روش های تولید تیتان دی اکسید

تولید تیتان دی اکسید به دو روش تولید میشود:
“روش سولفات “

این روش که در سال ۱۹۱۵ توسط F.faruo و G.jebsenنروژی طراحی و تکمیل،در سال ۱۹۱۹به صورت انبوه مورد بهره برداری قرار گرفت .در این روش سنگ معدن غنی و آسیاب شده به وسیله سولفوریک اسید غلیظ و داغ شکافته میشود .در این پروسه ایلمنیت یا آهن تیتا نات FeTiO₃  به آهن سولفات FeSO₄ وتیتا نیل سولفات TiOSO₄ تبدیل میشود .همچنین مقادیر قابل توجهی گوگردی اکسید SO₂ایجاد می شود که با سدیم هیدروکسی جذب و خنثی میگردد،بطوریکه خروج آن ه محیط زیست نسبتا اندک است .جداسازی دو نمک سولفات آهن و تیتانیوم به کمک انحلال متفاوت آن دو ،از یکدیگر صورت می پذیرد تیتانیل سولفات نیز سپس درآب در حال جوش به تیتان اکسید هیدرات تبدیل گشته و این نیز با حرارت دادن در کوره های چرخنده تا یک هزار درجه سلسیوس ۱۰۰۰°C به تیتان دی اکسید نسبتا خالص تبدیل میشود

“روش کلرید“

در این روش تیتانیوم دی اکسید روتیل یا سنگ معدن غنی و آسیاب شده با کک و گاز کلر مخلوط شده و در کوره های مقاوم به کلر تا ۱۰۰۰ درجه ۱۰۰۰°Cحرارت داده میشود در این فرایند تیتان تتراکلریدودیاکسید کربن ایجاد میشود.

قیمت تیتان دی اکسید

عملیات بهبود سازی خصوصیات سطح رنگدانه

برای بهتر شدن بعضی خواص عملی و کارایی دی اکسید تیتانیوم (مثل قابلیت مرطوب شدن، سهولت پخش شدن و مقاومت در برابر گچی شدن) بااستفائه از اکسیدها یا هیدروکسید آلومینیوم، سیلیسیوم، روی، عملیاتی روی آن انجام می شود .این عملیات شامل رسوب دادن مواد فوق از محلول نمک های مربوطه بر روی سطح ذرات رنگدانه می باشد که پس از آن عملیات شستشو و خشک کردن انجام می گیرد. عملیاتی که روی سطح رنگدانه انجام می شود سبب کاهش فعالیت کاتالیزوری سطح رنگدانه می شود.که مورد روتیل فعالیت کاتالیزوری سطح خیلی کم می شود.

مقدار نسبی اکسیدهای مصرفی و مقداری که برای پوشش دار کردن سطح رنگدانه به کار می رود بستگی به نوع کاربرد روتیل دارد. مقدار دی اکسید تیتانیوم موجود در رنگدانه ای که عملیات بهبود سازی سطح بر روی آن انجام می شود می تواند بین ۹۵-۹۰% متغیر باشد.

مدیفیکاسیون های تیتان دی اکسید

تیتان دی اکسید از نظر ساختاری یا کریستالی ،دارای سه مدیفیکاسیون است،روتیل،آناتاس،وبروکیت نوع بروکیت فاقد کاربرد صنعتی بوده .

ویژگی های فیزیکی تیتان دی اکسید

مهمترین مشخصات فیزیکی دو نوع تیتان دی اکسید صنعتی

در خصوص بررسی و ارزیابی دو نوع کریستال تیتان تا چندی پیش وضع بدین منوال بودکه پیگمنت سفید نوع آناتاس به خاطر تخریب پذیری بیشتر آن در اثر تابش نور ،بخصوص در محدوده UVبه عنوان محصول درجه ۲ و عمدتا برای مصرف در فضاهای سرپوشیده مورد استفاده قرار میگرفت ،البته با توجه به ضریب شکست پایین تر آن نسبت به نوع روتیل ،کماکان ظرفیت پوشش آن نسبت به نوع روتیل پایین تر است ولی با توجه به طول موج جذبآن که حدود ۳۵۸nmاست یعنی حساسیت بیشتر به طور موجهای کوتاه تر و نتیجتا خصلت های بهتر آن به عنوان فتوکاتالیز نه تنها از برخورد تحقیر آمیز نسبت به آناتاس کاسته شد ،بلکه روز به روز نیز بر جذابیت آن برای مصارف گوناگونغیر پوششی افزوده میگردد.

خواص دی اکسید تیتانیوم

در میان رنگدانه های سفید ،دی اکسید تیتانیوم دارای قدرت پوشانندگی بیشتر و همرنگ کنندگی بهتری می باشد و به همین دلیل به عنوان رنگدانه سفید بیشترین کاربرد را به خود اختصاص داده است. این رنگدانه غیر سمی است و در مقابل حلال هایی که در رنگ به کار می رود مقاوم است و پایداری حرارتی خوبی هم دارد. همچنین پایداری شیمیایی آن خوب است و تنها در اسید سولفوریک غلیظ حل می شود که سرعت واکنش خیلی کم است. این رنگدانه در دو نوع آناتاز و روتیل وجود دارد ساختمان کریستالی هر دو یکسان است اما وزن مخصوص آناتاز کمتر از روتیل است که به علت فاصله بیشتر بین اتم های تیتانیوم و اکسیژن است. هر دو نوع رنگدانه زمانی که در معرض اشعه فرابنفش قرار می گیرند به شدت آن را جذب می کنند.

خرید تیتان دی اکسید

شناسایی یا تشخیص کیفی تیتان دی اکسید

مقداری تیتان دی اکسید با پتاسیم دی سولفات مخلوط کرده و حرارت میدهیم ،حاصل این واکنش ترکیب TiOSO₄ تیتانیل سولفات است که با هیدروژن پراسید آب اکسیژنه یک کمپلکس با رنگ زرد متمایل به نارنجی می دهد .این تشخیص کیفی را می توان در صورت عدم دسترسی به پتاسیم دی سولفات با سولفوریک اسید نیز انجام داد ،بدین ترتیب که مقدار کمی پودر تیتان دی اکسید را در یک لوله آزمایش ریخته و با آن با احتیاط یک تا دو میلی لیتر سولفوریک اسید اضافا کرده و سپس لوله آزمایش روی یک شعله گاز آزمایشگاهی حرارت داده میشود مخلوط پس از سرد شدن با آب رقیق شده و از یک کاغذ صافی عبور داده میشود .سپس به محلول صاف شده مقدار کمی هیدروژن پراکسید اضافه گردد.درصورت وجود تیتان دی اکسید ،یک ترکیب زرد رنگ نتیجه آزمایش خواهد بود.

گچی شدن یا سفیدک زدگی

زمانی که در اثر تجزیه لایه سطحی رنگپایه، رنگدانه های آزاد به وجود بیایند این پدیده مشاهده می شود. در این صورت در اثر سائیدن نوک انگشتان روی سطح رنگ رنگدانه به صورت پودر سفید یا گچ جدا می شود. این پدیده در فیلم رنگ محتوی آناتاز یا روتیل بعد از مدتی که در مجاورت اتمسفر قرار می گیرد، اتفاق می افتد. گچی شدن در نوع آناتاز سریعتر از نوع روتیل انجام می شود و تخریب فتوشیمیایی فیلم شدیدتر از نوع روتیل انجام می گیرد.

تخریب لایه سطحی رزین که منجر به گچی شدن فیلم رنگ می شود به علت آن است که در مجاورت دی اکسید تیتانیوم سرعت اکسیداسیون افزایش می یابد . در این اکسیداسیون دی اکسید تیتانیوم نقش کاتالیزور را بازی کرده که نوع آناتاز بسیار فعالتر از نوع روتیل است . تحقیقات نشان می دهد که آناتاز اکسیژن بیشتری را نسبت به روتیل جذب می کندو چنین تصور می شود که گه در لایه فیلم رنگ هم اکسیژن و هم بعضی از اجزا رنگپایه بر روی سطح فعال شده دی اکسید تیتانیوم جذب می شوند. و چون جذب مواد اولیه بر روی سطح یک جامد عموماً منجر به کاهش انرژی فعالیت واکنش می گردد، بنابراین عمل فوق باعث تسریع اکسیداسیون لایه رنگ می شود .

انواع مصارف دی اکسید تیتانیوم

مصارف دارویی :

برای مصارف دارویی پودر دی اکسید تیتان گرید روتایل را استفاده می کنند و از آن پراکسید تیتان ، سالسیلات تیتان و تانات تیتان تهیه می کنند ، دی اکسید تیتان برای التیام سوزش های پوستی مورد استفاده قرار می گیرد و منعکس کننده اشعه ماوراء بنفش خورشید است و بدین جهت در ساختن کرم ها و لوسیون های ضد آفتاب ضد سوختگی استفاده می شود . از پودر دی اکسید تیتان در ساخت قاب کپسول های دارویی و پوشش قرص ها نیز استفاده می شود.

مصارف آرایشی :

دی اکسید تیتان در ساخت وسایل آرایشی به کار می رود . دی اکسید تیتانیوم در کرم ها و لوسیون ها ضد آفتاب استفاده می شود که ناشی از توانایی آن در حفاظت پوست می باشد. انواع مشخصی از دی اکسید تیتانیوم هم در اشکال رنگدانه ای و هم در اشکال نانو در کاربردهای آرایشی مثل رژ لب ها و محصولات میکاپ مورد استفاده قرار می گیرند. دی اکسید تیتانیوم رنگدانه ای برای ایجاد تیرگی و روشنی مثلاً در کرم های ضد آفتاب به کار می رود. نانو دی اکسید تیتانیوم برای ایجاد شفافیت و جذب UV به عنوان جزء حفاظتی در کرم های ضد آفتاب به کار می رود. این ماده به فاکتورهای حفاظت بالا در مقابل خورشید (SPF) کمک می کند و سال ها است که برای حفاظت در مقابل اشعه مضر ماوراء بنفش خورشید به کار می رود.

مصارف غذایی:

پودر دی اکسید تیتان خالص به عنوان رنگدانه در فراورده های غذایی کاربرد دارد .انواع خاص دی اکسید تیتانیوم رنگدانه ای که دارای استانداردهای خلوص مناسب می باشند به عنوان رنگ دهنده در مواد خوراکی ( مثل آب نبات ها ، بیسکوئیت ها ، شیرینی ها ، سفید کننده های قهوه ، خمیردندان و غیره ) استفاده می شوند.

مصارف صنعتی تیتانیوم:

دی اکسید تیتانیوم نوع رنگدانه ای ده ها سال در محدوده وسیعی از کالاهای صنعتی و مصرفی از جمله رنگ ها ، پوشش ها ، چسب ها ، کاغذ و مقوا ، پلاستیک و لاستیک ، جوهرهای چاپ ، پارچه های پوشش داده شده و منسوجات و همچنین تهیه الیاف مصنوعی استفاده می شود. باتوجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن در صنایع زیر مورد استفاده قرار می گیرد.

در صنایع رنگ سازی ( رنگ خودرو ، رنگ ساختمان ، رنگ های دریایی و …) کاربرد دارد.

در صنایع پلاستیک ( مستربچ شرکت های تولید کننده انواع کامپاند ، تولید PVC و پروفایل و تهیه الیاف مصنوعی ) کاربرد دارد.

در صنایع لاستیک کاربرد دارد.

در صنایع کاغذ کاربرد دارد.

فروش تیتان دی اکسید

بازار جهانی titanium dioxide

بین سال های ۲۰۱۴ تا ۲۰۱۵، صنایع رنگ و رنگدانه در نیمکره غربی با چالش های بزرگی مواجه شدند، زیرا تولیدکنندگان آسیایی، به ویژه چین، سطح تولید محصولات ارزان تر و بی کیفیت تر را افزایش دادند.

این منجر به تخریب منابع تامینی شد که تا اواسط سال ۲۰۱۶ ادامه داشت. این ماده توسط بیش از ۵۰ شرکت در چین و حدود ۲۰ شرکت دیگر تولید می شود. هفت تولید کننده عمده این ماده در جهان تقریبا بیش از نیمی از ظرفیت تولید جهانی را تشکیل می دهد.

کشور چین و کشورهای اروپای غربی از بزرگترین مصرف کنندگان این محصول هستند. بین سال های ۲۰۱۴ و ۲۰۱۷، سهم چین در مصرف جهانی این ماده، از ۳۳ درصد به حدود ۳۲/۵ درصد کاهش یافته است، اما پیش بینی می شود تا سال ۲۰۲۲ به ۳۴ درصد افزایش یابد. میانگین رشد سالیانه در عرض پنج سال آینده حدود ۳/۵ درصد برای مصرف در کشور چین پیش بینی شده است.