknaden.

För storskalig produktion av keramik, glas och gummi används titandioxid som katalysator för kemiska reaktioner, vilket gör det möjligt att använda färdiga produkter vid förhöjda temperaturer. Titandioxid har en gynnsam effekt på trä, det skyddar det från strålning från solljus.

Hur påverkar E171 hälsan?

Effekten av livsmedelstillsatser på människokroppen studeras till denna dag. Det är tillåtet i många stater: Ryska federationen, Vitryssland, Europeiska unionen, Amerika, Kanada och andra. Detta färgämne finns i Codex Alimentarius (en uppsättning internationella livsmedelsstandarder) som en värdefull livsmedelstillsats.

Enligt resultaten från många studier fann man att ämnet inte skadar en person, men är detta sant? Tillägget absorberas och ackumuleras inte av kroppen, efter några timmar utsöndras det från det. Tester har utförts som indikerar att titandioxid, när den konsumeras, kan förstöra kroppsceller. Men hittills har denna åsikt inte bekräftats av forskare.

Det rekommenderas inte att använda kosttillskottet för personer som har ett svagt immunförsvar, njur- och leversjukdomar. Vid inandning av vitt pulver ökar sannolikheten för cancer. Detta bekräftas av experiment utförda på råttor. Färgämnet tillsattes gnagarnas mat, fem dagar senare kontrollerades råttornas välbefinnande och allmäntillstånd. Under dessa 5 dagar deformerades kromosomerna hos gnagare, DNA-kedjan bröts. Ämnesomsättningen hos råttor är flera gånger snabbare än hos människor, så när man testar människokroppen efter att ha intagit E171 kan resultaten variera avsevärt.

Man trodde att E171 är ett ofarligt ämne som inte orsakar kemiska reaktioner i levande organismer, men så är det inte. Tillsatsen har en stark mekanisk effekt på levande celler och kan helt förstöra deras naturliga struktur. Det finns en stor sannolikhet att titandioxiddamm har cancerframkallande egenskaper och kan påverka en persons välbefinnande negativt.

Trots långa studier och experiment används E171-färgämnet som livsmedelstillsats och anses vara säkert, förutsatt att det tillsätts maten i minimala doser.

Varhelst den används är titandioxid ett oumbärligt och naturligt tillskott. Detta beror främst på dess tekniska egenskaper: det förhindrar, eliminerar helt oönskad färgning av livsmedelsprodukter, är känt som ett färgämne för produkter och blandningar och ger färdiga produkter ett attraktivt utseende. Viktigast av allt är att detta tillägg kommer från naturliga, hållbara källor. Experter säger att endast i händelse av en överdos kan biverkningar uppstå, så tillägget är tillåtet i många stater, eftersom dess skadliga sidor inte utgör någon betydande risk för människors hälsa.

I den moderna världen utvecklas titanindustrin snabbt. Det är källan till uppkomsten av ett stort antal ämnen som används i olika industrier.

Karakteristika för titandioxid

Titandioxid har många namn. Det är en amfoter oxid av fyrvärt titan. Det spelar en viktig roll i utvecklingen av titanindustrin. Endast fem procent av titanmalmen går till produktion av titanoxid.

Det finns ett stort antal modifieringar av titandioxid. I naturen finns titankristaller som har formen av en romb eller fyrkant.

Titandioxidformeln representeras enligt följande: TiO2.

Titandioxid används ofta i olika industrier. Det är känt över hela världen som ett näringstillskott som E-171. Denna komponent har dock ett antal negativa effekter, vilket kan tyda på att titandioxid är skadligt för människokroppen. Denna komponent är känd för att ha blekande egenskaper. Detta kan vara bra vid tillverkning av syntetiska tvättmedel. Skadan på människokroppen av detta kosttillskott är ett hot mot levern och njurarna.

Inom livsmedelsindustrin finns risk för skada av titandioxid. Med sin överdrivna användning kan produkter få en oönskad nyans, vilket bara kommer att avvisa konsumenterna.

Titandioxid har en ganska låg nivå av toxicitet.

Det kan bli giftigt när det interagerar med andra komponenter i någon produkt. Att använda produkter med ett högt innehåll av gifter kan leda till förgiftning eller till och med dödsfall. Därför är det väldigt viktigt att veta med vilka grundämnen man inte ska använda titanoxid.

Egenskaper hos titandioxid

Titandioxid har ett stort antal egenskaper som är karakteristiska för den. De bestämmer möjligheten för dess användning i olika branscher. Titandioxid har följande egenskaper:

• utmärkt grad av blekning av olika typer av material,
• interagerar bra med ämnen som är avsedda att bilda en film,
• motståndskraft mot höga nivåer av luftfuktighet och miljöförhållanden,
• låg nivå av toxicitet,
• hög resistensnivå ur kemisk synvinkel.

Erhålla titandioxid

Mer än fem miljoner ton titandioxid produceras årligen i världen. Nyligen har dess produktion ökat kraftigt av Kina. De världsledande när det gäller att få detta ämne är USA, Finland, Tyskland. Det är dessa stater som har stora möjligheter att ta emot denna komponent. De exporterar det till olika länder i världen.

Titandioxid kan erhållas genom två huvudsakliga metoder:

1. Framställning av titandioxid från ilmenitkoncentrat.

I tillverkningsanläggningar är processen att erhålla titanoxid alltså uppdelad i tre steg. Vid den första av dem bearbetas ilmenitkoncentrat med svavelsyra. Som ett resultat bildas två komponenter järnsulfat och titansulfat. Det utför sedan en ökning av nivån av järnoxidation. Sulfater och slam separeras i speciella filter. I det andra steget utförs hydrolysen av sulfatsalter av titan. Hydrolys utförs genom att använda kärnor från sulfatlösningar. Som ett resultat bildas titanoxidhydrater. I det tredje steget värms de upp till en viss temperatur.

2. Framställning av titandioxid från titantetraklorid.

I denna typ av erhållande av ett ämne finns det tre metoder som presenteras:

• hydrolys av vattenhaltiga lösningar av titantetraklorid,
• ångfashydrolys av titantetraklorid,
• värmebehandling av titantetraklorid.

Tabell. Tillverkare av titandioxid.

I den moderna världen används titanoxid aktivt i olika industrier.

Titandioxidapplikationen har följande:

• Tillverkning av färg- och lackprodukter. I de flesta fall produceras titanvitt på basis av denna komponent.
• användning vid tillverkning av plastmaterial.
• tillverkning av laminerat papper,
• Tillverkning av kosmetiska dekorativa produkter.

Titanoxid har också funnit bred användning inom livsmedelsindustrin. Tillverkare lägger till det i sina produkter som en av komponenterna i färgämnen av livsmedelstyp. I mat känns det praktiskt taget inte. Tillverkare lägger till det i minimala mängder så att deras produkter lagras bättre och har ett attraktivt utseende.

Kosmetiska egenskaper hos titandioxid, ämnets huvudsakliga egenskaper, fördelarna och potentiella skadorna från användningen av kosmetika med titandioxid.

Innehållet i artikeln:

Titandioxid är en mycket använd ingrediens i kosmetika, livsmedel och många andra industriprodukter. Den har inte ett brett aktivitetsspektrum, men är ganska användbar i ett antal produktionstekniker. Kostnaden och efterfrågan beror på graden av rening. Denna parameter bestämmer också graden av säkerhet. Låt oss överväga mer i detalj de viktigaste fördelaktiga egenskaperna hos detta ämne och de möjliga farorna som är förknippade med dess användning.

Vad är titandioxid

Här är en kort beskrivning av detta ämne:

• Som märkt på etiketter, synonymer. Titandioxid, Titandioxid, titanvit, titanhydrit, titanoxid, titanoxid, CI 77891, Titanoxid, Titansyraanhydrid, Pigment white 6, mikroniserad titandioxid.
• Grundläggande egenskaper. Den har en hög blekningsförmåga, är lätt att kombinera med filmbildare, är stabil, har utmärkt döljande kraft.
• Mottagande. Det kan vara av naturligt ursprung - det är rutil, ett mineral, koncentrationen av titandioxid i vilken är cirka 60%. Innan den används i någon produktion måste den rengöras noggrant från föroreningar.
• Omfattning av titandioxid. Färg- och lacktillverkning, för tillverkning av gummi och plast, laminerat papper, glas (optiskt och värmebeständigt), för framställning av eldfasta material, konstgjorda ädelstenar, keramiska dielektrika, som fotokatalysator inom nanoteknologi, inom livsmedelsindustrin, i läkemedel och för tillverkning av kosmetika.
• Faronivå. I enlighet med klassificeringen av farliga ämnen har dioxiden faroklass IV, d.v.s. är låg risk. Det är inte giftigt. kännetecknas av tröghet. Utgör ingen risk för huden.
• Tillåten koncentration. Det beskrivna ämnet är säkert om koncentrationen i luften inte överstiger 10 mg/m3.

Kosmetiska egenskaper hos titandioxid

Det är inte en aktiv komponent på grund av dess tröghet. Det kan inte ändra hudens egenskaper. Den har inte fuktgivande, stimulerande, antioxiderande egenskaper, tk. det penetrerar inte huden. Men fördelarna med hans närvaro finns fortfarande kvar. Vilket - överväga mer i detalj.

Ur praktisk synvinkel används titandioxid vid tillverkning av produkter utformade för att ge en speciell nyans till huden och skydda den från ultravioletta strålar. I detta sammanhang har det flera användbara kosmetiska egenskaper:

1. Fungerar som ett färgämne. Titandioxid används främst som färgämne. Det bleker alla komponenter perfekt. De blekande egenskaperna hos CI 77891 används aktivt i produktionen av toningsprodukter - foundation, puder, ögonskugga, rouge, eftersom. låter dig ställa in önskad nyans genom att blanda i olika proportioner med andra färgämnen.
2. . Titandioxidkristaller kan skydda huden från de skadliga effekterna av ultraviolett strålning. Denna förmåga gör att vi kan klassificera detta ämne som ett SPF-filter.
3. Är ett hjälpämne. Det används som ett förtjockningsmedel av blandningar, fyllmedel, ger önskad viskositet till produkten. Titandioxid har också krediterats för att behålla fukt och maskera vissa hudfel.

Kan du vara säker på säkerheten med att använda produkter som innehåller titandioxid - läs vidare.

Titandioxid i kosmetika: skada eller nytta?

Överväg flera kontroversiella och tvetydiga alternativ:

• Applicering som färgämne. Ja, titandioxid förbättrar avsevärt produkternas konsumentegenskaper - det bleker blandningen och ger den en ädel vit färg. Men i detta sammanhang kan vi prata om att skapa ett attraktivt utseende på produkten, eftersom. Vit färg förknippas alltid med renhet och säkerhet. Därför är detta användningsfall viktigt ur marknadsföringssynpunkt för tillverkaren, men är inte på något sätt förknippat med praktiska och användbarhet för konsumenten. En annan sak är användningen i dekorativ kosmetika för att ge en speciell nyans. Men även här finns det restriktioner på innehållet, till exempel upp till 10 % i foundationkrämer, upp till 15 % i puder.
• Används i antiperspiranter. Aerosol antiperspiranter som innehåller titandioxid är potentiellt skadliga för människor. Detta beror på att ett starkt krossat ämne används i tillverkningen, och vid sprayning av aerosolen kommer partiklarna ofrivilligt in genom andningsvägarna i lungorna. Varifrån de kan transporteras av blodomloppet till alla organ i kroppen. Man tror att titandioxid lätt utsöndras från kroppen oförändrad. Men nyare studier visar att nanopartiklar av titanoxid, som i allt högre grad används av tillverkare av olika produktgrupper, penetrerar celler och har en mekanisk effekt på DNA. Dessa data dök upp efter experimenten på råttor. Det finns ännu inga tillförlitliga data om effekterna på människor.
• Applicering som SPF-filter. De första titandioxidsolskydden lämnade ett vitt märke på huden efter applicering. Tillverkare löste detta problem på följande sätt - de började använda nanopartiklar av detta ämne. Krämen blev faktiskt mer genomskinlig, så den slutade lämna märken på huden. Men detta ledde till att produktens filtreringsförmåga förändrades. När den krossas till nanopartiklar med samma specifika vikt, får titanoxid en stor yta och kan bli en fotokatalysator som kommer att förstärka de skadliga effekterna av ultraviolett strålning.
• Använd i aktuella produkter. Separat bör det sägas att titandioxid har förmågan att täppa till porer och leda till bildandet av akne. För att undvika detta bör du ägna särskild uppmärksamhet åt grundlig rengöring av huden efter applicering av kosmetika som innehåller denna komponent.

Användningen av titandioxid kan alltså vara osäker i samband med fysikalisk-kemiska reaktioner, förutsatt att den används i nanopartikelstorlekar. Konsumenter bör noggrant studera sammansättningen för att minimera riskerna för att utveckla negativa reaktioner.

Vad är skadan av titandioxid i kosmetika

Baserat på resultaten av forskningen kan man dra slutsatsen att inte alla kosmetiska produkter som innehåller titandioxid kan vara säkra. Det kommer inte att vara möjligt att helt överge sådana produkter på kort tid, eftersom. användningen av denna ingrediens har blivit fast etablerad i produktionsteknik. I väntan på nya forskningsresultat är det värt att komma ihåg försiktighetsåtgärderna för vissa kategorier av människor - personer med känslig hud och barn.

Skadan av titandioxid för ägare av problemhud

Trots sin kemiska neutralitet med avseende på dermis och eventuella ingredienser i kosmetika och tvättmedel, kan titandioxid skapa en klibbig hinna på huden, som inte bara håller kvar fukten utan kan också orsaka akne, irritation, särskilt på fet hud som är benägen att defekter.

Vid normal hud finns det ingen ökad utsöndring av talg, svett, så dessa orenheter kommer inte att orsaka problem.

I alla fall är det nödvändigt att välja sminkborttagare av hög kvalitet, eftersom. Rester av titandioxid kan ansamlas i hudens porer och framkalla uppkomsten av nya irritationer.

Är titandioxid i kosmetika skadligt för barn?

På etiketten för varje produkt anges koordinaterna för kontakt med tillverkaren. Innan du köper är det bäst att se till att nanopartiklar inte används i en viss produkt, eftersom de medför den största faran. Intaget av mikropartiklar av detta ämne är fyllt med förändringar i DNA, nedsatt immunitet och oförutsägbar utveckling av kroniska sjukdomar. När det gäller ett barns ömtåliga organism ökar faran flera gånger.

Det är anmärkningsvärt att teoretiskt sett är risken för att få in nanopartiklar från kosmetika i kroppen ganska liten. Därför krävs inte ett fullständigt avslag på användningen av sådana produkter. I detta fall bör föräldrar utbilda barn om korrekt användning och förhindra missbruk.

Om du behöver använda en solkräm är det bättre att välja en som lämnar ett vitt märke - detta tyder på att titandioxid appliceras i form av ett grovt pulver och kommer att vara säkrare.

Vad är titandioxid i kosmetika - titta på videon:

Titandioxid TiO2 är polymorf, den kristalliseras i två syngonier: brookit - i rombisk, rutil och anatas - i tetragonal, men den senare skiljer sig i strukturen av kristallgittret. I båda fallen är varje titanatom belägen i mitten av oktaedern och är omgiven av 6 syreatomer. Oktaedrarnas rumsliga arrangemang är annorlunda: i anatas har varje oktaeder 4 gemensamma kanter, i rutil endast 2. En anatasenhetscell består av fyra molekyler, och rutil endast två:

På grund av den tätare packningen av joner i kristaller är rutil överlägsen anatas vad gäller stabilitet, densitet, hårdhet, brytningsindex, dielektricitetskonstant och har en reducerad fotokemisk aktivitet. Vid en temperatur på 915 0C - 950 0C omvandlas anatas till rutil, men den resulterande rutilen kännetecknas av hög nötningsförmåga och låg spridning. 1949 fann man möjligheten att kontrollera kristallisation genom att införa rutiliserande tillsatser och kärnor. Joner Zn2+, Mg2+, Al3+, Sn2+ är stabilisatorer av rutilformen, joner SO42-, PO43 - - anatas. I närvaro av även små mängder fosforföreningar blir övergången av anatas till rutil omöjlig. Rutiliserande bakterier erhålls genom att behandla den hydratiserade titandioxiden efter det femte tvättsteget med natriumhydroxidlösning. I detta fall bildas natriumtetratitanat Na2Ti4O3, som behandlas med saltsyra, och hydrolysprodukten, som tidigare befriats från SO42-joner, peptiseras. Sådana kärnor införs före kalcinering.

Rutil, bränd vid en temperatur av cirka 1000°C och innehållande föroreningar av Fe, Cr, Ni, Mn, uppvisar egenskapen fototropi. När den är upplyst blir den brun, i mörkret ljusnar den igen. Detta förklaras av oxidationen av föroreningsmetaller till högre oxider på grund av frigörandet av syre vid belysning av TiO2 med ett deformerat gitter.

I sin rena form har titandioxid, särskilt i anatasformen, en hög fotokemisk aktivitet, vilket orsakar förstörelse av färgfilmen (”kritning”) och blekning av organiska pigment. Modifiering av ytan av titandioxidpartiklar med Al-, Si-, Zn-hydroxider minskar kraftigt den fotokemiska aktiviteten.

Titandioxid är kemiskt inert, olösligt i svaga syror och alkalier och organiska lösningsmedel. Ej giftig, MPC i luften i arbetsområden är 10 mg/m3. Kan användas med alla typer av filmbildare och lösningsmedel. Lämplig för vattenbaserad, vattendispersion och pulverfärg. Pigmenterad titandioxid används också i stor utsträckning för att färga gummi, plast, linoleum, papper och kemiska fibrer. Förutom pigment titandioxid innehållande 82-95 % (vikt) TiO2, produceras titandioxid för hårda legeringar, glas och keramik med högre halt av TiO2.

Råvara för framställning av titandioxid. Mineraler som används för bearbetning till pigment titandioxid: naturlig rutil, innehållande 92-95 % (vikt.) TiO2 och en blandning av Fe2O3, vilket ger den en röd färg (rutilröd); ilmenit FeO*TiO2 eller - arkansite Fe2O3*3TiO2; titanomagnetiter,
bestående av korn av ilmenit och magnetit och innehållande 8-12 % (massa) TiO2.

I sin rena form är titanhaltiga mineraler sällsynta. För att befria från föroreningar från andra mineraler och gråberg, utsätts krossad malm för magnetisk och andra typer av anrikning och koncentrat erhålls med en ungefärlig sammansättning, % (vikt):

Produktionsteknik för pigment titandioxid. Bearbetningen av titankoncentrat och slagg till pigment titandioxid syftar inte bara till att avlägsna föroreningar, utan också att ge TiO2 den erforderliga kristallina formen, dispersion, adsorptionsegenskaper och att undertrycka fotokemisk aktivitet. Två metoder används för att erhålla titandioxid: svavelsyra - för koncentrat som innehåller mer än 40% TiO2, och klorid - ekonomiskt fördelaktigt endast för bearbetning av koncentrat som innehåller minst 80% TiO2 (eftersom det resulterande FeCl3-avfallet inte används).

svavelsyrametoden. Detta är en delikat och komplex process, som består av tre huvudsteg och ett antal hjälpoperationer (se figur 2.1).

1. Det första steget är sönderfall finmalen
titaninnehållande
koncentrera 85-92% svavelsyra vid 180-220°C och kontinuerlig omrörning av reaktionsmassan med tryckluft för att erhålla en transparent lösning av titanylsulfat TiOSO4. I detta fall äger följande exoterma nedbrytningsreaktioner rum:

samt liknande reaktioner med oxider av Mn, Ca, Al och andra föroreningar. Alla reaktioner fortskrider häftigt efter förvärmning med frigörande av stora mängder vattenånga, H2SO4, SO3 och SO2, som fångas i en skrubber besprutad med vatten. Nedbrytningsreaktionen utförs satsvis.

Åtskilliga försök att använda kontinuerliga reaktorer med mekanisk omrörning motiverade sig inte både tekniskt och ekonomiskt, eftersom det förekom ett stort korrosivt och erosivt slitage på utrustningen.

Sura lösningar av sulfater av titan, järn och andra element som finns i råmaterialet har en komplex kolloidal kemisk sammansättning som varierar beroende på syrahalt, temperatur, exponeringstid.

Under sönderdelningsreaktionen blåses reaktorn kontinuerligt med tryckluft, som blandar suspensionen, och sedan, när salter kristalliseras och smältan stelnar, gör den den porös. Efter avslutad sönderdelningsreaktion och kylning av smältan är titanutbytet 96-98%. Vatten tillförs reaktorn (baserat på att man erhåller en lösning med en TiO2-halt på ca 120 g/l) och alla vattenlösliga salter går i lösning.

För det efterföljande avlägsnandet av järn(II)sulfat från lösningen av titanylsulfat reduceras Fe3+-joner till Fe+, för vilka järnspån tillsätts reaktorn. I en sur miljö sker Fe3+ -->- Fe2+ reduktionsreaktionen med det utvecklande vätet. Samtidigt reduceras också en liten mängd (3-5 g/l) Ti4+ till Ti3+. Ti3+-föreningar är starka reduktionsmedel, de utesluter möjligheten till återoxidation av Fe2+ med luft och förhindrar därmed adsorptionen av Fe3+-joner på titandioxid, vilket ger den en gul färg.

Sura lösningar av titanylsulfat, järn, aluminium, mangansulfater sedimenteras eller filtreras från slammet, bestående av rester av oupplöst malm, kiseldioxid, olösligt kalciumsulfat, och klarnas sedan, separerar kolloidala partiklar genom koagulering med användning av flockningsmedel - högmolekylära ytaktiva ämnen. Efter vakuumkristallisation separeras järnsulfat FeSO4*7H2O från lösningen genom centrifugering eller filtrering. Järnsulfat är en biprodukt från produktionen.

2. Det viktigaste steget som bestämmer pigmentegenskaperna hos titandioxid är termisk hydrolys av titanylsulfat, fortsätt enligt reaktionen:

Denna ekvation avslöjar inte det komplexa förloppet av hydrolysreaktionen och den fullständiga sammansättningen av de resulterande ämnena. Titanyljoner i vattenlösning bildar hydroxokomplex I, II, i vilka titanatomer är sammanlänkade genom tennbryggor. Under termisk hydrolys sker övergången av tennbryggor till oxobindningar:

En sådan hydrolysprodukt motsvarar ungefär TiO(OH)2 i bruttosammansättning och kallas metatitaniumsyra
(MTK). Faktum är att några av huvudgrupperna i polyjonen ersätts av sulfogrupper, som delvis bevaras i form av ändgrupper i hydrolysprodukten, som har en polymer struktur och kallas hydratiserad titandioxid (HDT): TiO2*0,71 H2O*0,07SO3.

För att påskynda hydrolysen och öka utbytet, och viktigast av allt, för att erhålla HDT-partiklar av en viss storlek, speciellt framställda embryon. För att erhålla kärnor tas 0,3-0,5 % (massa), beräknat på TiO2, av den sura lösningen före hydrolysen in i en separat reaktor, där den neutraliseras med en NaOH-lösning till pH = 3 under kontinuerlig omrörning. , en kolloidal fällning av titanhydroxidhydrosol, efter 1-2 timmars exponering vid 60-80 °C, förvandlas den till mikrokristallina kärnor med varierande sammansättning. Förutsättningarna för beredning av embryon bestämmer hydrolysprocessen och pigmentets kvalitet.

Sedan i lösningar med en koncentration av TiO2 < 200 g/l koagulering av hydrolysprodukter sker tidigt, vilket förhindrar den kristallkemiska tillväxten av partiklar; Detta utförs i vakuumindunstare vid 60°C. Hydrolysen utförs i reaktorer utrustade med omrörare och spolar för uppvärmning och kylning. Den beredda förhydrolyslösningen upphettas, embryon införs, kokas upp (105-110°C), späds med vatten och fortsätter att koka tills titanylsulfat omvandlas till HDT med 96-97%, som separeras från lösningen genom filtrering och tvättas med vatten. Sulfater i en sur miljö hydrolyseras inte och förblir i en lösning av svavelsyra.

Utfälld GDT utsätts för 3-6-faldig tvättning, i de sista stegen med avmineraliserat vatten. Det är dock inte möjligt att helt tvätta bort starkt adsorberade Fe3+-joner. För att avlägsna resterande Fe3+-joner utförs ”blekning”: Fe3+-joner reduceras med väte till Fe2+, för vilket zinkmetallpulver och kemiskt ren svavelsyra införs. Efter blekning utförs saltbehandling som tillsätter upp till 3 % (massa) ZnO och speciellt framställda rutiliserande kärnor för att erhålla rutilformen av TiO2. För att erhålla anatasformen av TiO2 införs mineralisatorn K2CO3, som underlättar avlägsnandet av vatten under antändning, och 0,5 % fosforsyra, som stabiliserar anatasformen.

3. Nästa steg är
förbränning av gasturbinmotor med få titandioxid:

När den kalcineras, tillsammans med vatten, avlägsnas även SO3 [sammansättning av HDT TiO2 * 0,71H2O * 0,07SO3].

Kalcinering utförs i rörformade roterugnar vid en temperatur av 850-900 0C, produktens uppehållstid i ugnarna är ca 8 h. Rökgaserna som lämnar ugnarna utsätts för våtrening från SO3, H2SO4 och TiO2 damm som transporteras bort med gaser i skrubbrar som bevattnas med ammoniakvatten. Den resulterande titandioxiden kyls och mals.

4. De slutliga operationerna för att erhålla pigment titandioxid är våtslipning, partikelklassificering i storlek och ytbehandling(se diagram). Titandioxid preliminärt mald i torr form massas om i renat vatten (300-350 g/l TiO2), natriumsilikat och alkali tillsätts och utsätts för

kontinuerlig våtslipning i kulor eller v pärlkvarn. Uppslamningen som rinner ut ur bruket skickas till hydrocykloner eller centrifuger för partikelklassificering. Separerade partiklar större än 1 µm returneras för omslipning.

Massa med partiklar mindre än 1 µm utsätts för saltbehandling med Al(SO4)3-, NaOH-, Na2SiO3-, ZnSO4-lösningar och koaguleras. Ti02-fällningen filtreras av och tvättas från Na+- och SO42-joner. Beroende på det ytterligare syftet behandlas titandioxid med modifieringsmedel - ytaktiva ämnen eller organiska kiselföreningar. Det resulterande pigmentet titandioxid torkas, mikroniseras och förpackas. Titandioxid transporteras till företag som tillverkar vattendispersionsfärger och -lacker i tankar i form av en 65-70% vattenhaltig pasta. Torkningsoperationen i TiO2-tillverkningsprocessen är därmed eliminerad.

Nackdelen med svavelsyrametoden är den höga förbrukningen av svavelsyra - 2,1 ton per 1 ton titandioxid. All svavelsyra förvandlas till avfall: surt slam, järnsulfat, utspädd och förorenad "hydrolytisk" syra och mycket utspätt surt vatten från tvättning av järnsulfat, gasturbinmotorer och gasutsläpp.

Järnvitriol, erhållet i mängden 3,2-3,6 ton per 1 ton TiO2, används vid framställning av gula och röda järnoxidpigment och som koaguleringsmedel vid rening av kranvatten. Överskott av vitriol kalcineras med kalk och "pellets" erhålls - råmaterial för masugnsjärnsmältning. De frigjorda gaserna SO2 och SO3 omvandlas återigen till svavelsyra.

Det är mycket svårt att koncentrera en utspädd 15-20% hydrolytisk syra, eftersom salterna av Al, Mg, Fe och andra som finns i den bildar gelliknande slam. Hydrolytisk syra används för att producera gödningsmedel - superfosfat.

Sålunda är produktionen av titandioxid genom svavelsyraprocessen ett komplext komplex av produktion av svavelsyra, superfosfat, järnoxidpigment och metallurgiska råmaterial, och ibland järnsmältning, och ändå en stor mängd slam och mycket utspätt surt tvättvatten förblir oanvänd.

kloridsätt. Framställningen av pigment med denna metod är baserad på klorering av briketter från högkoncentrerade titanhaltiga råmaterial med koks som reduktionsmedel i en kontinuerlig reaktor vid 800 0C:

Samtidigt kloreras Fe(II och III), Al och Si föroreningar också. Titantetraklorid TiCI4 är en vätska med en kokpunkt på 1350C och en fryspunkt på -230C. Järntriklorid är ett fast ämne med en smältpunkt på 282°C och en kokpunkt på 3150°C. Järndiklorid FeCl2 är också en fast substans, den sublimeras vid 672 0C. Den stora skillnaden i kokpunkter för titan- och järnklorider gör det möjligt att separera kloreringsprodukterna genom dubbeldestillation för att erhålla TiCl4 med hög renhetsgrad och SiCl4, FeCl3-avfallsprodukter. Därför, för kloridprocessen, endast råvaror med mycket hög halt av TiO2 (minst 85%). I luft ryker TiCl4 kraftigt och hydrolyserar till Ti(OH)4, så all utrustning måste vara förseglad och resistent mot klor.

Ren TiCl4 bearbetas till TiO2 en av de två följande metoderna.

1. Oxidation
TiCl 4 luft, (utspädd med kväve för att sänka temperaturen):

Reaktionen utförs i en speciell brännare. Klor utspätt med kväve regenereras och återförs till kloreringsprocessen. En progressiv metod är förbränning av TiCl4 i en plasmabrännare, där luftsyre förjoniseras genom uppvärmning till 2000 0C med hjälp av en startvoltbåge och konstant högfrekvent elektrisk uppvärmning. Mottagna partiklar TiO2 utsätts för snabb kylning - "släckning" för att undvika deras tillväxt, aggregering och sintring.

2. Hydrolys överhettad till 4000C vattenånga enligt reaktionen:

Det anatas som bildas i denna process förvandlas snabbt till rutil. Ångfashydrolys används lite, eftersom det är nödvändigt att regenerera klor från HCl, vilket är kostsamt.

Den högdispergerade titandioxiden som erhålls med båda metoderna separeras från reaktionsgaserna i elektrostatiska filter. För att bli av med adsorberad Cl2 eller HCl utförs deklorering genom att blåsa med överhettad ånga. All utrustning av kloridproduktionsmetod TiO2 gjord av ren titanmetall, så produkten är inte förorenad och har hög vithet och bra gallringsförmåga. Under oxidationsprocessen kan modifieringsmedel - aluminium och kisel - införas i reaktionszonen.

Kloridproduktionsprocessen för TiCl4 kännetecknas av användningen av mycket hermetisk utrustning och en hög produktionskultur. Detta är nödvändigt för att förhindra miljöföroreningar av klor och annat avfall (FeCl2 och FeCl3).

I världen praxis, mindre än 30% av TiO2 men denna metod är lovande, eftersom den också är förknippad med produktion av rent metalliskt titan från TiCl4.

Produktionen av någon matprodukt i vår tid är inte komplett utan speciella tillsatser. Med hjälp av dessa kemiska föreningar förlängs produktens hållbarhet, dess färg, konsistens och lukt förbättras. Vad är titandioxid? På senare tid kan ovanstående ofta hittas i sammansättningen av många fisk-, kött- och bageriprodukter, godis och vit choklad.

Kort beskrivning av titandioxid

E171 är en tillsats som är några färglösa kristaller som gulnar när de värms upp.

Denna kemiska förening erhålls genom metoder med sulfat (från ilmenitkoncentrat) eller klorid (från titantetraklorid).

Funktion E171:

• giftfri;
• löses inte i vatten;
• har kemisk resistens;
• hög blekningsförmåga;
• luft- och fuktbeständighet.

Färgämnet titandioxid påverkar inte produktens smak. Dess huvudsakliga uppgift är att ge det ett snövitt utseende.

Applicering av titandioxid

Detta används ofta i branscher som:

• tillverkning av färger och fernissor, plast och papper;
• livsmedelsindustrin.

Titandioxid används också i kosmetika. Det läggs till tvål, krämer, aerosoler, läppstift, olika puder och skuggor.

E171 inom livsmedelsindustrin används för tillverkning av snabbfrukost, pulverprodukter, pulvermjölk, krabbapinnar, majonnäs, tuggummi, vit choklad, godis.

E171 används även för blekning av mjöl. Den erforderliga mängden färg tillsätts tillsammans med mjöl till massan och degen blandas noggrant för maximal fördelning av ämnet. Doseringen är: från 100 till 200 gram per 100 kg mjöl.

Titandioxid används också inom köttförädlingsindustrin. När allt kommer omkring har ovanstående kemiska förening utmärkt dispergerbarhet. Dessutom bleker E171 patéer, bacon och andra delikatessprodukter.

Ovanstående tillsats används också vid produktion av vegetabilisk konserver för att lätta upp sjaskig pepparrot.

Titandioxid: skada

Studier utförda av forskare om den negativa effekten av ovanstående livsmedelstillsats bekräftar: E171 löses inte upp i magsaft och absorberas inte av kroppen genom tarmväggen. Därför, enligt yttrandet från företrädare för officiell medicin, påverkar titandioxid inte människors hälsa negativt. Baserat på dessa data är det tillåtet att använda ovanstående livsmedelstillsats i livsmedelsproduktion (SanPin 2.3.2.1293-03).

Men ändå finns det förslag om den potentiella faran som titandioxid kan medföra. Skadan av hans forskare undersöktes enligt följande: tester utfördes på råttor som andades in detta pulver. Testresultat: titandioxid är cancerframkallande för människor och kan orsaka utveckling av onkologi.

Vissa forskare hävdar att E171-tillskottet kan förstöra människokroppen på cellnivå. Denna information bekräftas endast av experiment på gnagare.

Trots påståendet från företrädare för officiell medicin att titandioxid är ofarligt, fortsätter experiment på det. Experter rekommenderar inte att överskrida dosen av mat (1% per dag) för personer med försvagat immunförsvar.

Titandioxid i kosmetika

Ovanstående tillsats används vid tillverkning av hudvårdsprodukter. Faktum är att titandioxid har följande egenskap: det minskar de negativa effekterna av solens strålar på mänsklig hud. Det vill säga, E171 är ett ultraviolett filter.

Kemisk neutralitet är en annan, inte mindre viktig egenskap hos denna kemiska förening. Detta gör att titandioxid inte reagerar med huden och inte orsakar allergier.

För tillverkning av kosmetika används endast högrenad E171, med en fin struktur.

Titandioxid är en tillsats som används aktivt både i livsmedelsindustrin och vid tillverkning av kosmetika och andra produkter. Överensstämmelse med doseringen av E171 skadar inte hälsan. Att överskrida mängden av ovanstående kemiska förening kan orsaka allvarliga problem i människokroppen.