Hallo Leutz,
wo wird eigentlich Titandioxid gewonnen oder wer veredelt das Zeugs. Wir wollen ggf. einen Test machen und ich brauche dazu die chemischen Daten der Zusammensetzung und letztlich einen Kostenindex.
Wer kann ggf. mit Infos helfen?
Frank
Lieber Frank,
es fragt sich nicht WO sondern WER TiO2 herstellt. Die Kapazität beträgt für die beiden industriell bedeutsamen Modifikationen Rutil und Anatas etwa 4,5 Mill jato.
„Veredelt“ wird TiO2 nur durch die Hersteller selbst, die ihren Pigmenten durch Gitterstabilisierung bzw. organische und norganische Nachbehandlung u.a. Wetterstabilität verleihen. TiO2 ist nämlich ein Weißpigment (d50 200 - 300 nm) und zwar das weltweit gebräuchlichste.
Hersteller sind:
Sachtleben Chemie GmbH (sic !)
Kronos
Du Pont
Kemira
Cinkarna
Crystal
Huntsman
Kerr McGee
Ishihara
Zur Analytik:
Du möchtest „Tests“ machen. Welche ?
Qualitativer Nachweis ? Quantitative Analyse ? Bestimmung des Kristalltyps ? Ti3+ oder Ti4+ ?
Die Zusammensetzung von TiO2 ist relativ simpel, siehe Formel: TiO2. Schwieriger wirds, wenn Nachbehandlungskomponenten drin sind, dann hat man u.U. nur noch 88 % TiO2, der Rest KÖNNEN dann AL, P, Nb, Si, Cr meist als Oxide sein.
Also denn…
Gruß
Bernd
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Hi Frank,
hilft das?
Gandalf
Titandioxid
[Titan(IV)-oxid]. TiO2, MR 79,90. Die mit Abstand techn. bedeutendste Titan-Verb. tritt in drei Modif. auf, die in der Natur als Anatas (tetragonale Krist., D. 3,9, H. 5,5–6), Brookit (orthorhomb. Krist., D. 4,17, H. 5,5–6, Schmp. 1825 °C) u. Rutil (tetragonale Krist., D. 4,26, H. 6–6,5, Schmp. 1830–1850 °C, Sdp. >2500 °C, stabilste Form des TiO2) vorkommen. Anatas wandelt sich in einer exothermen Reaktion (DH° = 12,6 kJ/mol) allmählich, schneller >700 °C irreversibel in Rutil um. In allen Modif. ist das Ti-Atom oktaedr. von 6 Sauerstoff-Atomen umgeben, O hat gegenüber Ti die Koordinationszahl 3. Die Modif. unterscheiden sich aufgrund der verschiedenen räumlichen Verknüpfung der Oktaeder . TiO2 ist unlösl. in Wasser, organ. Lsm., verd. Säuren u. Laugen, lösl. in heißer konz. Schwefelsäure, Flußsäure u. geschmolzenen Alkalihydroxiden u. -carbonaten. Es wird von Wasserstoff, Kohlenstoff u. Erdalkalien nur bei höheren Temp. angegriffen, reagiert aber heftig mit Lithium. TiO2 ist ungiftig; für Feinstäube wurde als allg. Staubgrenzwert (MAK) eine Konz. von 6 mg/m3 festgesetzt.
Herst.: Unter den zahlreichen, zur Herst. von TiO2 vorgeschlagenen Verf. haben sich bisher in der Technik nur das Sulfat- u. das Chlorid-Verf. durchgesetzt: Das ältere, seit 1917 praktizierte Sulfat-Verf. (auch Schwefelsäure-Prozeß genannt) geht von feingemahlenem Ilmenit, FeTiO3, (od. Ilmenit-Schlacke) aus, der mit ca. 90%iger H2SO4 aufgeschlossen wird. Der Aufschlußkuchen wird in Wasser gelöst u. die Lsg. geklärt. Da Fe3+ bei der Hydrolyse gemeinsam mit Titanoxidhydrat ausfallen u. eine Qualitätsminderung beim fertigen TiO2-Pigment bewirken würde, wird durch Zugabe von Eisen-Schrott gelöstes dreiwertiges Eisen in die zweiwertige Form überführt. Nach dem Erkalten wird auskrist. FeSO4 · 7 H2O (Grünsalz) abgeschleudert. Anschließend erfolgt die Hydrolyse des Titanoxidsulfates (TiOSO4) zu Titanoxidhydrat, das nach Filtration u. gründlichem Waschen in Drehrohröfen in TiO2 übergeführt wird. Durch Impfen mit entsprechenden Keimen, Zusatz geeigneter Einstellchemikalien u. durch Wahl der Glühtemp. (800–1000 °C) erhält man entweder die Anatas- od. die bevorzugte Rutil-Modif. (nur diese sind techn. bedeutend). Bei dem 1958 eingeführten Chlorid-Verf. geht man von mineral. Rutil od. „Titan-Schlacke“ (s. Titan) mit hohem TiO2-Gehalt aus, die durch Chlorieren mit Cl2 in Ggw. von Kohle in TiCl4 überführt werden. Dessen Oxid. bei erhöhter Temp. mit Sauerstoff verläuft unter Bildung von TiO2 u. Chlor. Das entstandene Chlor wird erneut zur Herst. von TiCl4 verwendet. Das nach beiden Verf. erhaltene TiO2 wird meistens zur Verfeinerung noch einer Nachbehandlung unterworfen. Hochdisperses, sehr reines T. erhält man durch Flammhydrolyse von TiCl4. Das Chlorid-Verf. wird heute bevorzugt, weil ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist u. ökolog. Vorteile bestehen. TiO2-arme Rohstoffe, z. B. Nelsonit, können nur nach dem Sulfat-Verf. verarbeitet werden, bei dem pro t TiO2 ca. 4 t Grünsalz u. 6–9 t sog. Dünnsäure – ca. 20%ige H2SO4 mit 5–10% FeSO4, 3% MgSO4 u. 1–3% Schwermetallsulfaten – anfallen, die früher nahezu ausschließlich im Meer „verklappt“ wurde. Seit 1989 wird die Dünnsäure bei allen dtsch. Herstellern aufkonzentriert u. in den Prozeß zurückgeführt. Das Begleitprodukt FeSO4 kann als Flockungsmittel in der Abwasserreinigung, zur Schlammbehandlung u. zur Herst. von Eisenoxid-Pigmenten verwendet werden. 1996 wurden weltweit bereits 56% des TiO2 nach dem Chlorid-Verf. hergestellt. Die Weltproduktion an TiO2 belief sich 1930 auf 20 000 t, 1960 auf 900 000 t, 1965 auf 1,6 Mio. t, 1990 auf 3,3 Mio. t u. 1996 auf 4,06 Mio. t. Die wichtigsten Erzeugerländer (1996) sind die USA u. Kanada (1,5 Mio. t), die EU (1,22 Mio. t), Japan u. a. Länder im pazif. Raum (526 000 t) u. Australien (159 000 t). In der BRD (alte Bundesländer) wurden 1990 ca. 330 000 t TiO2 produziert, von denen etwa 75% exportiert wurden.
Verw.: In der Anatas- u. insbes. in der Rutil-Modif. besitzt TiO2 als ausgezeichnetes Weißpigment eine bes. techn. Bedeutung. Die hervorragenden pigmentopt. Eigenschaften sind bedingt durch den hohen Brechungsindex (Anatas 2,55, Rutil 2,75, s. Refraktion), womit TiO2 das höchste Aufhell- u. Deckvermögen der handelsüblichen Weißpigmente aufweist. TiO2-Weißpigmente werden nahezu universell zum Weißfärben od. Aufhellen von Buntpigmenten verwendet. Das früher viel verwendete Titanweiß enthielt neben TiO2 aus anstrichtechn. u. wirtschaftlichen Gründen je nach Verwendungszweck Sulfate u. Carbonate von Ba, Ca u. Mg u. bis zu 10% Zinkweiß (ZnO); es ist heute durch die reinen TiO2-Pigmente verdrängt worden. Je nach Einsatzgebiet werden unterschiedliche TiO2-Spezialtypen angeboten – man schätzt ihre Zahl einschließlich der verschiedenen Lieferformen auf >500. TiO2 ist auch ein ausgezeichnetes Trübungsmittel für Email u. wird wegen seiner guten dielektr. Eigenschaften in der Elektro-Ind. z. B. zu Kondensatoren verarbeitet. Auch synthet. Schmucksteine lassen sich aus TiO2 (s. Rutil) herstellen. Da TiO2 ungiftig ist, wird es in Kosmetika (Sonnenschutzmitteln, Lippenstiften, Körperpudern, Seifen, Perlglanzpigmenten, Zahnpasten) u. pharmazeut. Spezialitäten eingesetzt. Auch in der Lebensmittel-Ind. ist TiO2 zugelassen, z. B. zur Umhüllung von Salami. In Zigarren sorgen geringe Zusätze von TiO2 für die so geschätzte weiße Asche. In der Chemie dient T. als Träger für Katalysatoren od. bei der Kjeldahl-Methode selbst als Katalysator.
In Westeuropa wurden TiO2-Pigmente 1989 für folgende Anw. genutzt: 60% für Lacke, Anstrichstoffe u. Straßenmarkierungsfarben, 20% für Kunststoffe, 12% für Papier, 3% für Dekorschichtstoffe, der Rest für Druckfarben u. Korrekturlacke, Kautschuke, Kosmetika, Arznei- u. Lebensmittelumhüllungen, Emails, Keramiken, Gläser etc.
Lit.: 1 Ramdohr-Strunz, S. 138.
allg.: Brauer (3.) 2, 1366 ff. ï Chem. Ind. (Düsseldorf) 38, 343–350 (1986); 39, 36–39 (1987) ï DECHEMA-Monogr. 102, 333–359, 465–481 (1986) ï Gmelin, Syst.-Nr. 41, Ti, 1951, S. 226 ff. ï Kirk-Othmer (4.) 19, 12–18; 23, 235–250 ï Kulling, Konzentrierung von Dünnsäure der Titandioxid-Industrie, Eggenstein-Leopoldshafen: FIZ Energie, Physik, Mathematik 1984 ï Ph. Eur. 1997, S. 1746 ff. ï Winnacker-Küchler (4.) 3, 367–373 ï s. a. Titan, Pigmente u. Rutil.
E titanium dioxide
F oxyde de titanium
I biossido di titanio
S óxido de titanio
Z 2823 00
CAS 13463-67-7 (TiO2); 1317-70-0 (Anatas); 1317-80-2 (Rutil); 12188-41-9 (Brookit)
Quelle: Römpp Lexikon Chemie – Version 2.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1999
Hallo @all,
danke erstmal euch beiden. Hat mir erstmal geholfen, diesmal war das Problem aber geringer als ich dachte. Bevor Bernd geantwortet hatte, hatte ich bereits den F&E-Chef von Kronos am Höhrer.
@ Bernd:
Einer der Wissenschaftler, mit denen wir arbeiten, hat ein bissl was drauf mit Plasmaanlagen. Jetzt wollen wir testen, wieviel Aufwand es bereitet, Ti direkt aus dem Erz von Kronos´s Grube mittels Plasmaanlage zu separieren. Wenns funzt, wirds wirtschaftlich.
aus einer Mischung von Schlämmen lassen sich z.B. auch Pigmente mit hoher Reinheit separieren.
Gruß
Frank