В настоящее время диоксид титана производится двумя способами: сульфатным и хлорным. Первый вариант, внедренный еще в 1936 г., предусматривает получение TiO? из ильменитового концентрата, обрабатываемого серной кислотой; второй метод, разработанный компанией DuPont в 1950 г., подразумевает получение конечного продукта из тетрахлорида титана.
Работы над новыми методами выработки диоксида титана продолжаются, поскольку существующие технологии имеют определенные недостатки. Например, сульфатная технология энергозатратна и довольно негативно сказывается на экологии; хлорный метод, превосходящий сульфатный по экономическим показателям, в большинстве случаев неприемлем, поскольку получаемый пигмент содержит адсорбированный хлор и из-за физико-химических показателей не может использоваться для изготовления лакокрасочной продукции. Прокаливание диоксида титана, полученного хлорным методом, до 900?С отчасти снимает данное ограничение, но существенно увеличивает технологические затраты.
В наши дни производители уделяют особое внимание технологии производства диоксида титана из сфенового концентрата. Данный метод подразумевает обработку сфена серной кислотой с последующим разделением суспензии на твердую и жидкую фазы до момента выделения в ней солей титана. Впоследствии раствор выпаривается в вакуум-установках, а полученный состав подвергается термогидролизу, что позволяет получить высококачественный TiO? рутильной модификации.
Сфеновая технология имеет массу преимуществ. Во-первых, на стадии обработки сфена затраты серной кислоты значительно меньше, нежели при производстве диоксида титана хлорным или сульфатным способом. Во-вторых, технология позволяет снизить транспортные расходы, поскольку к месту производства может транспортироваться не сфен, а маточный раствор. В-третьих, твердая фаза, полученная во время разделения серно-сфеновой суспензии, подвергается отдельной сульфатной обработке, в результате чего получают пигментный накопитель. И, наконец, в-четвертых, благодаря данному способу из сфена извлекается максимальное количество TiO? при относительно невысоких энергозатратах.
Технологии получения пигментов из сфенового концентрата совершенствуются. Подтверждением сказанному могут служить несколько изобретений, запатентованных в РФ. Например, в 2001 г. одним из российских предприятий был модернизирован способ извлечения диоксида титана из сфенового концентрата с использованием сульфата аммония. Изобретение позволяет снизить продолжительность процесса, а также существенно увеличить выход диоксида титана.
