Titán(IV)-oxid

Az EFSA (Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság) E171 (Titán-oxid) élelmiszerbiztonsági besorolása : a 94/36/EGK irányelvvel 2022-ig engedélyezett élelmiszer-használatra (külön formákban) [13] , ADI nincs megállapítva, MoS 2250 mg/kg [14 ] .

A 2010-es évek végén több INRA publikáció jelent meg a titán-oxid egereken vagy kis számú betegen végzett vizsgálatáról. Az EFSA ügynökség számos kérdést küldött a cikkek szerzőinek [15] , és nem talált okot a kockázatok újraértékelésére e publikációk alapján, a 2016-os vélemény továbbra is érvényes [16] [17] .

Az Egyesült Államokban az FDA szerint az E171 (titán-oxid) élelmiszer-adalékanyag használata engedélyezett élelmiszerekben (legfeljebb 1 tömegszázalékban), kozmetikumokban, gyógyszerek összetételében [18] ] , amelyet a CFR 21. címe (Élelmiszerek és gyógyszerek) megerősít. ) I. fejezet A. alfejezet, 73. rész (A TANÚSÍTVÁNY MENTES SZÍNES ADALÉKOK FELSOROLÁSA) – 73.575 Titán-dioxid. [19]

2020 óta betiltották Franciaországban [20] . 2021-ben az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság kimondta, hogy a nanorészecskékre vonatkozó új adatok miatt a titán-dioxid „már nem tekinthető biztonságos élelmiszer-adalékanyagnak”, genotoxicitása , amely rákkeltő hatásokhoz vezethet, nem elhanyagolható, és „biztonságos ennek az étrend-kiegészítőnek a napi bevitele nem állapítható meg." Az Európai Egészségügyi Biztos bejelentette, hogy az Európai Unióban betiltják a használatát [21].

A Rospotrebnadzor szerint az E171 élelmiszer-adalékanyagot Oroszországban engedélyezték [22]

Bányászat és termelés

A világ titán-dioxid-termelése 2004 végén elérte az 5 millió tonnát [23] .

A titán-dioxid fő gyártói és exportőrei:

• Sachtleben Chemie ( Pori , Finnország, Duisburg és Krefeld , Németország)
• " Krími Titán " ( Armyansk , Oroszország / Ukrajna [24] )
• " Sumykhimprom " (Szumi, Ukrajna)
• KRONOS Titan ( Nordenham , Németország)
• Tronox ( Oklahoma City , USA)
• DuPont _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Az elmúlt években a titán-dioxid termelés Kínában rendkívül gyorsan nőtt .

A Sumy State Institute of Mineral Fertilizers and Pigments (MINDIP) kutatásai során kiemelt figyelmet fordít a titán-oxid (IV) szulfátos módszerrel történő előállítására: kutatás, új márkák fejlesztése, technológia és technológiai berendezések korszerűsítése.

Két fő ipari módszer létezik a TiO 2 előállítására : ilmenit (FeTiO 3 ) koncentrátumból és titán-tetrakloridból . Mivel az ilmenit készletei nyilvánvalóan nem elegendőek az ipar igényeinek kielégítésére, a TiO 2 jelentős részét titán-tetrakloridból állítják elő.

Titán-dioxid előállítása ilmenit koncentrátumból

Norvégiában 1918- ban épült az első üzem a titánfehér előállítására a természetes titán ásványból, a FeTiO 3 ilmenitből , azonban az első ipari gyártási tételek fehér a vasvegyületek szennyeződései miatt sárgák voltak, és nem voltak alkalmasak festésre , így a fehér titán. A fehéret ténylegesen csak 1922-1925-ben használták művészek. Megjegyzendő, hogy 1925-ig csak barit vagy kalcit alapú kompozit titán pigmentek voltak elérhetők .

Egészen az 1940-es évekig a titán-dioxidot a tetragonális rendszer kristálymódosulatában - anatázban (β-TiO 2 ) állították elő , amelynek törésmutatója ~2,5

A gyártási technológia három szakaszból áll:

• titán-szulfát oldatok előállítása (ilmenit-koncentrátumok kénsavval történő kezelésével). Ennek eredményeként titán-szulfát és vas-szulfátok (II) és (III) keveréke keletkezik, amely utóbbit fémvassal redukálják a vas +2 oxidációs állapotára. Dobvákuumszűrőn történő visszanyerés után a szulfátoldatokat elválasztják az iszaptól. A vas(II)-szulfátot vákuumkristályosítóban választják el.
• titán-szulfát sók oldatának hidrolízise . A hidrolízist atommagok bejuttatásának módszerével hajtják végre ( a titán-szulfát nátrium-hidroxiddal készült oldatából Ti(OH) 4 kicsapásával állítják elő ). A hidrolízis szakaszában a hidrolizátum keletkező részecskéi (titán-dioxid-hidrátok) nagy adszorpciós kapacitással rendelkeznek, különösen a Fe 3+ sók tekintetében , ezért az előző szakaszban a vas vasat vasfémvé redukálják. A hidrolízis körülményeinek változtatásával (koncentráció, szakaszok időtartama, magok száma, savasság stb.) a kívánt tulajdonságokkal rendelkező hidrolizátumszemcsék hozama érhető el, a tervezett alkalmazástól függően.
• titán-dioxid-hidrátok hőkezelése. Ebben a szakaszban a szárítási hőmérséklet változtatásával és adalékok (pl. cink-oxid , titán-klorid ) alkalmazásával és más módszerekkel rutilizálás (vagyis a titán-oxid átrendezése rutilos módosulatba) végezhető. A hőkezeléshez 40-60 m hosszú forgódobos kemencéket használnak, a hőkezelés során a víz elpárolog (a titán-hidroxid és a titán-oxid-hidrátok titán-dioxiddá alakulnak), valamint a kén-dioxid .

Titán-dioxid előállítása titán-tetrakloridból

1938-1939-ben. megváltozott a gyártási mód - megjelent a titán-tetrakloridból fehéret előállító ún. klóros módszer , aminek köszönhetően a titánfehér a rutil kristályos módosulatában (α-TiO 2 ) kezdett keletkezni - tetragonális szingónia is, de eltérő rácsparaméterekkel és valamivel magasabb törésmutatóval az anatáz 2.61 -hez képest .

Három fő módszer létezik a titán-dioxid tetrakloridból történő előállítására:

• titán-tetraklorid vizes oldatainak hidrolízise (a csapadék ezt követő hőkezelésével)
• titán -tetraklorid gőzfázisú hidrolízise (a titán-tetraklorid gőzének vízgőzzel való kölcsönhatása alapján) 400 °C-on.
• tetraklorid hőkezelése (oxigénáramban történő égés). Az eljárást általában 900-1000 °C hőmérsékleten hajtják végre

Alkalmazás

A titán-dioxid főbb alkalmazásai:

• festékek és lakkok gyártása , különösen a titánfehér - a teljes fogyasztás 57%-a [23] (a rutil-titán-dioxid magasabb pigmenttulajdonságokkal rendelkezik - fényállóság, fehérítő képesség stb.);
• műanyaggyártás - 21% [23] ;
• laminált papír gyártása - 14% [23] ;
• dekorkozmetikumok gyártása;
• tűzálló papír gyártása [25] ;
• fotokatalitikus betonok.

Egyéb alkalmazások a gumitermékek gyártásában, az üvegiparban (hőálló és optikai üveg), tűzálló anyagként ( hegesztőelektródák és formabevonatok bevonása), a kozmetikumokban (szappan stb.), a gyógyszeriparban, mint pigment és töltőanyag egyes adagolási formákhoz ( tabletta stb.), az élelmiszeriparban ( E171 élelmiszer-adalékanyag ) [27] .

Levegőtisztítási folyamatokban fotokatalízissel használják .

Kutatások folynak a titán-dioxid fotokémiai akkumulátorokban való felhasználásával kapcsolatban - Grätzel cellák , amelyekben a titán-dioxidot, amely egy széles , 3-3,2 eV-os (kristályos fázistól függően) sávszélességű, fejlett felületű félvezető, szenzitizálja szerves színezékek [28] .

EU-tilalom

2022. február 7-én az EU betiltotta a titán-dioxid (E171) élelmiszeripari felhasználását. Az átmeneti időszak 6 hónapig tart. A titán-dioxid gyógyszeripari felhasználása alternatív anyagok hiánya miatt egyelőre folytatódik. [29]

Árak és a piac

A titán-dioxid ára a tisztaság mértékétől és a márkától függően eltérő. Így a különösen tiszta (99,999%) titán-dioxid rutil és anatáz formában 2006 szeptemberében grammonként 0,5-1 dollárba került (a vásárlás méretétől függően), a műszaki titán-dioxid pedig 2,2-4,8 dollárba került grammonként. a márka és a vásárlás mennyisége.

Jegyzetek

1. ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0617.html
2. ↑ A. E. Rikoshinsky. A pigment titán-dioxid világpiaca. Állapot, trendek, előrejelzések // Lakokrasochnye materialy 2002-2003. Címtár . - M . : A "Beszállító" hetilap szerkesztőbizottsága, 2003. - S. 53-61. — 832 p. - 3000 példányban.
3. ↑ 1 2 3 4 Kémiai Enciklopédia
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Rabinovics. V. A., Khavin Z. Ya. Rövid kémiai referenciakönyv L.: Chemistry, 1977 p. 105
5. ↑ Fizikai és kémiai mennyiségek rövid referenciakönyve. Szerk. 8., átdolgozott / Szerk. A. A. Ravdel és A. M. Ponomareva. - L .: Kémia, 1983. 60. o
6. ↑ A fúzió standard entalpiájának megváltoztatása mellett uo. 82
7. ↑ a standard entalpia (képződéshő) változása olyan egyszerű anyagokból történő képződés során, amelyek termodinamikailag stabilak 101,325 kPa (1 atm) nyomáson és 298 K hőmérsékleten
8. ↑ standard entrópia 298 K-en
9. ↑ a standard Gibbs-energia (képződéshő) változása olyan egyszerű anyagokból történő képződés során, amelyek termodinamikailag stabilak 101,325 kPa (1 atm) nyomáson és 298 K hőmérsékleten
10. ↑ szabvány izobár hőkapacitás 298 K-en
11. ↑ Az olvadás entalpiájának változása. Adatok a Chemical Encyclopedia p. 593
12. ↑ Archivált másolat . Letöltve: 2018. október 7. Az eredetiből archiválva : 2018. szeptember 3.. (határozatlan)
13. ↑ Archivált másolat (a hivatkozás nem elérhető) . Letöltve: 2017. január 27. Az eredetiből archiválva : 2017. február 2.. (határozatlan) 
14. ↑ A titán-dioxid (E 171) élelmiszer-adalékanyagként való újraértékelése | . Letöltve: 2017. január 27. Az eredetiből archiválva : 2017. február 2.. (határozatlan)
15. ↑ https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2018.5366 Archiválva : 2019. február 3. a Wayback Machine -nél https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/5366 Archiválva : 2018. október 1. a Wayback Machine -nél
16. ↑ Az EFSA bezárja az ajtót a titán-dioxid újraértékelése előtt
17. ↑ https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/4545 Archiválva : 2017. február 2. a Wayback Machine -nél https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.2903/j.efsa .2016.4545 Archivált : 2021. május 30. a Wayback Machine EFSA ANS Panelben (EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food), 2016. Tudományos vélemény a titán-dioxid (E 171) élelmiszer-adalékanyagként történő újraértékeléséről. EFSA Journal 2016;14(9):4545, 83 pp. doi:10.2903/j.efsa.2016.4545
18. ↑ Az Egyesült Államokban élelmiszerekben, gyógyszerekben, kozmetikumokban és orvosi eszközökben használt színező adalékok összefoglalása . Letöltve: 2018. október 7. Az eredetiből archiválva : 2019. április 22. (határozatlan)
19. ↑ e-CFR 21. cím (élelmiszer és gyógyszer) I. fejezet A. alfejezet 73. rész (A TANÚSÍTVÁNY MENTES SZÍNES ADALÉKOK FELSOROLÁSA) – 73.575. § Titán-dioxid. (nem elérhető link) . Letöltve: 2018. október 7. Az eredetiből archiválva : 2018. október 7.. (határozatlan) 
20. ↑ Franciaország betiltotta az E171 (orosz) veszélyes élelmiszer-adalékanyagot   ? . rosng.ru . Letöltve: 2020. október 16. Az eredetiből archiválva : 2020. november 21.  (határozatlan)
21. ↑ Boffey, Daniel E171: Az EU felügyelete szerint az Egyesült Királyságban széles körben használt élelmiszerfestékek nem  biztonságosak . a Guardian (2021. május 6.). Letöltve: 2021. december 20. Az eredetiből archiválva : 2021. május 7.
22. ↑ http://49.rospotrebnadzor.ru/rss_all/-/asset_publisher/Kq6J/content/id/444267 A Wayback Machine 2018. október 7-i archív példánya  – D lista, K lista
23. ↑ 1 2 3 4 TiO2 - Titán-dioxid - Titán-dioxid, hírek, árak, vélemények . Letöltve: 2006. szeptember 16. Az eredetiből archiválva : 2006. szeptember 9.. (határozatlan)
24. ↑ Ez az objektum a Krím-félsziget területén található, amelynek nagy része területi viták tárgya a vitatott területet ellenőrző Oroszország és Ukrajna között , amelynek határain belül a vitatott területet a legtöbb ENSZ-tagállam elismeri . Oroszország szövetségi felépítése szerint az Orosz Föderáció alanyai a Krím vitatott területén – a Krími Köztársaságban és a szövetségi jelentőségű Szevasztopolban – találhatók . Ukrajna közigazgatási felosztása szerint Ukrajna régiói Krím vitatott területén találhatók – a Krími Autonóm Köztársaság és a különleges státusú Szevasztopol város .
25. ↑ A tudósok feltalálták a nem égő papírt  (orosz) , a Yoki.Ru -t  (2006. szeptember 27.). Archiválva : 2020. október 24. Letöltve: 2017. november 23.
26. ↑ A titán-dioxid világpiacán (elérhetetlen link) . Hírek . Titanmet.ru (2005. december 16.). Hozzáférés dátuma: 2014. augusztus 22. Az eredetiből archiválva : 2007. szeptember 28. (határozatlan) 
27. ↑ Betiltás lép életbe az E171 titán-dioxid élelmiszergyártásban való felhasználására az EU országaiban Archiválva 2022. február 6. a Wayback Machine -nél // Szputnyik , 2022.06.02.
28. ↑ Grätzel, M. Festékérzékeny napelemek  //  Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews  : folyóirat. - 2003. - 1. évf. 4 , sz. 2 . - P. 145-153 .
29. ↑ A BIZOTTSÁG (EU) 2022/63 RENDELETE archiválva 2022. február 17-én a Wayback Machine -nél // Europa.eu, 2022.01.18.

Irodalom

• Akhmetov T. G., Porfiryeva R. T., Gaysin L. G. et al. Szervetlen anyagok kémiai technológiája: 2 könyvben. Könyv. 1. - Szerk. T. G. Akhmetova. - M .: Felsőiskola, 2002. - ISBN 5-06-004244-8 . 369-402.
• Nekrasov BV Az általános kémia alapjai. Bekötött. 3., rev. és további M.: Kémia, 1973. - S. 644, 648.
• Kémiai enciklopédia (elektronikus változat). — S. 593, 594
• Kémia: Ref. szerk. / W. Schroeter, K.-H. Lautenschleger, H. Bibrak és mások: Per. vele. 2. kiadás, sztereotípia. — M.: Kémia, 2000. S. 411.
• Yuryev Yu. N. Titán-oxid (TiO[2 ) és amorf szén (a-C) vékonyrétegének tulajdonságai kettős magnetronos porlasztórendszerrel leválasztva: a műszaki tudományok kandidátusi fokozatára vonatkozó értekezés absztraktja: spec. 01.04.07]. - Tomszk, 2016. - 22 p.

Linkek

• A. E. Rikoshinsky. A pigment titán-dioxid világpiaca. Állapot, trendek, előrejelzések // Lakokrasochnye materialy 2002-2003. Címtár . - M . : A "Beszállító" hetilap szerkesztőbizottsága, 2003. - S. 53-61. — 832 p. - 3000 példányban.
• TiO2 - Titán-dioxid | Titán-dioxid (Titán-dioxid) – A titán-dioxid tulajdonságai, alkalmazásai, gyártói Archiválva : 2006. szeptember 9. a Wayback Machine -nél
• A titán-dioxid nemzetközi kémiai biztonsági adatlapja archiválva : 2007. szeptember 27. a Wayback Machine -nél
• Titán-dioxid - Információ az Akron Egyetem Kémiai Adatbázisából

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán nagy kínai Nagy orosz Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4185549-8 J9U : 987007538813905171 LCCN : sh85135627 NKC : ph174613