Caratteristiche principali del biossido di titanio

Biossido di titanio (nome inglese: biossido di titanio), un pigmento bianco il cui componente principale è il biossido di titanio (TiO2). Il nome scientifico è biossido di titanio (biossido di titanio) e la formula molecolare è TiO2. È un composto policristallino le cui particelle sono disposte regolarmente e hanno una struttura reticolare. È un importante pigmento chimico inorganico, soprattutto per rivestimenti, inchiostri, ha importanti applicazioni nella fabbricazione della carta, gomma plastica, fibra chimica, ceramica e altri settori.

1. Caratteristiche fisiche

1) Densità relativa

Tra i pigmenti bianchi comunemente usati, il biossido di titanio ha la densità relativa più piccola. Tra i pigmenti bianchi della stessa qualità, il biossido di titanio ha la superficie più ampia e il volume di pigmento più elevato.

2) Punto di fusione e punto di ebollizione

Poiché il tipo anatasio si trasforma nel tipo rutilo ad alte temperature, il punto di fusione e il punto di ebollizione del biossido di titanio di tipo anatasio in realtà non esistono. Solo il biossido di titanio rutilo ha un punto di fusione e un punto di ebollizione. Il punto di fusione del biossido di titanio rutilo è 1850 ° C, il punto di fusione in aria è (1830 ± 15) ° C e il punto di fusione nell'arricchimento di ossigeno è 1879 ° C. Il punto di fusione è correlato alla purezza del biossido di titanio. Il punto di ebollizione del biossido di titanio rutilo è (3200 ± 300) ° C. Il biossido di titanio è leggermente volatile a questa temperatura elevata.

3) Costante dielettrica

A causa dell'elevata costante dielettrica del biossido di titanio, ha eccellenti proprietà elettriche. Quando si determinano alcune proprietà fisiche del biossido di titanio, è necessario considerare l'orientamento dei cristalli dei cristalli di biossido di titanio. La costante dielettrica del biossido di titanio anatasio è relativamente bassa, solo 48.

4) Conduttività

Il biossido di titanio ha le proprietà di un semiconduttore. La sua conduttività elettrica aumenta rapidamente con l'aumento della temperatura ed è anche molto sensibile all'ipossia. La costante dielettrica e le proprietà dei semiconduttori del biossido di titanio rutilo sono molto importanti per l'industria elettronica e queste proprietà possono essere utilizzate per produrre condensatori ceramici e altri componenti elettronici.

5) Durezza

Secondo la scala della durezza di Mohs, il biossido di titanio rutilo è 6-6,5 e il biossido di titanio anatasio è 5,5-6,0. Pertanto, l'anatasio viene utilizzato nella stuoia di fibre chimiche per evitare l'abrasione dei fori della filiera.

6) Igroscopicità

Sebbene il biossido di titanio sia idrofilo, la sua igroscopicità non è molto forte e il tipo rutilo è più piccolo del tipo anatasio. L'igroscopicità del biossido di titanio ha una certa relazione con le dimensioni della sua superficie. La superficie è ampia e l'igroscopicità è elevata. È anche correlato al trattamento superficiale e alle proprietà.

7) Stabilità termica

Il biossido di titanio è una sostanza con una buona stabilità termica.

8) Granularità

La distribuzione granulometrica del biossido di titanio è un indice completo, che influisce seriamente sulle prestazioni dei pigmenti di biossido di titanio e sulle prestazioni dell'applicazione del prodotto. Pertanto, la discussione sul potere coprente e sulla disperdibilità può essere analizzata direttamente dalla distribuzione granulometrica.

I fattori che influenzano la distribuzione granulometrica del biossido di titanio sono più complicati. Il primo è idrolizzare la dimensione delle particelle originali. Controllando e regolando le condizioni del processo di idrolisi, la dimensione delle particelle originali rientra in un certo intervallo. Il secondo è la temperatura di calcinazione. Durante il processo di calcinazione dell'acido metatitanico, le particelle subiscono un periodo di trasformazione cristallina e un periodo di crescita. La temperatura appropriata viene controllata per mantenere le particelle in crescita entro un certo intervallo. Infine, il prodotto viene schiacciato. Il mulino Raymond viene solitamente modificato e la velocità dell'analizzatore viene regolata per controllare la qualità di frantumazione. Allo stesso tempo, possono essere utilizzate altre attrezzature di frantumazione, come: mulino universale, mulino a getto e mulino a martelli.

2. Struttura di cristallo

Il biossido di titanio ha tre forme cristalline in natura: rutilo, anatasio e brookite. Il tipo brookite appartiene al sistema cristallino ortorombico ed è un tipo cristallino instabile. Si trasforma in un tipo rutilo a una temperatura superiore a 650 ° C, quindi non ha alcun valore pratico nell'industria. Il tipo anatasio è stabile a temperatura ambiente, ma si trasformerà in tipo rutilo ad alta temperatura. La forza di conversione dipende dal metodo di produzione e dalla presenza di inibitori o acceleratori aggiunti durante il processo di calcinazione.

Si ritiene generalmente che quasi nessuna conversione della forma cristallina venga eseguita al di sotto di 165 ° C, e la conversione è molto veloce quando supera 730 ° C. Il tipo rutilo è la forma cristallina più stabile di biossido di titanio con una struttura compatta. Rispetto al tipo anatasio, ha maggiore durezza, densità, costante dielettrica e indice di rifrazione. Sia il tipo rutilo che il tipo anatasio appartengono al sistema cristallino tetragonale, ma hanno reticoli cristallini diversi, quindi anche le immagini a raggi X sono diverse. L'angolo di diffrazione del biossido di titanio di tipo anatasio è a 25,5 ° e l'angolo di diffrazione del tipo rutilo è a 27,5 °. I cristalli di tipo rutilo sono sottili e prismatici, solitamente cristalli gemelli; mentre il tipo anatasio generalmente approssima un ottaedro regolare.

Rispetto al tipo anatasio, il reticolo unitario del tipo rutilo è composto da due molecole di biossido di titanio mentre il tipo anatasio è composto da quattro molecole di biossido di titanio, quindi il suo reticolo unitario è più piccolo e compatto, quindi ha una maggiore stabilità Ha un'elevata rifrazione indice e costante dielettrica e bassa conducibilità termica.

Tra i tre isomeri del biossido di titanio, solo il tipo rutilo è il più stabile e solo il tipo rutilo può essere ottenuto per conversione termica. Il brookite naturale si trasforma in tipo rutilo a temperature superiori a 650 ℃ e l'anatasio può trasformarsi in tipo rutilo a circa 915 ℃.

3. Proprietà chimiche

Il biossido di titanio ha proprietà chimiche estremamente stabili ed è una sorta di ossido anfotero acido. Reagisce difficilmente con altri elementi e composti a temperatura ambiente e non ha alcun effetto su ossigeno, ammoniaca, azoto, idrogeno solforato, anidride carbonica e anidride solforosa. È insolubile in acqua, grasso, acido diluito, acido inorganico e alcali e solubile solo in idrogeno. Acido fluorico. Ma sotto l'azione della luce, il biossido di titanio può subire continue reazioni di ossidoriduzione e ha attività fotochimica. Questo tipo di attività fotochimica è particolarmente evidente sotto l'irradiazione ultravioletta. Questa proprietà rende il biossido di titanio un catalizzatore di ossidazione fotosensibile per alcuni composti inorganici e un catalizzatore di riduzione fotosensibile per alcuni composti organici.

Trattamento di emergenza: isolare l'area contaminata e limitare l'accesso. Si consiglia al personale di emergenza di indossare maschere antipolvere (maschere a pieno facciale) e indumenti da lavoro generali. Evitare la polvere, spazzare con cura, mettere in un sacchetto e trasferire in un luogo sicuro. Se c'è una grande quantità di perdite, coprire con un foglio di plastica o una tela. Raccogliere e riciclare o trasportare ai siti di smaltimento dei rifiuti per lo smaltimento.

Il biossido di titanio (o biossido di titanio) è ampiamente utilizzato in vari rivestimenti superficiali strutturali, rivestimenti di carta e riempitivi, plastica ed elastomeri e altri usi includono ceramica, vetro, catalizzatori, tessuti di rivestimento, inchiostri da stampa, tegole e flussi. Secondo le statistiche, la domanda globale di biossido di titanio nel 2006 ha raggiunto 4,6 milioni di tonnellate, di cui l'industria dei rivestimenti rappresentava il 58%, l'industria della plastica il 23%, la fabbricazione della carta il 10% e un altro 9%. Il biossido di titanio può essere ottenuto da ilmenite, rutilo o scorie di titanio. Esistono due tipi di processi di produzione di biossido di titanio: processo solfato e processo cloruro. La tecnologia del metodo del solfato è più semplice di quella del metodo del cloruro e può produrre minerali di basso livello e più economici. Oggi, circa il 47% della capacità di produzione mondiale utilizza il processo del solfato e il 53% della capacità di produzione è il processo del cloruro.

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Shawn

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