Was ist Titandioxid?
Hauptbestandteil von Titandioxid ist TiO₂, ein wichtiges anorganisches Pigment in Form eines weißen Feststoffs oder Pulvers. Es ist ungiftig, zeichnet sich durch hohe Weißheit und Leuchtkraft aus und gilt als bestes Weißpigment zur Verbesserung des Weißgrades von Materialien. Es findet breite Anwendung in Branchen wie der Beschichtungs-, Kunststoff-, Gummi-, Papier-, Druckfarben-, Keramik- und Glasindustrie.
I.Diagramm der Wertschöpfungskette der Titandioxidindustrie:
(1) Die vorgelagerten Komponenten der Titandioxid-Industriekette bestehen aus Rohstoffen, darunter Ilmenit, Titankonzentrat, Rutil usw.;
(2) Der Begriff „Midstream“ bezieht sich auf Titandioxidprodukte.
(3) Der nachgelagerte Bereich ist das Anwendungsgebiet von Titandioxid.Titandioxid findet in verschiedenen Bereichen breite Anwendung, beispielsweise bei Beschichtungen, Kunststoffen, Papier, Druckfarben, Gummi usw.
II. Die Kristallstruktur von Titandioxid:
Titandioxid ist eine polymorphe Verbindung, die in der Natur drei häufig vorkommende Kristallformen aufweist, nämlich Anatas, Rutil und Brookit.
Sowohl Rutil als auch Anatas gehören zum tetragonalen Kristallsystem und sind bei normaler Temperatur stabil; Brookit gehört zum orthorhombischen Kristallsystem und besitzt eine instabile Kristallstruktur, weshalb es derzeit in der Industrie nur wenig praktischen Wert hat.
Von den drei Strukturen ist die Rutilphase die stabilste. Die Anatasphase wandelt sich oberhalb von 900 °C irreversibel in die Rutilphase um, während die Brookitphase sich oberhalb von 650 °C irreversibel in die Rutilphase umwandelt.
(1) Titandioxid in der Rutilphase
In der Rutilphase von Titandioxid befinden sich die Titanatome im Zentrum des Kristallgitters, und sechs Sauerstoffatome sind an den Ecken des Titan-Sauerstoff-Oktaeders angeordnet. Jedes Oktaeder ist mit zehn umgebenden Oktaedern verbunden (acht davon über gemeinsame Ecken und zwei über gemeinsame Kanten), und zwei TiO₂-Moleküle bilden eine Elementarzelle.
Schematische Darstellung der Kristallzelle von Titandioxid in der Rutilphase (links)
Die Verbindungsmethode des Titanoxid-Oktaeders (rechts)
(2) Titandioxid in der Anatasphase
In der Anatasphase von Titandioxid ist jedes Titan-Sauerstoff-Oktaeder mit 8 umgebenden Oktaedern verbunden (4 über gemeinsame Kanten und 4 über gemeinsame Ecken), und 4 TiO2-Moleküle bilden eine Einheitszelle.
Schematische Darstellung der Kristallzelle von Titandioxid in der Rutilphase (links)
Die Verbindungsmethode des Titanoxid-Oktaeders (rechts)
III. Herstellungsverfahren für Titandioxid:
Die Herstellung von Titandioxid umfasst im Wesentlichen das Schwefelsäureverfahren und das Chlorierungsverfahren.
(1) Schwefelsäureverfahren
Das Schwefelsäureverfahren zur Titandioxidherstellung beinhaltet die Acidolyse von Titanpulver mit konzentrierter Schwefelsäure zu Titansulfat, welches anschließend zu Metatitansäure hydrolysiert wird. Nach Kalzinierung und Zerkleinerung erhält man das Titandioxid. Mit diesem Verfahren lassen sich Anatas- und Rutil-Titandioxid herstellen.
(2) Chlorierungsprozess
Bei der Chlorierung von Titandioxid wird Rutil oder hochtitanhaltiges Schlackenpulver mit Koks vermischt und anschließend einer Hochtemperaturchlorierung unterzogen, um Titantetrachlorid zu gewinnen. Nach der Hochtemperaturoxidation wird das Titandioxidprodukt durch Filtration, Wasserwäsche, Trocknung und Zerkleinerung gewonnen. Mit diesem Chlorierungsverfahren lässt sich ausschließlich Rutil herstellen.
Wie lässt sich die Echtheit von Titandioxid feststellen?
I. Physikalische Methoden:
(1)Die einfachste Methode ist der Vergleich der Textur durch Berührung. Gefälschtes Titandioxid fühlt sich glatter an, echtes Titandioxid hingegen rauer.
(2)Wenn man etwas Titandioxid auf die Hand gibt, lässt sich das gefälschte Produkt durch Abspülen mit Wasser leicht abwaschen, während das echte Produkt nicht so leicht abzuwaschen ist.
(3)Man nehme eine Tasse sauberes Wasser und gebe ein paar Tropfen Titandioxid hinein. Dasjenige, das an die Oberfläche steigt, ist echt, während dasjenige, das sich am Boden absetzt, gefälscht ist (diese Methode funktioniert möglicherweise nicht bei aktivierten oder modifizierten Produkten).
(4)Prüfen Sie die Wasserlöslichkeit. Im Allgemeinen ist Titandioxid in Wasser löslich (mit Ausnahme von Titandioxid, das speziell für Kunststoffe und Druckfarben entwickelt wurde, sowie einigen synthetischen Titandioxiden, die in Wasser unlöslich sind).
II. Chemische Methoden:
(1) Bei Zugabe von Calciumpulver: Die Zugabe von Salzsäure führt zu einer heftigen Reaktion mit quietschendem Geräusch und der Bildung einer großen Anzahl von Blasen (weil Calciumcarbonat mit Säure unter Bildung von Kohlendioxid reagiert).
(2) Bei Zugabe von Lithopon: Die Zugabe von verdünnter Schwefelsäure oder Salzsäure führt zu einem Geruch nach faulen Eiern.
(3) Ist die Probe hydrophob, führt die Zugabe von Salzsäure zu keiner Reaktion. Bilden sich jedoch nach Befeuchtung mit Ethanol und anschließender Zugabe von Salzsäure Blasen, beweist dies, dass die Probe beschichtetes Calciumcarbonatpulver enthält.
III. Es gibt außerdem zwei weitere gute Methoden:
(1) Bei Verwendung der gleichen Formel PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% Titandioxidpulver ist die Festigkeit des resultierenden Materials umso geringer, je authentischer das Titandioxid (Rutil) ist.
(2) Wählen Sie ein transparentes Harz, z. B. transparentes ABS mit 0,5 % Titandioxidpulver. Messen Sie dessen Lichtdurchlässigkeit. Je geringer die Lichtdurchlässigkeit ist, desto authentischer ist das Titandioxidpulver.
Veröffentlichungsdatum: 31. Mai 2024
