Диоксид титана
В современно мире титановая индустрия развивается стремительно. Она является источником появления большого количества веществ, которые используются в разных сферах промышленности.
Характеристики диоксид титана
Диоксид титана обладает большим количеством названий. Он является амфотерным оксидом четырехвалентного титана. Он играет важную роль в развитии титановой индустрии. Только пять процентов титановой руды идет на производство оксида титана.
Есть большое количество модификаций диоксида титана. В природе встречаются кристаллы титана, которые обладают формой ромба или четырехугольника.
Формула диоксид титана
Диоксид титана формула представлена следующим образом: TiO2.
Диоксид титана нашел широкое распространение в различных отраслях промышленности. Он известен во всем мире в качестве такой пищевой добавки, как Е-171. Однако у данного компонента есть ряд негативных действий, что может свидетельствовать о том, что диоксид титана вред несет для организма человека. Известно, что этот компонент обладает отбеливающими качествами. Это может быть хорошо при производстве синтетических моющих средств. Вред для организма человека этой пищевой добавки представляет собой угрозу печени и почкам.
Вред от диоксид титана
В пищевой промышленности есть вероятность появления вреда от диоксида титана. При избыточном его использовании продукция может приобрести нежелательный оттенок, что только оттолкнет потребителей.
Диоксид титана обладает достаточно низким уровнем токсичности.
Он может стать токсичным при взаимодействии с другими компонентами какой – либо продукции. Использование продукции с высоким содержанием токсинов может привести к отравлениям или даже к смертельному исходу. Поэтому очень важно знать, с какими элементами не стоит использовать оксид титана.
Свойства диоксида титана
У диоксида титана имеется большое количество характерных для него свойств. Они определяют возможность его использования в разных отраслях промышленности. Диоксид титана свойства имеет следующие:
- отличная степень отбеливания различных видов материалов,
- отлично взаимодействует с веществами, которые предназначены для образования пленки,
- устойчивость к высокому уровню влажности и к условиям окружающей среды,
- низкий уровень токсичности,
- высокий уровень стойкости с химической точки зрения.
Получение диоксид титана
Ежегодно в мире производится более пяти миллионов тонн диоксида титана. За последнее время его производство очень сильно увеличил Китай. Мировыми лидерами по получению этого вещества являются США, Финляндия, Германия. Именно эти государства имеют большие возможности для получения этого компонента. Они экспортируют его в разные страны мира.
Диоксид титана получение возможно двумя основными методами:
1. Изготовление диоксида титана из ильменитового концентрата.
На производственных предприятиях процесс получения оксида титана таким образом делится на три этапа. На первом из них осуществляется обработка ильменитовых концентратов при помощи серной кислоты. В итоге образуются два компонента сульфат железа и сульфат титана. Затем осуществляет повышения уровня окисления железа. В специальных фильтрах происходит разделение сульфатов и шламов. На втором этапе производится гидролиз сульфатный солей титана. Гидролиз осуществляется путем использования зародышей из растворов сульфатов. В результате образуются гидраты оксида титана. На третьем этапе производится их нагревание до определенной температуры.
2. Изготовление диоксида титана из тетрахлорида титана.
В данном виде получения вещества существует три метода, которые представлены:
- гидролизом водных растворов тетрахлорида титана,
- парофазным гидролизом тетрахлорида титана,
- термической обработкой тетрахлорида титана.
Таблица. Производители диоксид титана.
| Предприятие | Объемы производства, тыс. тонн |
|---|---|
| DuPont Titanium Technologies | 1150 |
| National Titanium Dioxide Co | н/д |
| Ltd. (Cristal) | 705 |
| Huntsman Pigments | 659 |
| Tronox, Inc. | 642 |
| Kronos Worldwide, Inc. | 532 |
| Sachtleben Chemie GmbH | 240 |
| Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd | 230 |
Применение диоксид титана
В современном мире оксид титана активно применяется в различных отраслях промышленности.
Диоксид титана применение имеет следующее:
- Изготовление лакокрасочной продукции. В большинстве случаев на основе этого компонента производятся титановые белила.
- использование при производстве пластмассовых материалов.
- изготовление бумаги ламинированного типа,
- Изготовление косметических декоративных средств.
Оксид титана также нашел широкое применение в пищевой промышленности. Производители добавляют его в свои изделия в качестве одного из компонентов красителей пищевого типа. В продуктах питания он практически не ощущается. Производители добавляют его в минимальных количествах для того, чтобы их продукция лучше хранилась и имела привлекательный внешний вид.
Статьи по теме
Свойства фенола
Фенолы и их производные содержатся в древесине, торфе, буром и кам. углях, нефтяных остатках. В живой природе фенолы, гл. обр. в виде производных, присутствуют в клетках растений.
Диоксид титана упрочняет цемент
Статья содержит краткий анализсостояния производства и потребления диоксида титана, перспективы организации егопроизводства диоксида в России по состоянию на 2007 год, предложение поорганизации побочного производства белого пигмента (заменителя диоксида титана)для строительной индустрии.
Диоксид титанапигментный является наиболее востребованным товаром на мировом рынке. Мировойобъем его производства— 4,5 млнт.
Мировые цены надиоксид титана возросли на 10% по сравнению с 2006 г., инициатором этого процесса стала американскаяфирма-производитель «DePont».
Россия является крупным потребителем диоксидатитана на мировом рынке. Точный объем потребления диоксида титана в России не известен.На основании опросаторговых компаний, поставляющих диоксид титана на российский рынок, а такжеоценки объемов поставок по производителям, не фигурирующим в данных ФТС РФ (илифигурирующих с незначительными объемами поставок), но чья продукция взначительных объемах представлена на российском рынке, с учетом производимого вРоссии диоксида титана на «Соликамском магниевом заводе» и волгоградском«Химпроме», объем российского рынка в 2005 г. оценен в 70 тыс. т.
Вместе с тем из-заразвития лакокрасочной промышленности (на которую приходится 57% всего потреблениядиоксида титана) и увеличения производства качественной бумаги (на 12%) потребности в пигменте к 2010 г. в России могутвозрасти до 110 тыс. т. В современныханалитических обзорах потребности строительной индустрии в белом пигменте —диоксиде титана не учитываются, а фактическая потребность ежегодно возрастает.
Вопрос обеспечения строительной индустрии диоксидом титана крайне важен какдля производства строительных красок предприятиями бывшего Минместпрома ичастными строительными фирмами, так и для производства штукатурок, грунтовок изатирок.
Отдаленные районы, например Забайкалье, не имеют возможности ввозить белыйцемент — очень дорого. Производители вынуждены окрашивать серый цемент в белыйцвет, вводя 8 % диоксида титана.
Московский завод ЖБИ № 17 неоднократно использовал диоксид титана дляокраски серого цемента, так как в технологической линии завода не предусмотренаподача белого цемента.
Таким образом, вопрос обеспечения строительной индустрии диоксидом титанаостается открытым. Импортный диоксид титана не всегда применим — из-за егостоимости.
Исследование влияния диоксида титана на прочностные характеристикипортландцемента показали увеличение его прочности на марку, тогда как введениедругих пигментов вызывает снижение прочности портландцемента на 20 % и менее.
Пигментный диоксидтитана существуют в двух формах — анатазная и рутильная и производится по двум технологическим схемам:сульфатный и хлорный способы. Обеформымогут быть произведены любым из способов.
По сравнению ссульфатным хлорный способ является более экологически чистым и совершеннымблагодаря возможности осуществлять процесс в непрерывном режиме, чтопредполагает полную автоматизацию производства. Однако хлорный способ избирателен ксырью, а в связи с использованием хлора и высоких температур требует применениякоррозионностойкого оборудования.
Собственноероссийское производство пигментного диоксида титана осуществляется наСоликамском магниевом заводе в объеме 4 тыс.т/год в соответствии стребованиями ТУ 17 15-347-00545484-94. Ценаготового продукта — 31000руб./т.Качество получаемого пигмента значительно ниже мирового уровня по устойчивостик ультрафиолетовому облучению, реологическим свойствам, разбеливающей способности и отклонению от цветовогоэталона.
Борьба за российский рынок идет в первую очередь междудвумя украинскими заводами по производству диоксида титана — ЗАО «Крымский Титан» (86 тыс.т/год) и ОАО «Сумыхимпром» (50 тыс.т/год) — и западными поставщиками(США, Финляндия, Швеция и т.д.).
На территорииРоссии наметилось строительство нескольких заводов.
В Амурской области фирма Aricom рассчитывает начать работу на базеКуранахского титаноильменитовогоместорождения.
Компания Aricomбыла создана в сентябре 2003 г. специально для реализации титанового проекта компанииPeter Hambro Mining (PHM), специализирующейся на золотодобыче в России.11 мая 2007 Aricom привлекла 65млн $ для разработки Куранахского месторождения.
Для того чтобывыйти на рынок (фактически пустой) и занять на немдоминирующее положение, компания Peter Hambro Mining подготовила проекторганизации производства полного цикла — начиная от добычи и обогащения ильменитовой руды допроизводства и сбыта диоксида титана. В настоящее время немецкая компанияFerrostaal AG готовит технико-экономическое обоснование строительствагорнообогатительного комбината (ГОК) на Куранахском месторождении и завода попроизводству диоксида титана в Тынде. Расчетная мощность ГОК — 735,3 тыс. т руды ежегодно, что позволит производить117,65 тыс. т ильменитового концентрата. Вблизи Тынды, в 440 км от месторождения, будет построен завод попроизводству 50 тыс. тдиоксида титана, в том числе 37,5 тыс. тпигмента для лакокрасочнойпромышленности, 7,5 тыс. т — для пластмасс и 5 тыс. т — для бумаги. При этом нуждыстроительной отрасли не оцениваются вовсе.
В Карелии запасыПудожгорского месторождения железо-титан-ванадиевых руд имеют стратегическоезначение для российской экономики, поскольку их разработка позволит снизитьзависимость страны от импорта титанового сырья. Общие ресурсытитаномагнетитовых руд Пудожского района оцениваются в 3,6 млрд т, этокрупнейшая сырьевая база Северо-Запада России. Однако ее освоение невозможнобез развития транспортной и энергетической инфраструктур.
В Республике Коми в Ярегском месторождениисосредоточено около 40% запасов титана России. Проект его освоения обоснован возможностьюразработки технологии совместной добычи двух полезных ископаемых — титановой руды и нефти.
В Томской областисырьевой базой производства пигментного диоксида титана являются утвержденныезапасы Туганского месторождения ильменит-цирконовых песков.
Технологическаясхема производства начинается с добычных работ (забой — экскаватор — самосвал — склад обогатительногокомплекса), далее проводятся работы по обогащению, включающие в себя первичноегравитационное обогащение до стадии получения чернового коллективногоконцентрата, электромагнитную и электростатическую доводку чернового концентратадо товарной продукции.
По информации от27 марта 2007, корпорация «ВСМПО-Ависма» намерена увеличить к 2010 г. выпуск титана в 1,5 раза. В период с 2000 по 2005 гг.производство товарной продукции повысилось в 2,5 раза, а в период до 2010 г. прирост, как ожидается, составит 1,7–1,9 раза.
В Томске создаетсяособая экономическая зона.По информации от 30 мая 2007г., Томскую экономическую зонупостроит «Монтена инвест». Компания «Монтена инвест» стала победителем вконкурсе ОАО «Особая экономическая зона «Томск»» на строительство первого корпуса южной площадки особой экономическойзоны (ОЭЗ) в Академгородке.
В сложившейся ситуации на рынке потребления пигментного диоксида титанановый способ получения механоактивированного заменителя диоксида титана имеетбольшую перспективу в плане насыщения рынка и получения прибылей.
Пигмент белый механоактивированный (рецептура «Хризантема») являетсязаменителем диоксида титана, обладает повышенной термо- и светостойкостью,нерастворим в связующих, обладает высокой стойкостью к агрессивным средам, щелоче-и атмосферостойкостью, низкой маслоемкостью.
При получении механоактивированного белого пигмента используется энергиямеханоактивации, которая содействует совершению химических актов междукомпонентами механоактивируемой смеси. Получаемый продукт несет родительскиесвойства компонентов сырьевой смеси. Механоактивированный белый пигмент«Хризантема» обладает каталитическими свойствами. При этом окрашиваниематериалов с использованием механоактивированного белого пигмента происходит намолекулярном уровне.
Технология получения механоактивированного белого пигмента порошковая,безотходная, выбросы в атмосферу минимально возможные для применяемых устройств:циклонов и рукавных фильтров.
Механоактивированный белый пигмент «Хризантема» имеет большие перспективы примененияв строительстве и смежных отраслях для получения окрашенных материалов в связис низким классом опасности «З», наличием неограниченной сырьевой базы исравнительно невысокой (в 2 раза ниже, чем диоксида титана) ценой.
Разработка подготовлена к промышленному внедрению и защищена патентом наизобретение № 2205849 «Пигмент и способ его получения».
В табл. 1 приведены данные о влиянии добавкимеханоактивированного белого пигмента «Хризантема» на степень белизны иактивностьбелого портландцемента М-300, производимого на ОАО «Щуровский цемент». Испытание на равномерностьизменения объемавыдержали все пробы. В испытаниях использовался диоксид титана рутильной формы, производство Сумского ОАО «Химпром».