Titan(IV)oxid

E171 (Titaniumoxid) livsmedelssäkerhetsklassificeringar av EFSA (European Food Safety Authority): godkänd för livsmedelsanvändning fram till 2022 enligt direktiv 94/36/EEC (i separata former) [13] , ADI ej fastställt, MoS 2250 mg/kg [14 ] .

I slutet av 2010-talet kom flera INRA-publikationer om studien av titanoxid hos möss eller hos ett litet antal patienter. EFSA-myndigheten skickade ett antal frågor till författarna till artiklarna [15] och fann ingen anledning att omvärdera riskerna baserat på dessa publikationer, yttrandet från 2016 förblir giltigt [16] [17] .

I USA, enligt FDA , är användningen av livsmedelstillsatsen E171 (Titaniumoxid) tillåten i livsmedel (i en nivå av högst 1 viktprocent), i kosmetika, i läkemedelssammansättningen [18 ] , vilket bekräftas av CFR-avdelning 21 (livsmedel och droger). ) Kapitel I, underkapitel A, del 73 (LISTA ÖVER FÄRGTILLSÄTTNINGAR UNDANTAGNA FRÅN CERTIFIERING) - § 73.575 Titandioxid. [19]

Förbjuden i Frankrike sedan 2020 [20] . År 2021 beslutade Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet att på grund av nya data om nanopartiklar kan titandioxid "inte längre betraktas som en säker livsmedelstillsats", dess genotoxicitet , som kan leda till cancerframkallande effekter, kan inte uteslutas, och "En säker livsmedelstillsats". dagligt intag av detta kosttillskott kan inte fastställas." Europeiska hälsokommissionären har tillkännagett planer på att förbjuda användningen av det i Europeiska unionen [21]

Enligt Rospotrebnadzor är livsmedelstillsatsen E171 godkänd för användning i Ryssland [22]

Gruvdrift och produktion

Världsproduktionen av titandioxid nådde i slutet av 2004 cirka 5 miljoner ton [23] .

De viktigaste tillverkarna och exportörerna av titandioxid:

• Sachtleben Chemie ( Pori , Finland, Duisburg och Krefeld , Tyskland)
• " Krim Titan " ( Armyansk , Ryssland / Ukraina [24] )
• " Sumykhimprom " (Sumy, Ukraina)
• KRONOS Titan ( Nordenham , Tyskland)
• Tronox ( Oklahoma City , USA)
• DuPont _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Under de senaste åren har produktionen av titandioxid i Kina vuxit extremt snabbt .

Sumy State Institute of Mineral Fertilizers and Pigments (MINDIP) i sina forskningsarbeten ägnar särskild uppmärksamhet åt teknik för att producera titanoxid (IV) med sulfatmetoden: forskning, utveckling av nya varumärken, modernisering av teknik och processutrustning.

Det finns två huvudsakliga industriella metoder för att erhålla TiO 2 : från ilmenit (FeTiO 3 ) koncentrat och från titantetraklorid . Eftersom reserverna av ilmenit uppenbarligen inte räcker till för att möta industrins behov, produceras en betydande del av TiO 2 av titantetraklorid.

Framställning av titandioxid från ilmenitkoncentrat

Den första anläggningen för tillverkning av titanvitt från det naturliga titanmineralet ilmenit FeTiO 3 byggdes i Norge 1918, men de första industriella partierna av vitt var gula på grund av föroreningar av järnföreningar och var dåligt lämpade för målning , så vit titan vit användes faktiskt konstnärer först 1922-1925. Det bör påpekas att fram till 1925 fanns endast sammansatta titanpigment baserade på baryt eller kalcit tillgängliga .

Fram till 1940-talet titandioxid producerades i en kristallin modifiering - anatas (β-TiO 2 ) av det tetragonala systemet med ett brytningsindex på ~2,5

Produktionstekniken består av tre steg:

• erhållande av lösningar av titansulfat (genom att behandla ilmenitkoncentrat med svavelsyra). Som ett resultat erhålls en blandning av titansulfat och järnsulfat (II) och (III), den senare reduceras med metalliskt järn till oxidationstillståndet av järn +2. Efter återvinning på trumvakuumfilter separeras sulfatlösningar från slammet. Järn(II)sulfat separeras i en vakuumkristallisator.
• hydrolys av en lösning av titansulfatsalter. Hydrolys utförs med metoden för att introducera kärnor (de framställs genom att utfälla Ti(OH) 4 från lösningar av titansulfat med natriumhydroxid). Vid hydrolyssteget har de resulterande partiklarna av hydrolysatet (titandioxidhydrater) en hög adsorptionskapacitet , speciellt med avseende på Fe3 + -salter , av denna anledning, i det föregående steget, reduceras järn till järn. Genom att variera hydrolysförhållandena (koncentration, varaktighet av steg, antal kärnor, surhet, etc.) är det möjligt att uppnå utbytet av hydrolysatpartiklar med önskade egenskaper, beroende på den avsedda användningen.
• värmebehandling av titandioxidhydrater. I detta skede, genom att variera torkningstemperaturen och använda tillsatser (såsom zinkoxid , titanklorid ) och använda andra metoder, kan rutilisering (det vill säga omlagringen av titanoxid till en rutilmodifiering) utföras. För värmebehandling används roterande trumugnar 40-60 m. Vid värmebehandling avdunstar vatten (titanhydroxid och titanoxidhydrater övergår i form av titandioxid), samt svaveldioxid .

Framställning av titandioxid från titantetraklorid

Åren 1938-1939. tillverkningsmetoden har förändrats - den så kallade klormetoden för framställning av vitt från titantetraklorid har dykt upp , på grund av vilken titanvitt började produceras i en kristallin modifiering av rutil (α-TiO 2 ) - även tetragonal syngoni , men med olika gitterparametrar och något högre brytningsindex jämfört med anatas 2.61.

Det finns tre huvudsakliga metoder för att erhålla titandioxid från dess tetraklorid:

• hydrolys av vattenhaltiga lösningar av titantetraklorid (med efterföljande värmebehandling av fällningen)
• ångfashydrolys av titantetraklorid (baserad på interaktionen av titantetrakloridånga med vattenånga) vid 400 °C.
• värmebehandling av tetraklorid (förbränning i en ström av syre). Processen utförs vanligtvis vid en temperatur på 900-1000 °C

Applikation

Huvudapplikationer för titandioxid:

• produktion av färger och lacker , i synnerhet titanvit - 57% av den totala förbrukningen [23] (rutil titandioxid har högre pigmentegenskaper - ljusbeständighet, blekningsförmåga, etc.);
• plastproduktion - 21 % [23] ;
• tillverkning av laminerat papper - 14 % [23] ;
• tillverkning av dekorativa kosmetika;
• tillverkning av eldfast papper [25] ;
• fotokatalytisk betong.

Andra tillämpningar är inom tillverkning av gummiprodukter, glasindustrin (värmebeständigt och optiskt glas), som eldfast material (beläggning av svetselektroder och formbeläggningar), inom kosmetika (tvål, etc.), inom den farmakologiska industrin som en pigment och fyllmedel för vissa doseringsformer ( tabletter etc.), inom livsmedelsindustrin ( livsmedelstillsats E171 ) [27] .

Används i luftreningsprocesser genom fotokatalys .

Forskning pågår kring användningen av titandioxid i fotokemiska batterier - Grätzel-celler , där titandioxid, som är en halvledare med ett brett bandgap på 3-3,2 eV (beroende på kristallin fas) och en utvecklad yta, sensibiliseras av organiska färgämnen [28] .

EU-förbud

Den 7 februari 2022 införde EU ett förbud mot användning av titandioxid (E171) i livsmedelsindustrin. Övergångsperioden kommer att vara sex månader. Användningen av titandioxid inom läkemedelsindustrin kommer att fortsätta tills vidare på grund av bristen på alternativa substanser. [29]

Priser och marknad

Priserna på titandioxid skiljer sig åt beroende på renhetsgrad och märke. Således kostade särskilt ren (99,999%) titandioxid i rutil- och anatasform i september 2006 0,5-1 dollar per gram (beroende på köpets storlek), och teknisk titandioxid - 2,2-4,8 dollar per gram kilogram beroende på varumärke och inköpsvolym.

Anteckningar

1. ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0617.html
2. ↑ A. E. Rikoshinsky. Världsmarknaden för pigment titandioxid. Status, trender, prognoser // Lakokrasochnye materialy 2002-2003. Katalog . - M . : Redaktion för veckotidningen "Leverantör", 2003. - S. 53-61. — 832 sid. - 3000 exemplar.
3. ↑ 1 2 3 4 Chemical Encyclopedia
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Rabinovich. V. A., Khavin Z. Ya. Kort kemisk referensbok L.: Chemistry, 1977 sid. 105
5. ↑ Kort referensbok över fysikaliska och kemiska kvantiteter. Ed. 8:e, reviderad / Ed. A. A. Ravdel och A. M. Ponomareva. - L .: Kemi, 1983. S. 60
6. ↑ Förutom att ändra standardentalpin för fusion, ibid., sid. 82
7. ↑ förändring i standardentalpi ( bildningsvärme) under bildning från enkla ämnen som är termodynamiskt stabila vid 101,325 kPa (1 atm) och en temperatur på 298 K
8. ↑ standardentropi vid 298 K
9. ↑ förändring i standard Gibbs energi (bildningsvärme) under bildning från enkla ämnen som är termodynamiskt stabila vid 101,325 kPa (1 atm) och en temperatur på 298 K
10. ↑ standard isobarisk värmekapacitet vid 298 K
11. ↑ Förändring i smältentalpin. Data från Chemical Encyclopedia sid. 593
12. ↑ Arkiverad kopia . Hämtad 7 oktober 2018. Arkiverad från originalet 3 september 2018. (obestämd)
13. ↑ Arkiverad kopia (länk ej tillgänglig) . Hämtad 27 januari 2017. Arkiverad från originalet 2 februari 2017. (obestämd) 
14. ↑ Omvärdering av titandioxid (E 171) som livsmedelstillsats | . Hämtad 27 januari 2017. Arkiverad från originalet 2 februari 2017. (obestämd)
15. ↑ https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2018.5366 Arkiverad 3 februari 2019 på Wayback Machine https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/5366 Arkiverad 1 oktober 2018 på Wayback Machine
16. ↑ EFSA stänger dörren för omvärdering av titandioxid
17. ↑ https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/4545 Arkiverad 2 februari 2017 på Wayback Machine https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.2903/j.efsa .2016.4545 Arkiverad 30 maj 2021 på Wayback Machine EFSA ANS Panel (EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food), 2016. Scientific Opinion on the re-evaluation of titanium dioxide (E 171) as a food additive. EFSA Journal 2016;14(9):4545, 83 s. doi:10.2903/j.efsa.2016.4545
18. ↑ Sammanfattning av färgtillsatser för användning i USA i livsmedel, droger, kosmetika och medicinska apparater . Hämtad 7 oktober 2018. Arkiverad från originalet 22 april 2019. (obestämd)
19. ↑ e-CFR Titel 21 (Livsmedel och droger) Kapitel I Underkapitel A Del 73 (LISTA ÖVER FÄRGTILLSÄTTNINGAR UNDANTAGNA FRÅN CERTIFIERING) - § 73.575 Titandioxid. (inte tillgänglig länk) . Hämtad 7 oktober 2018. Arkiverad från originalet 7 oktober 2018. (obestämd) 
20. ↑ Frankrike förbjöd farlig livsmedelstillsats E171  (ryska)  ? . rosng.ru . Hämtad 16 oktober 2020. Arkiverad från originalet 21 november 2020.  (obestämd)
21. ↑ Boffey, Daniel E171: EU-vakthund säger att livsmedelsfärger som ofta används i Storbritannien är  osäkra . the Guardian (6 maj 2021). Hämtad 20 december 2021. Arkiverad från originalet 7 maj 2021.
22. ↑ http://49.rospotrebnadzor.ru/rss_all/-/asset_publisher/Kq6J/content/id/444267 Arkivexemplar av 7 oktober 2018 på Wayback Machine  - Lista D, List K
23. ↑ 1 2 3 4 TiO2 - Titanium Dioxide - Titanium Dioxide, nyheter, priser, recensioner . Hämtad 16 september 2006. Arkiverad från originalet 9 september 2006. (obestämd)
24. ↑ Detta objekt är beläget på Krimhalvöns territorium , varav de flesta är föremål för territoriella tvister mellan Ryssland , som kontrollerar det omtvistade territoriet, och Ukraina , inom vars gränser det omtvistade territoriet erkänns av de flesta FN:s medlemsländer . Enligt Rysslands federala struktur är Ryska federationens undersåtar belägna på det omtvistade territoriet Krim - Republiken Krim och staden av federal betydelse Sevastopol . Enligt den administrativa uppdelningen av Ukraina ligger regionerna i Ukraina på det omtvistade territoriet Krim - den autonoma republiken Krim och staden med en speciell status Sevastopol .
25. ↑ Forskare har uppfunnit papper som inte brinner  (ryska) , Yoki.Ru  (27 september 2006). Arkiverad 24 oktober 2020. Hämtad 23 november 2017.
26. ↑ På världsmarknaden för titandioxid (otillgänglig länk) . Nyheter . Titanmet.ru (16 december 2005). Tillträdesdatum: 22 augusti 2014. Arkiverad från originalet 28 september 2007. (obestämd) 
27. ↑ Ett förbud mot användning av titandioxid E171 i livsmedelsproduktion träder i kraft i EU-länderna Arkiverad 6 februari 2022 på Wayback Machine // Sputnik 2022-06-02
28. ↑ Grätzel, M. Dye-sensitized solar cells  //  Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews  : journal. - 2003. - Vol. 4 , nr. 2 . - S. 145-153 .
29. ↑ KOMMISSIONENS FÖRORDNING (EU) 2022/63 Arkiverad 17 februari 2022 på Wayback Machine // Europa.eu, 2022-01-18

Litteratur

• Akhmetov T. G., Porfiryeva R. T., Gaysin L. G. et al. Kemisk teknologi för oorganiska ämnen: i 2 böcker. Bok. 1. - Ed. T. G. Akhmetova. - M .: Högre skola, 2002. - ISBN 5-06-004244-8 . sid. 369-402.
• Nekrasov BV Grunderna i allmän kemi. T. I. - Ed. 3:a, rev. och ytterligare M.: Chemistry, 1973. - S. 644, 648.
• Kemisk uppslagsverk (elektronisk version). — S. 593, 594
• Kemi: Ref. ed. / W. Schroeter, K.-H. Lautenschleger, H. Bibrak m. fl.: Per. med honom. 2:a uppl., stereotyp. — M.: Kemi, 2000. S. 411.
• Yuryev Yu. N. Egenskaper hos tunna filmer av titanoxid (TiO[2 ) och amorft kol (a-C) avsatt med hjälp av ett dubbelmagnetronförstoftningssystem: sammandrag av avhandlingen för graden av kandidat för tekniska vetenskaper: spec. 01.04.07]. - Tomsk, 2016. - 22 sid.

Länkar

• A. E. Rikoshinsky. Världsmarknaden för pigment titandioxid. Status, trender, prognoser // Lakokrasochnye materialy 2002-2003. Katalog . - M . : Redaktion för veckotidningen "Leverantör", 2003. - S. 53-61. — 832 sid. - 3000 exemplar.
• TiO2 - Titandioxid | Titanium Dioxide (Titanium Dioxide) - Egenskaper, applikationer, tillverkare av titandioxid Arkiverad 9 september 2006 på Wayback Machine
• Internationellt kemikaliesäkerhetsdatablad för titandioxid arkiverat 27 september 2007 på Wayback Machine
• Titandioxid - Information från University of Akron Chemical Database

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska stor kines Stor ryss Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	GND : 4185549-8 J9U : 987007538813905171 LCCN : sh85135627 NKC : ph174613