استخراج دي اكسيد تيتانيم به روش سولفات ، ازكنستانتره ايلمنيت

فرمت فایل:ورد{فایل ویرایشی} تعدادصفحات:12 صفحه
چکیده ای از متن:
دي اكسيد تيتانيم در طبيعت به سه صورت روتيل، آناتاز و بروكيت يافت مي‌شود.روتيل و آناتاز بطور صنعتي توليد شده و از آنها به عنوان رنگدانه، كاتاليزور و يا در توليد سراميك و مواد الكترونيكي استفاده مي‌شود. دي اكسيد تيتانيم بعلّت ويژگيهاي پخش شوندگي‌اش (كه از ساير رنگدانه‌هاي سفيد برتر است) اهميت ويژه‌اي بعنوان يك رنگدانه سفيد دارد. پايداري شيميايي و غيرسمي بودن از آن جمله است. توليد دي اكسيد تيتانيم بعنوان مهمترين رنگدانه‌ي معدني در سال 1995 به 106 × 2/3 تن مي‌رسد. دي اكسيد تيتانيم به دو روش سولفات و كلريد توليد مي‌گردد. در اين مقاله دي اكسيد تيتانيم به روش سولفات ، ازكنستانتره ايلمنيت با درصد خلوص %29/40 يه دست آمده است كه درصد خلوص نهايي آن به %32/93 رسِده و راندمان توليد آن %82/13 يه دست آمده است.

دي اکسيد تيتانيم در طبيعت به سه صورت کريستالي يافت مي شود : آناتاز (Anatase)، روتيل (Rutile) و بروکيت (Brookite). اين کريستال ها اساساً دي اکسيد تيتانيم (TiO2) خالص هستند و در حالت خلوص مي بايست سفيد رنگ باشند اما معمولاً شامل مقدار کمي از ناخالصي ها مثل آهن، کروم يا واناديم هستند که باعث تيره شدن رنگ آنها مي شود. روتيل و آناتاز در سيستم هشت وجهي متبلور مي شوند و بروکيت در سيستم اورترومبيک. اگرچه آناتاز و روتيل هر دو هشت وجهي هستند ولي هم شکل ( ايزومورف ) نيستند. آناتاز معمولاً به صورت هشت وجهي منتظم يافت مي شود و روتيل کريستال هاي منشوري باريکي را که غالباً به هم چسبيده اند ايجاد مي کند.
در هر سه شکل TiO2 يک اتم تيتانيم در شبکه توسط شش اتم اکسيژن که به صورت هشت وجهي قرار گرفته اند، احاطه شده است و هر اتم اکسيژن توسط سه اتم تيتانيم در آرايش مثلثي احاطه شده است. سه شکل TiO2 بر اساس راه هاي مختلف اتصال هشت وجهي ها به گوشه ها و لبه هايشان ايجاد مي شوند.
سه شکل آلوتروپي TiO2 به صورت مصنوعي تهيه شده اند. اما فقط روتيل که از نظر حرارتي پايدارترين شکل است به صورت کريستال هاي بزرگ و شفاف به دست آمده است. تغيير شکل از آناتاز به روتيل تقريباً نياز بهkg mol-1 6/12 انرژي دارد، اما سرعت اين تغيير شکل به مقدار بسيار زيادي تحت تأثير دما و حضور مواد ديگر است که ممکن است واکنش را تسريع و يا متوقف کنند. پائين ترين دمايي که در آن تبديل آناتاز به روتيل اتفاق مي افتد
در ◦C 700 است. اما اين دما، دماي انتقال نيست و اين تغيير شکل برگشت پذير نمي باشد. G∆ براي تغيير از آناتاز به روتيل هميشه منفي است.
بروکيت توسط حرارت دادن TiO2 بي شکل که از يک آلکيل تيتانات يا سديم تيتانات به همراه سديم يا پتاسيم هيدروکسيد در يک اتوکلاو، که براي چند روز در دماي ◦C600-200 قرار داده مي شود تهيه مي گردد. تهيه بروکيت به روش مصنوعي مشکل است و بنابراين توليد آن در صنعت رنگ TiO2 ارزشمند نمي باشد. مهمترين اشکال تجاري TiO2 ، آناتاز و روتيل هستند که به راحتي توسط تفرق اشعه X قابل تشخيص مي باشند.
از آنجايي که روتيل و آناتاز هر دو هشت وجهي هستند، هر دو بدون ايزوتروپ هستند و خواص فيزيکي آن ها مثل ثابت شکست نور، بر اساس جهت محور کريستال متفاوت است. در بيشتر کاربردهاي اين مواد، تفاوت بين جهت گيري هاي کريستالوگرافي، به دليل جهت گيري تصادفي تعداد زيادي از اجزاي کوچک محو مي شود ( از بين مي رود ) و اين همان ويژگي است که بسيار مهم است.
اندازه گيري هاي خواص فيزيکي که جهت کريستالي در آن اهميت دارد ممکن است از هر دو روتيل طبيعي و مصنوعي و کريستال هاي آناتاز طبيعي و بروکيت طبيعي به دست آيند. اندازه گيري ضريب شکست TiO2 بايد توسط استفاده از کريستالي که به طور مناسب، با توجه به محور کريستالوگرافي موقعيتش تعيين شده انجام شود چيزي شبيه منشور در يک طيف سنج. هر سه شکل TiO2 به طور طبيعي يافت مي شوند و مورد مطالعه قرار گرفته اند. به هر حال روتيل تنها شکلي است که مي توان از آن در حالت مذاب، کريستال هاي مصنوعي بزرگي را به دست آورد. ضريب شکست روتيل75/2 است. ضريب دي الکتريک روتيل به نسبت جهت کريستال و هر تغييري در فرمول استوکيومتري TiO2 ، تغيير مي کند. مقدار ميانگين ضريب دي الکتريک براي روتيل در شکل پودري آن 114 و براي آناتاز در حالت پودري 48 است.
نقطه ذوب TiO2 تقريباً ◦C 1800 است