Titaandioxide
Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
| Titaandioxide | |
|---|---|
| Algemeen | |
| Molecuulformule | TiO2 |
| IUPAC |
Titaandioxide
|
| Andere namen | |
| Molmassa | 79,90 g/mol |
| SMILES |
O=Ti=O
|
| CAS-nummer | 13463-67-7 |
| Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen | |
| Risico (R) en veiligheid (S) | R-zinnen: S-zinnen: S22 |
| Fysische eigenschappen | |
| Aggregatietoestand | vast |
| Kleur | wit |
| Dichtheid | 4,23 g/cm³ |
| Smeltpunt | 1855 °C |
| Kookpunt | 2500 °C |
| Onoplosbaar in | water |
| Thermodynamische eigenschappen | |
| ΔfH |
-249 kJ/mol |
| ΔfH |
-879 kJ/mol |
| ΔfH |
-944 kJ/mol |
| S |
51 J/mol·K |
| Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar) | |
Titaandioxide is een pigment dat bestaat uit een oxide van titanium (TiO2). Titaandioxide wordt ook titaanwit genoemd. Het is een niet giftig, goed dekkend pigment dank zij de hoge brekingsindex van de kristallen, het heeft sterke optische eigenschappen zoals witheid en helderheid, het wordt gemakkelijk opgenomen in water, kunststoffen en bindmiddelen en beschermt de kwaliteit van de producten tegen de schadelijke gevolgen van UV-straling.
Titaanwit wordt gewonnen uit titaanerts. 95% van het gedolven erts wordt gebruikt om titaandioxide te maken, slechts 5% voor het metaal titanium.
Het erts komt in verschillende vormen voor, als rutiel (een zeer fijn poeder), als anataas (een vorm bestaande uit nanokristallen) en als brookiet. Zowel de anataas als de rutiel vorm worden in pigmenten gebruikt, maar anataas is de witste vorm.
Bij de productie van titaandioxide komt veel afval vrij. Teneinde te voorkomen dat dit afval in het milieu terecht komt is een speciale Europese richtlijn ingevoerd: Richtlijn 78/176/EEG van de Raad van 20 februari 1978 betreffende de afvalstoffen afkomstig van de titaandioxide-industrie.
Inhoud |
[bewerk] Gebruik in verf
Titaanwit heeft het oudere, ook goed dekkende maar zeer giftige, loodwit geheel verdrongen. Een ander veel gebruikt wit pigment, zinkwit is enigszins transparant en heeft dus andere toepassingen.
Een ander verschil tussen titaanwit en zinkwit is dat titaanwit een enigszins gele gloed heeft, waardoor het wit wat warmer van kleur is. Zinkwit is een koelere kleur. De deeltjes in het pigment titaanwit zijn relatief groot. Dit heeft tot gevolg dat onderliggende kleurlagen toch door de verf heen kunnen schemeren. Het teruggekaatste gekleurde licht kan zich namelijk voortplanten in de holtes tussen de pigmentdeeltjes. Om de reflectiecoëfficiënt verder te verhogen zal een verffabrikant daarom door het titaanwit een ander, minder wit, maar fijner pigment heen mengen.
Titaanwit wordt meestal geleverd als een suspensie in lijnolie. Lijnolie heeft echter de neiging om in de loop der jaren te vergelen. Om het wit zuiver te houden wordt titaanwit in een duurdere versie wel geleverd in saffloerolie.
De anataas versie van titaanwit wordt door kunstschilders gebruikt sinds ongeveer 1920. Als men dit oxide aantreft in vermeend oude documenten of schilderijen, gaat het ongetwijfeld over een vervalsing. Dit was onder andere het geval bij de Finland kaart.
[bewerk] Overige toepassingen
Het oxide vindt naast toepassingen in verf (ook in wegenverf) gebruik als vulstof in (speciaal) papier, email, keramisch materiaal, cement, correctievloeistof, rubber, glas, producten voor huidverzorging en kunststof.
In levensmiddelen wordt titaanwit gebruikt onder E-nummer E171, met name in tandpasta en medicijnen. Het wordt ook gebruikt om zijn fotocatalytische eigenschappen. Het kan bij belichting met ultraviolet bijna alle organische verbindingen verbreken, zowel in lucht als in water.
[bewerk] Productie
Er zijn twee productiemethoden voor titaanwit:
- sulfaatproces
- chlorideproces
Bij het sulfaatproces laat men geconcentreerd zwavelzuur inwerken op het ijzerhoudend titaanerts waardoor de metalen omgezet worden in sulfaten. Aangezien men voornamelijk geïntresseerd is in het titaansulfaat zal men de andere sulfaten verwijderen door clarificatie, cristallisatie en hydrolyse. Bij de hydrolyse wordt er titaan dioxide hydraat gevormd dat door calcinatie wordt omgezet in titaan dioxide. Ten slotte volgt er een gepaste nabehandeling naargelang de toepassing van het pigment. Voor zoverre bij het sulfaatproces het dunzuur (verdund zwavelzuur na reactie met de ertsen) gerecupereerd en terug opgewerkt wordt is het sulfaatproces milieu-vriendelijker geworden.
Het chlorideproces vervangt het sulfaatproces meer en meer.
Bij het chlorideproces wordt het titaanerts met chloorgas omgezet tot titaantetrachloride (TiCl4). Hiervoor is een temperatuur van 900 tot 1000 °C nodig, hetgeen wordt bereikt met cokes. Het titaanchloride wordt vervolgens gezuiverd en geoxideerd, met zuiver titaandioxide als eindproduct.
De grootste producent ter wereld van titaanwit is Dupont de Nemours (enkel het chlorideproces), belangrijke producenten zijn ook The National Titanium Dioxide Company Ltd. (Cristal), Tronox (KerrMcGee), Apollo/Tioxide, Kronos en Ishihara. De totale productie van titaandioxide bedroeg meer dan vijf miljoen ton in 2007 (ongeveer 10 miljard dollar). Rond 2005 ging 59,5% naar afnemers werkzaam in de verfindustrie, 22,9% naar de plasticsindustrie en 9,2% van de totale productie naar de papierindustrie. [1].
[bewerk] Referentie
- ^ European Coatings Journal 01/2008, Vincentz Network GmbH, Hannover, Duitsland
