Onde o dióxido de titânio é usado? Dióxido de titânio de qualidade alimentar: benefício ou dano ao corpo? Mitos e verdades sobre o suplemento
No mundo moderno, a indústria do titânio está se desenvolvendo rapidamente. É a fonte de um grande número de substâncias utilizadas em diversas indústrias.
Características do dióxido de titânio
O dióxido de titânio tem muitos nomes. É um óxido anfotérico de titânio tetravalente. Desempenha um papel importante no desenvolvimento da indústria do titânio. Apenas cinco por cento do minério de titânio vai para a produção de óxido de titânio.
Há um grande número de modificações no dióxido de titânio. Na natureza, existem cristais de titânio que têm a forma de um losango ou quadrilátero.
A fórmula do dióxido de titânio é apresentada da seguinte forma: TiO2.
O dióxido de titânio é amplamente utilizado em diversas indústrias. É conhecido em todo o mundo como um aditivo alimentar como o E-171. No entanto, este componente tem vários efeitos negativos, o que pode indicar que o dióxido de titânio é prejudicial ao corpo humano. Este componente é conhecido por ter propriedades branqueadoras. Isto pode ser bom na produção de detergentes sintéticos. Os danos causados por este suplemento dietético ao corpo humano representam uma ameaça ao fígado e aos rins.
Na indústria alimentícia, existe a possibilidade de danos causados pelo dióxido de titânio. Se for utilizado em excesso, o produto pode adquirir uma tonalidade indesejável, o que só irá repelir os consumidores.
O dióxido de titânio tem um nível de toxicidade bastante baixo.
Pode tornar-se tóxico ao interagir com outros componentes de qualquer produto. O uso de produtos que contenham altos níveis de toxinas pode levar ao envenenamento ou até à morte. Portanto, é muito importante saber com quais elementos você não deve usar óxido de titânio.
Propriedades do dióxido de titânio
O dióxido de titânio possui um grande número de propriedades características. Eles determinam a possibilidade de seu uso em diversas indústrias. O dióxido de titânio tem as seguintes propriedades:
- excelente grau de branqueamento de vários tipos de materiais,
- interage bem com substâncias destinadas a formar um filme,
- resistência a altos níveis de umidade e condições ambientais,
- baixo nível de toxicidade,
- alto nível de resistência do ponto de vista químico.
Preparação de dióxido de titânio
Mais de cinco milhões de toneladas de dióxido de titânio são produzidas anualmente no mundo. Recentemente, a China aumentou muito a sua produção. Os líderes mundiais na produção desta substância são os EUA, a Finlândia e a Alemanha. São esses estados que têm grandes oportunidades de obtenção desse componente. Eles exportam para diversos países ao redor do mundo.
O dióxido de titânio pode ser obtido por dois métodos principais:
1. Produção de dióxido de titânio a partir de concentrado de ilmenita.
Nas unidades de produção, o processo de obtenção do óxido de titânio é assim dividido em três etapas. Na primeira delas, os concentrados de ilmenita são processados com ácido sulfúrico. Como resultado, dois componentes são formados: sulfato ferroso e sulfato de titânio. Então aumenta o nível de oxidação do ferro. Filtros especiais separam sulfatos e lodo. Na segunda etapa, os sais de sulfato de titânio são hidrolisados. A hidrólise é realizada a partir de sementes de soluções de sulfato. Como resultado, são formados hidratos de óxido de titânio. Na terceira etapa, são aquecidos a uma determinada temperatura.
2. Produção de dióxido de titânio a partir de tetracloreto de titânio.
Neste tipo de obtenção de uma substância existem três métodos, que são apresentados:
- hidrólise de soluções aquosas de tetracloreto de titânio,
- hidrólise em fase de vapor de tetracloreto de titânio,
- tratamento térmico de tetracloreto de titânio.
Mesa. Fabricantes de dióxido de titânio.
| Empresa | Volumes de produção, mil toneladas |
|---|---|
| Tecnologias de titânio DuPont | 1150 |
| Nacional dióxido de titânio Co | n / D |
| Ltd. (Cristal) | 705 |
| Pigmentos de Caçador | 659 |
| Tronox, Inc. | 642 |
| Cronos Worldwide, Inc. | 532 |
| Sachtleben Chemie GmbH | 240 |
| Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. | 230 |
No mundo moderno, o óxido de titânio é usado ativamente em diversas indústrias.
O dióxido de titânio tem os seguintes usos:
- Produção de produtos de tintas e vernizes. Na maioria dos casos, o titânio branco é produzido com base neste componente.
- uso na produção de materiais plásticos.
- produção de papel laminado,
- Produção de produtos cosméticos decorativos.
O óxido de titânio também encontrou ampla aplicação na indústria alimentícia. Os fabricantes o adicionam aos seus produtos como um dos componentes dos corantes alimentícios. Praticamente não é perceptível em produtos alimentícios. Os fabricantes o adicionam em quantidades mínimas para garantir que seus produtos sejam melhor armazenados e tenham uma aparência atraente.
O titânio branco, ou dióxido de titânio (fórmula química - TiO2), é utilizado na produção de compostos químicos e produtos alimentícios. Estão marcados com E171, o que indica a presença desta substância, branca e inodora. Graças a este aditivo, os produtos apresentam uma cor perfeitamente branca. O corante é considerado seguro, por isso está incluído em produtos infantis. Quão inofensiva é realmente esta substância?
Características de conexão
O Dióxido de Titânio tem as seguintes propriedades:
- Capacidade de branquear alimentos.
- Resistência química.
- Baixa toxicidade.
- Resistente à umidade e ao ar.
- Falta de cheiro e sabor.
A principal função do TiO2 é branquear o produto, o que lhe confere uma aparência atraente. Muitos produtos apresentam tonalidade cinza: farinha, produtos pesqueiros, gomas de mascar e outros. Devido ao E171, possuem uma cor perfeitamente branca, o que torna sua aparência bonita, aumentando as vendas.
Aplicação desta conexão
No início, o branco titânio era um componente de diversas tintas. Hoje eles não perderam o seu papel nesta capacidade. Em todos os países do mundo servem como enchimento para vernizes e tintas. Na indústria alimentícia, o aditivo alimentar começou a ser utilizado muito mais tarde, sob o número E171, que serve para tingir:
- palitos de caranguejo e alguns frutos do mar, produtos de peixe;
- fórmulas secas para crianças;
- café da manhã rápido;
- bombons e chocolate branco;
- leite em pó;
- goma de mascar;
- produtos vegetais enlatados;
- produtos gourmet.
O corante é usado até para clarear a farinha na produção em massa de bolinhos. A sua quantidade depende da brancura desejada da massa. A quantidade necessária de corante é adicionada à farinha e misturada uniformemente, obtendo-se a cor desejada.
É utilizado na produção de sorvetes, iogurtes, kefir, creme de leite e muitos outros produtos de cor branca. Se você comprar um produto branco, ele contém 90% desse componente.
O custo do produto químico é relativamente pequeno, portanto seu uso é rentável, uma vez que o preço dos produtos em que é utilizado não aumenta.
O corante também é necessário na cosmética, onde confere ao creme uma cor branca. Tem a qualidade de ser opaco, por isso é muito utilizado em cremes bronzeadores. Este é um dos componentes mais eficazes que refletem os raios UV, que têm um efeito negativo na pele.
O perigo é exagerado?
Como o titânio branco é encontrado em uma ampla variedade de produtos de consumo, os cientistas conduziram pesquisas sobre como ele afeta o corpo humano. O dióxido de titânio pigmentado é à prova de fogo e explosão e, em termos do grau de impacto no corpo, pertence a substâncias da 4ª classe de perigo. Inicialmente, falava-se que a conexão era absolutamente inofensiva.
Cientistas da Universidade da Califórnia em Los Angeles realizaram experimentos em ratos e descobriram que as partículas E171 causam alterações negativas no nível genético. Nanopartículas danificam cromossomos, o que afeta a hereditariedade. Também foram detectados danos às células nas quais os processos inflamatórios começaram. E este é um caminho direto para o desenvolvimento de neoplasias malignas.
O corante não é excretado pela pele, acumulando-se no corpo. As nanopartículas não se depositam em um local específico: por serem pequenas, elas se movem por todo o corpo, entrando nas células e afetando seu funcionamento. Aplicamos o termo “estresse oxidativo” a esse processo, que destrói células. São as pequenas partículas que são perigosas, uma vez que o próprio titânio é quimicamente inerte (inativo). Esta substância causa danos a nível celular, o que é especialmente perigoso.
A investigação nesta área continua, até ao momento o perigo de tumores cancerígenos e alterações genéticas ameaça apenas os trabalhadores de empresas que estão constantemente em contacto com esta substância. Mas mesmo este estudo é motivo de preocupação, visto que o composto é utilizado na alimentação infantil, afetando o corpo em crescimento.
O dióxido de titânio é um composto essencial hoje. É o único branqueador para papel, plástico, tintas, alimentos, cremes dentais, cosméticos. Até 2 milhões de toneladas do composto são produzidas anualmente. A tinta entra no corpo humano através da respiração, mas não através da pele.
Não há consenso sobre os danos ou benefícios deste suplemento dietético. Seus danos não foram totalmente comprovados, mas sua inocuidade também está em questão. Após a realização dos primeiros estudos, foi incluído na lista de aditivos alimentares aprovados.
Ao comprar produtos brancos, não temos oportunidade de escolha, porque simplesmente não existe alternativa aos bens de consumo branqueados. Mas se o dióxido de titânio é realmente perigoso, então é melhor comprar produtos cinzentos e feios do que ter uma gama de doenças causadas por esta substância.
O corante E171 (dióxido de titânio) é um pigmento alimentar branco, insolúvel em água e soluções ácidas, amplamente utilizado em diversas indústrias. O aditivo, também chamado de branco de titânio e dióxido de titânio (TiO2, dióxido de titânio), é produzido na forma de um pó de cristais transparentes que ficam amarelos quando aquecidos.
Três variedades de dióxido de titânio são encontradas na natureza: brookita e rutilo com anatase, mas apenas a estrutura cristalina dos dois últimos permite obter a partir deles uma substância adequada para uso. Sua principal propriedade procurada é a capacidade única de branqueamento, que, combinada com a não toxicidade e maior resistência química, às intempéries e à umidade, o torna tão valioso para o consumidor.
E a capacidade de conferir brancura ideal e aparência mais atraente aos produtos comestíveis sem afetar seu sabor e cheiro levou ao uso generalizado desse aditivo na indústria alimentícia. A forma de consumo do dióxido de titânio, sendo o principal produto do processamento do titânio, é geralmente uma substância quase pura com pequenas inclusões de óxido de alumínio e dióxido de silício para melhorar as características tecnológicas do produto.
Principais aplicações do dióxido de titânio
Substância com pureza de referência de até 99,99%, obtida pelo processo de hidrólise térmica, é utilizada para fabricação de vidros extremamente transparentes, aplicações em radioeletrônica, fibra ótica, medicina e piezocerâmica. Para atender à ampla demanda do consumidor, a produção de dióxido de titânio como corante pigmentar é possível em diversas frações diferentes, adaptadas a uma aplicação específica, que determina o tamanho e a forma dos cristais e o tipo de tratamento superficial (orgânico ou inorgânico).
Na indústria, o branco titânio é utilizado para produzir tintas e vernizes com propriedades de cobertura aprimoradas, que protegem as superfícies pintadas da radiação ultravioleta, envelhecimento e amarelecimento do filme. Também são adicionados a produtos plásticos (estruturas de janelas, peças de móveis, eletrodomésticos e automóveis), que além de conferirem alta intensidade à cor branca, aumentam sua resistência às influências negativas.
Na produção de cerâmica, vidro e borracha, o dióxido de titânio é frequentemente utilizado como catalisador de reações químicas ou como material de base inerte, o que permite que produtos feitos a partir deles sejam utilizados em temperaturas elevadas. O mesmo aditivo aumenta a resistência ao desbotamento da tinta de impressão, mate as fibras torcidas na fabricação de tecidos sintéticos e melhora a estrutura da pasta de papel com seu branqueamento na indústria de papel e papelão. Também são conhecidos os efeitos positivos do dióxido de titânio, que visa proteger a madeira da radiação solar, purificar o ar e aumentar a eficiência dos fluxos de soldagem.
Uso de TiO2 em cosméticos e produtos farmacêuticos
O uso mais difundido do dióxido de titânio é na indústria cosmética, alimentícia e farmacêutica. Na produção mais recente, é adicionado como pigmento, o que confere aos medicamentos alto grau de brancura e opacidade às cápsulas dos comprimidos.
Na cosmética, a substância TiO2 é utilizada como agente de proteção ultravioleta, considerado um dos melhores para neutralizar os raios UV na fabricação de protetores solares, como pigmento branco ou preenchedor em cosméticos decorativos (pó, batom, sombra), antitranspirantes, sabonetes e massa dentária.
Sabendo diluir o dióxido de titânio, os adeptos da cosmética natural fazem sabonetes artesanais com propriedades especiais até em casa. Além da tonalidade de cor desejada, confere aos produtos resistência à luz e poder de cobertura. Também é utilizado para produzir outros tipos de pigmentos para matérias-primas cosméticas, por exemplo, mica de titânio (madrepérola).
O aditivo é amplamente utilizado na indústria alimentícia
O uso do aditivo E171 é mais difundido na indústria alimentícia. É usado tanto para conferir certas propriedades aos produtos quanto para proteger suas embalagens plásticas do desbotamento e da radiação ultravioleta. Isto é especialmente verdadeiro na produção de produtos em pó, produtos semiacabados de preparação rápida, leite em pó, etc.
Graças à utilização do dióxido de titânio, os produtos da pesca, os molhos (com raiz-forte ralada, maionese e outros), os glacês de confeitaria, os doces e o chocolate branco obtêm um aspecto opticamente atraente. Também é utilizado para clarificar farinha para fazer bolinhos e outros produtos de massa semiacabados, bem como patês, salsichas e banha no processamento de carnes.
O componente alimentar E171, oficialmente aprovado por normas e regulamentos sanitários, não se dissolve no suco gástrico e não é absorvido no intestino, não permanece nos tecidos e é totalmente eliminado do organismo. Até o momento, estudos clínicos sobre o uso do dióxido de titânio não documentaram nenhum dano em seu consumo, mas para reduzir o preço dos produtos, alguns fabricantes estão tentando utilizar pigmentos alternativos que não são tão seguros para a saúde.
Também não é recomendado ultrapassar a dose diária do teor ideal de dióxido de titânio na dieta, que é de aproximadamente 1%, para pessoas com imunidade fraca, que sofrem de doenças renais e hepáticas, embora existam dados sobre seus possíveis efeitos negativos nesses órgãos. ainda não foram suficientemente estudados e a pesquisa está em andamento.
O dióxido de titânio (E171) é um aditivo alimentar que possui boas propriedades branqueadoras, por isso é amplamente utilizado em diversas áreas (fabricação, cosmetologia, indústria alimentícia). Você também pode encontrar outros nomes para E171: dióxido de titânio, dióxido de titânio, dióxido de titânio e óxido de titânio.
Descrição do aditivo
Composição química do E171: dióxido de titânio (responsável pelo branqueamento) e branco de titânio. Quando aquecida, a substância fica amarela pálida. Esta é uma substância inerte que não se dissolve em, e,.
O dióxido de titânio é encontrado naturalmente em certos minerais, como brookita, rutilo e anatásio. O corante é um pó branco sem sabor ou aroma característico. É caracterizado pela resistência a longo prazo à exposição à luz solar, ambientes ácidos, álcalis e flutuações de temperatura.
Cristais brancos na forma fracionada são utilizados em aplicações industriais. Eles são obtidos das duas formas mais comuns. O primeiro é o sulfato de um concentrado assoreado, o segundo é o cloreto de tetracloreto de titânio.
As principais propriedades do dióxido de titânio: não é nada tóxico, tem resistência química, não altera o cheiro (apenas a tonalidade muda durante o aquecimento), é altamente resistente à umidade, é totalmente compatível com absolutamente qualquer produto de filme e tem um alto branqueamento e ao mesmo tempo capacidade de coloração.
Óxido de titânio em cosmetologia
O E171 é utilizado na produção de diversos cremes para um bronzeado uniforme e de alta qualidade e em pomadas para reações alérgicas. É reconhecida como uma das melhores substâncias que protegem a pele dos raios ultravioleta que causam o melanoma cutâneo.
O dióxido de titânio pode ser encontrado em cosméticos e produtos de beleza, como pó, batom, sombra, antitranspirantes, sabonetes e pasta de dente. Os amantes da cosmética natural preparam seus próprios sabonetes e selecionam os ingredientes necessários e de alta qualidade. O componente essencial do sabonete é o E171, que além de dar a tonalidade desejada, também o protege da luz solar. Usando o aditivo, obtém-se material cosmético de alta qualidade, incluindo mica de titânio (nácar rico).
Dióxido de titânio na produção de alimentos
A aplicação e ampla utilização do Dióxido de Titânio na indústria alimentícia começou em 1994, principalmente como corante natural, que produz um incrível efeito clareador. O E171 é considerado seguro em alimentos, mas pesquisas e testes estão em andamento para determinar os efeitos do aditivo no corpo humano.
O corante é um componente indispensável na produção de misturas secas, laticínios e cafés da manhã instantâneos. É usado como alvejante natural para a produção em massa de gomas de mascar. O dióxido de titânio é usado para branquear palitos de caranguejo (suas partes brancas) e outros frutos do mar.
A indústria alimentícia precisa do E171 porque o corante dióxido de titânio é um componente primário para a criação de biscoitos, pães, doces e outros produtos. A ingestão diária deste suplemento dietético para humanos não deve ser superior a 1%.
Dióxido de titânio na medicina
A indústria farmacêutica também não ficou de lado, já que o E171 é um dos componentes de muitos medicamentos. Ele foi projetado para:
- dar aos comprimidos ou cápsulas uma cor esbranquiçada;
- torná-los mais apresentáveis;
- prolongar a vida útil do medicamento.
O dióxido de titânio branco é amplamente utilizado na indústria médica na produção de comprimidos e complexos vitamínicos. A adição de pó às bases de cremes, supositórios, pastas e outros medicamentos farmacológicos tornou-se comum.
Dióxido de titânio em outras áreas
O óxido de titânio também pode ser encontrado na produção de tintas e vernizes (por exemplo, papéis laminados e plásticos). A substância possui propriedades resistentes ao fogo, por isso é necessária para a fabricação de vidros ópticos. Também é conhecido por ser usado para criar branco para revestir eletrodos de soldagem. Graças a este aditivo, aumenta a resistência ao desbotamento e ao envelhecimento da tinta topográfica e melhoram as características estruturais da pasta de papel na indústria do cartão e do papel.
O dióxido de titânio é utilizado na forma de micropartículas no campo da nanotecnologia, mas esta ainda é uma nova direção no uso do E171. Portanto, o consumo global de micropartículas é de aproximadamente duas mil toneladas por ano. A procura de dióxido de titânio explica-se pelo facto de nos últimos anos ter havido um aumento na produção de bens de consumo e de outros sectores da economia nacional. Nos países desenvolvidos, o consumo de suplementos deveria ser de 2 kg por pessoa, mas isso é bastante difícil de conseguir; por exemplo, na Rússia esse número é de apenas 300 gramas. A capacidade dos mercados de vendas e consumo está aumentando rapidamente, o que sugere que este aditivo alimentar tem boas perspectivas no mercado mundial.
Para a produção em larga escala de cerâmica, vidro e borracha, o dióxido de titânio é utilizado como catalisador de reações químicas, graças ao qual o produto acabado pode ser utilizado em temperaturas elevadas. O dióxido de titânio tem um efeito benéfico na madeira, protegendo-a da radiação solar.
Como o E171 afeta a saúde?
O efeito dos aditivos alimentares no corpo humano está sendo estudado até hoje. É permitido em muitos países: Federação Russa, Bielorrússia, União Europeia, América, Canadá e outros. Este corante está incluído no Codex Alimentarius (um conjunto de padrões alimentares internacionais) como um valioso aditivo alimentar.
Com base nos resultados de diversos estudos, constatou-se que a substância não causa danos ao ser humano, mas isso é verdade? O aditivo não é absorvido e acumulado pelo organismo, após algumas horas é eliminado dele. Foram realizados testes que indicam que o dióxido de titânio, quando consumido, pode destruir as células do corpo. Mas até agora esta opinião não foi confirmada pelos cientistas.
Não é recomendado o uso do suplemento alimentar para pessoas com sistema imunológico fraco, doenças renais ou hepáticas. A inalação do pó branco aumenta o risco de câncer. Isto é confirmado por experimentos realizados em ratos. Foi adicionado corante à comida dos roedores e após cinco dias foi verificado o bem-estar e o estado geral dos ratos. Durante estes 5 dias, os cromossomas dos roedores ficaram deformados e a cadeia de ADN foi interrompida. O metabolismo em ratos é várias vezes mais rápido do que em humanos, portanto, ao testar o corpo humano após consumir E171, os resultados podem diferir significativamente.
Acreditava-se que o E171 é uma substância inofensiva que não causa reações químicas nos organismos vivos, mas não é assim. O aditivo tem um forte efeito mecânico nas células vivas e pode destruir completamente a sua estrutura natural. Existe uma grande probabilidade de que o pó de dióxido de titânio tenha propriedades cancerígenas e possa afetar negativamente o bem-estar humano.
Apesar de longas pesquisas e experimentos, o corante E171 é utilizado como aditivo alimentar e é considerado seguro, desde que adicionado aos alimentos em dosagens mínimas.
O dióxido de titânio, onde quer que seja utilizado, é um aditivo essencial e natural. Isso se deve principalmente às suas características tecnológicas: previne e elimina completamente colorações indesejadas em produtos alimentícios, é conhecido como corante para produtos e misturas e confere uma aparência atraente aos produtos acabados. Mais importante ainda, este suplemento é obtido de fontes naturais e ecológicas. Especialistas afirmam que somente em caso de overdose podem ocorrer efeitos colaterais, por isso o suplemento é permitido em muitos estados, uma vez que seus aspectos nocivos não representam nenhum risco significativo à saúde humana.
). Mais duas modificações de alta pressão foram obtidas artificialmente - rômbico IV e hexagonal V.
| Modificação/Opção | Rutilo | Anatáz | Brookite | Rômbico IV | Hexagonal V | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Parâmetros de rede elementares, nm | a | 0,45929 | 0,3785 | 0,51447 | 0,4531 | 0,922 |
| b | - | - | 0,9184 | 0,5498 | - | |
| c | 0,29591 | 0,9486 | 0,5145 | 0,4900 | 0,5685 | |
| Número de unidades de fórmula na célula | 2 | 4 | 8 | |||
| Grupo espacial | P4/mnm | I4/AMD | Pbc | Pbcn | ||
Quando aquecidos, tanto o anatase como a brookite transformam-se irreversivelmente em rutilo (as temperaturas de transição são 400-1000 °C e cerca de 750 °C, respetivamente). A base das estruturas dessas modificações são os octaedros de TiO 6, ou seja, cada íon Ti 4+ é circundado por seis íons O 2-, e cada íon O 2- é circundado por três íons Ti 4+. Os octaedros estão dispostos de tal forma que cada íon de oxigênio pertence a três octaedros. No anatásio existem 4 arestas comuns por octaedro, no rutilo - 2.
Estar na natureza
Na sua forma pura, é encontrado na natureza na forma dos minerais rutilo, anatase e brookita (na estrutura, os dois primeiros apresentam sistema tetragonal, e o último - sistema ortorrômbico), sendo a parte principal o rutilo.
Propriedades
Propriedades físicas e termodinâmicas
O dióxido de titânio puro é formado por cristais incolores (fica amarelo quando aquecido). Para fins técnicos é utilizado triturado, representando um pó branco. Insolúvel em água e ácidos minerais diluídos (exceto ácido fluorídrico).
- Ponto de fusão do rutilo - 1870 °C (de acordo com outras fontes - 1850 °C, 1855 °C)
- O ponto de ebulição do rutilo é 2500 °C.
- Densidade a 20 °C:
As temperaturas de fusão, ebulição e decomposição para outras modificações não são indicadas, pois eles se transformam em forma de rutilo quando aquecidos (veja).
Devido ao empacotamento mais denso de íons em um cristal rutilo, sua atração mútua aumenta, a atividade fotoquímica diminui, a dureza (abrasividade), o índice de refração (2,55 para anatase e 2,7 para rutilo) e o aumento da constante dielétrica.
Propriedades quimicas
O dióxido de titânio é anfotérico, o que significa que apresenta propriedades básicas e ácidas (embora reaja principalmente com ácidos concentrados).
Dissolve-se lentamente em ácido sulfúrico concentrado, formando os sais correspondentes de titânio tetravalente:
2TiO 2 + 4NH 3 → (t) 4TiN + 6H 2 O + O 2
Quando fundidos com óxidos, hidróxidos e carbonatos, formam-se titanatos e óxidos duplos:
Propriedades tóxicas, efeitos fisiológicos, propriedades perigosas
TLV (Limite Limite dos EUA): como TWA (EUA) 10 mg/m³ A4 (ACGIH 2001).
Mineração e produção
Artigo completo obtendo óxido de titânio(IV)
A produção mundial de dióxido de titânio no final de 2004 atingiu aproximadamente 5 milhões de toneladas.
Os principais produtores e exportadores de dióxido de titânio são:
Nos últimos anos, a produção de dióxido de titânio na China tem crescido extremamente rapidamente.
Na Rússia, o pigmento dióxido de titânio não é produzido, mas são produzidos graus técnicos usados na metalurgia. Na CEI, o dióxido de titânio é produzido na Ucrânia pelas empresas "Sumykhimprom", a cidade de Sumy, "Titan da Crimeia", Armyansk) e pela empresa "Fábrica de titânio-magnésio" (Zaporozhye). O Instituto Estadual de Fertilizantes e Pigmentos Minerais de Sumy (MINDIP) em seus trabalhos de pesquisa dá atenção especial à tecnologia de produção de óxido de titânio (IV) pelo método do sulfato: pesquisa, desenvolvimento de novos graus, modernização da tecnologia e instrumentação do processo.
Como afirmado acima, o dióxido de titânio ocorre na forma de minerais, mas esta fonte é insuficiente, por isso é produzida grande parte dela. Existem dois métodos industriais principais para a produção de TiO 2: a partir de concentrado de ilmenita (FeTiO 3) e a partir de tetracloreto de titânio.
Produção de dióxido de titânio a partir de concentrado de ilmenita
A tecnologia de produção consiste em três etapas:
- obtenção de soluções de sulfato de titânio (tratando concentrados de ilmenita com ácido sulfúrico). O resultado é uma mistura de sulfato de titânio e sulfatos de ferro (II) e (III), este último reduzido com ferro metálico ao estado de oxidação de ferro +2. Após a recuperação, as soluções de sulfato são separadas do lodo por meio de filtros de tambor a vácuo. O sulfato de ferro (II) é separado em um cristalizador a vácuo.
- hidrólise de uma solução de sais de sulfato de titânio. A hidrólise é realizada pela introdução de sementes (elas são preparadas pela precipitação de Ti(OH) 4 a partir de soluções de sulfato de titânio com hidróxido de sódio). Na etapa de hidrólise, as partículas de hidrolisado resultantes (hidratos de dióxido de titânio) apresentam alta capacidade de adsorção, principalmente em relação aos sais de Fe 3+, por isso na etapa anterior o ferro férrico é reduzido a divalente. Variando as condições de hidrólise (concentração, duração das etapas, número de embriões, acidez, etc.), é possível obter o rendimento de partículas de hidrolisado com propriedades desejadas, dependendo da aplicação pretendida.
- tratamento térmico de hidratos de dióxido de titânio. Nesta fase, variando a temperatura de secagem e utilizando aditivos (como óxido de zinco, cloreto de titânio e utilizando outros métodos, pode-se realizar a rutilização (ou seja, a reestruturação do óxido de titânio na modificação rutílica). Para tratamento térmico, rotativo São utilizados fornos de tambor com 40-60 m de comprimento.O tratamento térmico evapora a água (hidróxido de titânio e hidratos de óxido de titânio são convertidos na forma de dióxido de titânio), bem como dióxido de enxofre.
Produção de dióxido de titânio a partir de tetracloreto de titânio
Existem três métodos principais para produzir dióxido de titânio a partir do seu tetracloreto:
- hidrólise de soluções aquosas de tetracloreto de titânio (seguida de tratamento térmico do sedimento)
- hidrólise em fase de vapor do tetracloreto de titânio (com base na interação do vapor do tetracloreto de titânio com o vapor de água). O processo geralmente é realizado a uma temperatura de 900-1000°C
- tratamento térmico de tetracloreto (combustão em uma corrente de oxigênio)
Aplicativo
Principais usos do dióxido de titânio:
| 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | |
|---|---|---|---|---|
| América | 1730 | 1730 | 1730 | 1680 |
| Oeste. Europa | 1440 | 1470 | 1480 | 1480 |
| Japão | 340 | 340 | 320 | 320 |
| Austrália | 180 | 200 | 200 | 200 |
| Outros países | 690 | 740 | 1200 | 1400 |
| Total | 4380 | 4480 | 4930 | 5080 |
Outras aplicações - na produção de produtos de borracha, produção de vidro (vidro resistente ao calor e óptico), como refratário (revestimento de eletrodos de soldagem e revestimentos de moldes de fundição), em cosméticos (sabões, etc.), na indústria alimentícia ( aditivo alimentar E171).
Preços e mercado
Os preços do dióxido de titânio variam dependendo da pureza e da marca. Assim, o dióxido de titânio especialmente puro (99,999%) nas formas rutilo e anatase custa 0,5-1 dólares por grama em setembro (dependendo do tamanho da compra) e o dióxido de titânio técnico - 2,2-4,8 dólares por quilograma, dependendo da marca e volume de compra.
Padrões
- Pigmento de dióxido de titânio. Especificações técnicas GOST 9808-84
Atualmente, o dióxido de titânio não é produzido de acordo com GOST 9808-84.
- Pigmento de dióxido de titânio. TU U 24.1-05762329-001-2003
SJSC "Titan" (Armensk) opera de acordo com estas condições técnicas.
- Pigmento de dióxido de titânio. TU U 24.1-05766356-054:2005
OJSC Sumykhimprom (Sumy) opera de acordo com estas condições técnicas.
Referências
- B. V. Nekrasov. Noções básicas de química geral. Ligado. 3º, rev. e adicional Editora "Química", 1973, pp.
- T. G. Akhmetov, R. T. Porfiryeva, L. G. Gaisin e outros. Tecnologia química de substâncias inorgânicas: em 2 livros. Livro 1Ed. T. G. Akhmetova.-M.: Escola Superior, 2002 ISBN 5-06-004244-8 P. 369-402
- Química: Ref. ed./V. Schröter, K.-H. Lautenschläger, H. Bibrak et al.: Trans. com ele. 2ª ed., estereótipo. - M.: Química, 2000. S. 411
- Enciclopédia Química (versão eletrônica) pp.
Ligações
- Mercado mundial de pigmento dióxido de titânio Status, tendências, previsões
- TiO2 - Dióxido de Titânio | Dióxido de titânio (dióxido de titânio) | Propriedades, escopo, fabricantes de dióxido de titânio
- Ficha Internacional de Dados de Segurança Química para Dióxido de Titânio
- Informações sobre dióxido de titânio do banco de dados químico da Universidade de Akron
Notas
- http://www.snab.ru/lkm2/01/03.pdf
- Enciclopédia Química