Principales caractéristiques du dioxyde de titane

Dioxyde de titane (nom anglais: dioxyde de titane), un pigment blanc dont le composant principal est le dioxyde de titane (TiO2). Le nom scientifique est le dioxyde de titane (dioxyde de titane) et la formule moléculaire est TiO2. C'est un composé polycristallin dont les particules sont régulièrement disposées et ont une structure en treillis. C'est un pigment chimique inorganique important, en particulier pour les revêtements, les encres, il a des applications importantes dans la fabrication du papier, le caoutchouc plastique, la fibre chimique, la céramique et d'autres industries.

1. Caractéristiques physiques

1) Densité relative

Parmi les pigments blancs couramment utilisés, le dioxyde de titane a la plus petite densité relative. Parmi les pigments blancs de même qualité, le dioxyde de titane a la plus grande surface et le volume de pigment le plus élevé.

2) Point de fusion et point d'ébullition

Puisque le type anatase se transforme en type rutile à des températures élevées, le point de fusion et le point d'ébullition du dioxyde de titane de type anatase n'existent en fait pas. Seul le dioxyde de titane rutile a un point de fusion et un point d'ébullition. Le point de fusion du dioxyde de titane rutile est de 1850 ° C, le point de fusion dans l'air est de (1830 ± 15) ° C et le point de fusion dans l'enrichissement en oxygène est de 1879 ° C. Le point de fusion est lié à la pureté du dioxyde de titane. Le point d'ébullition du dioxyde de titane rutile est de (3200 ± 300) ° C. Le dioxyde de titane est légèrement volatil à cette température élevée.

3) constante diélectrique

En raison de la constante diélectrique élevée du dioxyde de titane, il possède d'excellentes propriétés électriques. Lors de la détermination de certaines propriétés physiques du dioxyde de titane, l'orientation cristalline des cristaux de dioxyde de titane doit être prise en compte. La constante diélectrique du dioxyde de titane anatase est relativement faible, seulement 48.

4) conductivité

Le dioxyde de titane a les propriétés d'un semi-conducteur. Sa conductivité électrique augmente rapidement avec la montée en température, et il est également très sensible à l'hypoxie. La constante diélectrique et les propriétés semi-conductrices du dioxyde de titane rutile sont très importantes pour l'industrie électronique, et ces propriétés peuvent être utilisées pour produire des condensateurs céramiques et d'autres composants électroniques.

5) dureté

Selon l'échelle de dureté de Mohs, le dioxyde de titane rutile est de 6 à 6,5 et le dioxyde de titane anatase est de 5,5 à 6,0. Par conséquent, l'anatase est utilisée dans le matage de fibres chimiques pour éviter l'abrasion des trous de filière.

6) Hygroscopicité

Bien que le dioxyde de titane soit hydrophile, son hygroscopicité n'est pas très forte et le type rutile est plus petit que le type anatase. L'hygroscopicité du dioxyde de titane a une certaine relation avec la taille de sa surface. La surface est grande et l'hygroscopicité est élevée. Il est également lié au traitement de surface et aux propriétés.

7) stabilité thermique

Le dioxyde de titane est une substance ayant une bonne stabilité thermique.

8) Granularité

La distribution granulométrique du dioxyde de titane est un indice complet qui affecte gravement les performances des pigments de dioxyde de titane et les performances d'application du produit. Par conséquent, la discussion sur le pouvoir couvrant et la dispersibilité peut être directement analysée à partir de la distribution granulométrique.

Les facteurs affectant la distribution granulométrique du dioxyde de titane sont plus compliqués. La première consiste à hydrolyser la taille de la taille de particule d'origine. En contrôlant et en ajustant les conditions du processus d'hydrolyse, la taille de particule d'origine se situe dans une certaine plage. Le second est la température de calcination. Au cours du processus de calcination de l'acide métatitanique, les particules subissent une période de transformation cristalline et une période de croissance. La température appropriée est contrôlée pour maintenir les particules en croissance dans une certaine plage. Enfin, le produit est broyé. Le broyeur Raymond est généralement modifié et la vitesse de l'analyseur est ajustée pour contrôler la qualité de broyage. Dans le même temps, d'autres équipements de concassage peuvent être utilisés, tels que: broyeur universel, broyeur à jet et broyeur à marteaux.

2. Structure en cristal

Le dioxyde de titane a trois formes cristallines dans la nature: le rutile, l'anatase et la brookite. Le type brookite appartient au système cristallin orthorhombique et est un type cristallin instable. Il est transformé en type rutile à une température supérieure à 650 ° C, il n'a donc aucune valeur pratique dans l'industrie. Le type anatase est stable à température ambiante, mais se transformera en type rutile à haute température. La force de conversion dépend de la méthode de fabrication et de la présence d'inhibiteurs ou d'accélérateurs ajoutés pendant le processus de calcination.

On pense généralement que presque aucune conversion de forme cristalline n'est effectuée en dessous de 165 ° C, et la conversion est très rapide lorsqu'elle dépasse 730 ° C. Le type rutile est la forme cristalline la plus stable de dioxyde de titane avec une structure compacte. Comparé au type anatase, il a une dureté, une densité, une constante diélectrique et un indice de réfraction plus élevés. Le type rutile et le type anatase appartiennent au système cristallin tétragonal, mais ont des réseaux cristallins différents, de sorte que les images aux rayons X sont également différentes. L'angle de diffraction du dioxyde de titane de type anatase est de 25,5 ° et l'angle de diffraction du type rutile est de 27,5 °. Les cristaux de type rutile sont minces et prismatiques, généralement des cristaux jumeaux; tandis que le type anatase se rapproche généralement d'un octaèdre régulier.

Comparé au type anatase, le réseau unitaire du type rutile est composé de deux molécules de dioxyde de titane tandis que le type anatase est composé de quatre molécules de dioxyde de titane, de sorte que son réseau unitaire est plus petit et compact, donc il a une plus grande stabilité Il a une réfraction élevée indice et constante diélectrique et faible conductivité thermique.

Parmi les trois isomères du dioxyde de titane, seul le type rutile est le plus stable, et seul le type rutile peut être obtenu par conversion thermique. La brookite naturelle se transforme en type rutile à des températures supérieures à 650 ℃, et l'anatase peut se transformer en type rutile à environ 915 ℃.

3. Propriétés chimiques

Le dioxyde de titane a des propriétés chimiques extrêmement stables et est une sorte d'oxyde amphotère acide. Il réagit à peine avec d'autres éléments et composés à température ambiante et n'a aucun effet sur l'oxygène, l'ammoniac, l'azote, le sulfure d'hydrogène, le dioxyde de carbone et le dioxyde de soufre. Il est insoluble dans l'eau, la graisse, l'acide dilué, l'acide inorganique et l'alcali, et seulement soluble dans l'hydrogène. Acide fluorique. Mais sous l'action de la lumière, le dioxyde de titane peut subir des réactions d'oxydo-réduction en continu et a une activité photochimique. Ce type d'activité photochimique est particulièrement évident sous irradiation ultraviolette. Cette propriété fait du dioxyde de titane un catalyseur d'oxydation photosensible pour certains composés inorganiques et un catalyseur de réduction photosensible pour certains composés organiques.

Traitement d'urgence: isoler la zone contaminée et restreindre l'accès. Il est recommandé que le personnel d'urgence porte des masques antipoussières (masques complets) et des vêtements de travail généraux. Évitez la poussière, balayez soigneusement, mettez dans un sac et transférez dans un endroit sûr. S'il y a une grande quantité de fuite, couvrez avec une feuille de plastique ou une toile. Collecter et recycler ou transporter vers des sites d'élimination des déchets pour élimination.

Le dioxyde de titane (ou dioxyde de titane) est largement utilisé dans divers revêtements de surface structurels, revêtements et charges de papier, plastiques et élastomères, et d'autres utilisations comprennent la céramique, le verre, les catalyseurs, les tissus de revêtement, les encres d'imprimerie, les tuiles et les flux. Selon les statistiques, la demande mondiale de dioxyde de titane en 2006 a atteint 4,6 millions de tonnes, dont l'industrie des revêtements représentait 58%, l'industrie des plastiques 23%, la fabrication du papier 10% et 9%. Le dioxyde de titane peut être fabriqué à partir de laitier d'ilménite, de rutile ou de titane. Il existe deux types de procédés de production de dioxyde de titane: le procédé au sulfate et le procédé au chlorure. La technologie de la méthode au sulfate est plus simple que celle de la méthode au chlorure et elle peut produire des minéraux de faible teneur et moins chers. Aujourd'hui, environ 47% de la capacité de production mondiale utilise le procédé au sulfate et 53% de la capacité de production est le procédé au chlorure.

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