Quy trình sản xuất TiO2 – hóa chất Titanium Dioxide

Quá trình sản xuất TiO2 – Hóa chất titan dioxide. Trong chia sẻ kiến ​​thức ở đây, chúng tôi đã tìm hiểu về titan dioxide. Từ các công thức hóa học, tính chất vật lý và hóa học đến các ứng dụng thực tế trong các ngành sản xuất công nghiệp.

Titanium dioxide ngày càng trở nên phổ biến trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp. Hóa chất này xuất hiện trong thành phần của vô số sản phẩm chúng ta sử dụng hàng ngày. Từ thực phẩm, mỹ phẩm, giấy, vải, gốm sứ đến nhựa, cao su, tường, mồi. Cho đến khi các thiết bị cao hơn như chất bán dẫn, mạch kỹ thuật …

Titanium dioxide có tính chất vật lý kỳ diệu mà không có hóa chất nào khác nhau. Nó không độc hại, không có phản ứng, phát sáng. Giúp tăng độ trắng và độ sáng của nhiều vật liệu một cách an toàn. Đồng thời, có cường độ nhiệt (nhiệt độ nóng chảy cao), độ bền hóa học (không có hiệu quả đáng kể), độ cứng cao, độ bao phủ lớn, tính chất mài mòn, độ bền, hiếm khi bị nứt …

Titanium dioxide còn được gọi là oxit titan hoặc titan trắng. Công thức hóa học là TiO2, có nguồn gốc từ ilmenite, rutile và anatase.

Trong bài viết này, hãy để Vu Hoang tìm hiểu về cách thức và quá trình sản xuất để hóa chất phụ gia siêu phàm này.

Quy trình sản xuất TiO2 – Hóa chất titan dioxide

Có bao nhiêu quy trình sản xuất TiO2 trên thế giới?

Hiện tại, thế giới chủ yếu sử dụng hai quy trình công nghệ để sản xuất titan dioxide: đó là phương pháp axit sunfuric và clo. Các sản phẩm được sản xuất bởi axit sunfuric thường được gọi là axit sunfuric titan dioxide. Và các sản phẩm được sản xuất bởi clorua thường được gọi là clo dioxide.

Phân biệt quy trình sản xuất TiO2

Phương pháp axit sunfuric (quá trình sunfat)

Quá trình sử dụng axit sunfuric đậm đặc để trộn. Phương pháp sulfate là phương pháp lâu đời nhất và thường được áp dụng cho các quặng nội dung thấp.

Bao gồm 4 giai đoạn:

• Phân hủy
• Tách biệt Fe khỏi dung dịch
• Thủy phân tạo ra axit methotitanic
• H2TIO3

Xem thêm: >>> Hóa chất TiO2 là gì? TiO2 hoạt động như thế nào?

Giai đoạn phân hủy:

Sử dụng H2SO4 để phân hủy quặng ilmenite (fetio3) sẽ xảy ra các phản ứng:

Fetio3 + 3H2SO4 = Ti (SO4) 2 + FESO4 + 3H2O

Fetio3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FESO4 + 2H2O

Lúc đầu, những người chỉ cần nóng đến 1250C – 1350C. Sau đó, nhiệt độ sẽ tự động tăng nhờ nhiệt của phản ứng lên 1800C – 2000C

Giai đoạn phân tách Fe với giải pháp:

Hỗn hợp ilmenite và H2SO4 (dư) ở nhiệt độ khoảng 170 – 220 C trong một thời gian nhất định. Làm mát sản phẩm và hòa tan với nước dư thừa. Sau đó sử dụng bột sắt để loại bỏ Fe3+ đến Fe2+. Hỗn hợp tiếp tục làm mát lên tới khoảng 15 C đến Fe2+ tinh thể FESO4.7H2O được kết tinh và lọc để loại bỏ kết tủa.

Dung dịch của dung dịch thủy phân

Thu được sau khi lọc bằng cách làm nóng đến nhiệt độ 110 C để tạo thành axit methatitannic (H2TIO3 hoặc TiO2N.H2O) được lắng đọng.

Tioso4 + H2O TiO2N.H2O + H2SO4

Trong giai đoạn cuối cùng của H2TIO3:

Titan Dioxide được nướng để tách nước ở 200 – 300 C và từ 500 – 900 C để loại bỏ SO3:

TiO2N.H2O TiO2 + NH2O

Khi làm nóng nhiệt độ 9500C cho Rutile TiO2.

Phương pháp clorua (quy trình clorua)

Quá trình clorua clorua vào xỉ titan 85-90%, TiO2, cao su nhân tạo và rutile tự nhiên.

Phương pháp clo bao gồm 3 giai đoạn:

• Dung dịch thủy phân Ticl4
• Thủy phân trong pha khí
• Đốt TICL4

Quặng được trộn với sục khí than và clo ở nhiệt độ khoảng 900-1000 C trong sàn sôi. Hỗn hợp khí thu được bao gồm titan tetracloride (TICL4), oxit carbon (CO, CO2). Và các tạp chất được làm mát và cô đọng, thu được TiO4 thuần túy:

2TIO2 + 3C + 4CL2 2TICL4 (khí không tinh khiết) + 2CO + CO2

TICL4 (khí không trong sáng) TICL4 (chất lỏng nguyên chất)

Giai đoạn thủy phân của dung dịch TICL4:

Chuẩn bị dung dịch nước Ticl4 bằng cách đổ TICL4 vào nước lạnh hoặc pha loãng axit HCl

TICL4 + 3H2O = H2TIO2 + 4HCL

Sau đó, làm nóng H2TIO3 tại 8500C – 9000C sẽ có được TiO2

Thủy phân trong pha khí:

TICL4 hoạt động với Steam ở 3000C – 4000C

Tiicl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCL

Cho nước đầy nước và luồng không khí với TICL4 nóng

3000C – 4000C vào chai. Chai phản ứng cũng đã được làm nóng đến 3000C – 4000C. Để tách TiO2 khỏi HCl có thể sử dụng bộ lọc gốm.

Burn Ticl4:

Nếu bạn muốn tái tạo CL2, tốt nhất là nhận TiO2 bằng cách đốt TICL4 với O2 ở nhiệt độ cao.

Tiicl4 + o2 = TiO2 + 2Cl2

Tham khảo: >>> Titanium Dioxide Too2 Chemical là gì? Những điều cần biết về hóa chất titan dioxide

Ưu điểm và nhược điểm của từng quy trình sản xuất titan dioxide

Lợi thế:

Với phương pháp axit sunfuric, quá trình sản xuất chỉ sử dụng một loại hóa chất là H2SO4. Và có thể sử dụng các thành phần TiO2 thấp, giá rẻ.

Với phương pháp clo, những lợi thế nổi bật hơn: ít chất thải, khí clo được phục hồi một lần nữa. Các sản phẩm trung gian, TICL4, có thể được bán cho ngành sản xuất bọt titan.

Nhược điểm:

Phương pháp axit sunfuric sẽ có những nhược điểm: chi phí đầu tư lớn, lưu trữ phức tạp. Lượng chất thải lớn dẫn đến xử lý chất thải khá phức tạp và tốn kém.

Phương pháp clo hóa gặp những nhược điểm sau: phản ứng ở nhiệt độ cao, tiêu thụ năng lượng. Và các sản phẩm BY hiếm khi được sử dụng clorua sắt phải được chôn sâu.

Do đó, hiện tại trên thế giới, việc sản xuất titan dioxide chủ yếu dựa trên clo hóa. 60% titan dioxide được sản xuất trên toàn cầu như là một sản phẩm của phương pháp clo.

Kết luận

Ở trên, Vu Hoang đã giới thiệu cho bạn quá trình sản xuất hóa chất titan dioxide. Ray hy vọng thông tin của chúng tôi để chia sẻ là hữu ích cho bạn.

Vu Hoang Chúng tôi luôn sẵn sàng cung cấp hóa chất và phụ gia. Bao gồm cả titan dioxide chất lượng cao, được nhập khẩu với chứng nhận chất lượng sản phẩm đầy đủ. Vui lòng liên hệ với chúng tôi qua Hotline hoặc trang web: https://vuhoangco.com.vn để biết thêm thông tin về sản phẩm.

Nguồn: https://merakicenter.edu.vn/ Tác giả: Nguyễn Lân dũng