Titanyum dioksit, bugüne kadar elde edilen en iyi beyaz inorganik pigmenttir ve kaplamalarda, plastiklerde, mürekkeplerde, kağıt üretiminde, kauçukta, kimyasal elyaflarda ve kozmetik ürünlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Titanyum dioksitin pigment olarak etkinliği esas olarak optik özelliklerine bağlıdır ve bu özellikler de büyük ölçüde yüzey özelliklerinden etkilenir. TiO₂ parçacıklarının çekirdeği, pigment performansının belirlenmesinde minimal bir rol oynar.
Sıradan kalsiyum karbonat, ton başına sadece birkaç yüz ila birkaç bin yuan maliyetiyle önemli ölçüde daha ucuzdur, oysa titanyum dioksit ton başına 17.000 yuan'a kadar çıkabilir. Titanyum dioksitin kalsiyum karbonatla tamamen veya kısmen değiştirilmesi, önemli bir maliyet tasarrufu fırsatı sunmaktadır.
Pekin'deki Çin Jeoloji Bilimleri Üniversitesi'nden Profesör Ding Hao liderliğindeki bir ekip, mineralleri birleştirerek düzenli bir kompozit yapı oluşturarak TiO₂'nin performansını artırmaya yönelik bir strateji geliştirdi. TiO₂ parçacıkları. Bu araştırma, TiO₂'nin pigment özelliklerini geliştiren ve yeşil üretimini mümkün kılan dört yenilikçi süreçle sonuçlanmıştır.
1. Sıvı Fazlı Mekanik Öğütme Yöntemi
Bu işlem, katı parçacıkların sıvı bir ortamda (esas olarak su) mekanik öğütme yoluyla aktive edilmesini ve kalsiyum karbonat ile mikron altı TiO₂ parçacıkları arasında bir arayüz reaksiyonu oluşturulmasını içerir. Sonuç olarak kaplanmış kompozit parçacıklar elde edilir.
Bu yöntemin başlıca avantajları şunlardır:
- Zehirli kimyasallar kullanılmaz.
- Atıksu, atık gaz veya katı atık üretimi yok.
- Düşük enerji tüketimi ve ton başına 1.000 yuanın altında işleme maliyeti.
2. Karbonatlama Yöntemi
Bu yöntemde, TiO₂ parçacıkları kalsiyum hidroksit [Ca(OH)₂] emülsiyonuna eklenir ve ardından CO₂ gazı ile karbonatlama reaksiyonu gerçekleştirilir. Bu işlem, CaCO₃-TiO₂ kompozit pigmenti oluşturur.
Ucuz kalsiyum karbonat ve kontrolü daha kolay olan gaz fazlı çöktürme tekniği kullanılarak, bu yöntem pigment performansını korurken TiO₂ tüketimini azaltmaya olanak tanır. Bu yaklaşım aynı zamanda maliyetleri düşürmeye de yardımcı olur. son kullanıcılar.
3. Hidrofobik Aglomerasyon Birleştirme Yöntemi
Bu teknikte, TiO₂ birincil birleştirme birimi olarak görev yaparken, CaCO₃ konuk parçacık görevi görür. Su bazlı bir sistemde parçacık yüzeylerindeki hidrofobik kuvvetler, TiO₂ ve CaCO₃ parçacıklarının birleşmesini sağlar. Bu da CaCO₃ parçacıklarının yüzeyinde iyi organize edilmiş ve kararlı bir TiO₂ kaplama dağılımının oluşmasına yol açar.
Bu yöntem çevre dostu ve enerji verimlidir, atık üretmez. Ayrıca, elde edilen kompozit pigment hidrofobik özellikler sergileyerek organik sistemlerle yüksek uyumluluk gösterir.
4. Termal Depolimerizasyon ve Güçlü Kompozit Teknolojisi
Bu kuru işlem, TiO₂ son işlem ürünleri oluşturmak için termal depolimerizasyon, modifikasyon, kaplama ve aralıklı izolasyonu içerir. Elde edilen mineral-TiO₂ kompozit pigmenti, TiO₂ parçacıklarının yüksek ve kararlı dağılımını göstererek pigment özelliklerini artırır.
Bu yöntemle üretilen CaCO₃-TiO₂ kompozit pigmenti, renk, yağ emme, örtücülük ve ışık stabilitesi gibi ticari titanyum dioksit ile benzer temel pigment özelliklerine sahip olmakla birlikte daha düşük maliyetlidir. Bu da onu geleneksel olarak titanyum dioksit kullanan endüstriler için cazip bir seçenek haline getirerek, geniş pazar potansiyeline sahip umut vadeden bir alternatif sunmaktadır.
