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All’incirca il 95% del titanio viene consumato in forma di diossido di titanio (TiO2), un pigmento intensamente bianco e permanente con buona capacità coprente, nelle vernici, nella carta, nei cementi per renderli più brillanti e nelle plastiche. Le vernici fatte con il biossido di titanio sono eccellenti riflettrici della radiazione infrarossa e sono quindi usate estensivamente dagli astronomi.A causa della loro resistenza (anche alla corrosione), leggerezza, e capacità di sopportare temperature estreme, le leghe di titanio vengono utilizzate principalmente nell’industria aeronautica e aerospaziale, anche se il loro utilizzo in prodotti di consumo quali: mazze da golf, biciclette, componenti motociclistici e computer portatili, sta diventando sempre più comune. Il titanio viene spesso messo in lega con: alluminio, ferro, manganese, molibdeno e altri metalli.
Grazie all’eccellente resistenza all’acqua di mare, viene usato per fabbricare parti dei propulsori marini.Viene utilizzato per produrre gemme artificiali relativamente morbide.Il tetracloruro di titanio (TiCl4), un liquido incolore, viene usato per ottenere l’iridescenza del vetro, e poiché emette un fumo denso nell’aria umida, viene anche usato per la fabbricazione di fumogeni.In aggiunta ad essere un importante pigmento, il biossido di titanio viene impiegato nei filtri solari a causa della sua capacità di proteggere la pelle.Ha la proprietà di essere biocompatibile, in quanto presenta porosità superficiale analoga a quella dei tessuti umani, per cui risulta fisiologicamente inerte. Per questo motivo la lega a base di titanio Ti6Al4V viene utilizzata nelle componenti protesiche di anca e ginocchio, e nelle protesi implantari dentarie. Tuttavia dato l’alto coefficiente di frizione non viene mai utilizzato come componente di giunzione articolare
Il suo essere inerte e la colorazione attraente lo rendono un metallo popolare per l’uso nei piercing.
Produzione. Il metodo tuttora più importante per la fabbricazione del biossido di titanio è quello basato sull’attacco dell’ilmenite, con acido solforico. Il processo comprende le seguenti fasi: 1) macinazione dell’ilmenite; 2) digestione del minerale in acido solforico; 3) chiarificazione della soluzione grezza dei solfati di ferro e di titanio; 4) condizionamento della soluzione prima dell’idrolisi; 5) idrolisi del solfato di titanio; 6) separazione del precipitato dal liquido e lavaggio; 7) calcinazione del precipitato; 8) macinazione del biossido di titanio.
La temperatura di calcinazione del precipitato ha grande influenza sul biossido di titanio usato come pigmento e in modo particolare sulle sue proprietà ottiche. Intorno ai 1000°, e soprattutto con l’impiego di particolari aggiunte, il biossido passa dalla forma atanasica a quella rutilica.
Oltre al processo al solfato, da alcuni anni si è affermato, specialmente in USA, il processo al cloruro che consiste nell’attacco del minerale titanifero con cloro gassoso in modo da ottenere tetracloruro di titanio e nell’idrolisi di questo a idrossido di titanio; l’idrossido è infine convertito in biossido mediante calcinazione.
Come materia prima si preferisce il rutilo, minerale che può essere mescolato con coke di petrolio, trasformato in mattonelle con l’ausilio di leganti e trattato con cloro gassoso a 500÷800°. Con altro procedimento il rutilo viene prima risotto a 1200÷1400° e quindi clorurato a 500°. Soddisfacenti risultati sono stati ottenuti anche con la clorurazione in letto fluido.
Caratteristiche. Polvere bianca amorfa o cristallina a seconda dell’origine e dei trattamenti termici subiti. Inodora e senza sapore. Peso spec. dei prodotti naturali: (I) 3,9; (II) 4,2÷4,3; (III) 4.
P. fus. (II) 1870° (le altre forme non sono stabili alle alte temperature).
Solubilità. Insolubile in acqua e negli acidi diluiti a freddo. Solubile a caldo nell’acido solforico concentrato, negli alcali e nel bisolfato potassico fuso.
Tipi commerciali. Puro per uso farmaceutico. Tecnico
Dati analitici. Il prodotto puro per uso farmaceutico fonde a 1870° e ha densità 4 ca.; deve avere titolo non inferiore al 98%, calcolato sulla sostanza essiccata, determinato secondo i metodi delle farmacopee; la sua perdita all’essiccamento (a 105° per 3 ore) non deve essere superiore allo 0,5%; il suo contenuto in arsenico e in metalli pesanti non deve essere superiore rispettivamente a 8 e a 20 p.p.m.
Saggi e reazioni. Può essere reso solubile in acqua mediante fusione con carbonati o idrossidi alcalini oppure con bisolfato di potassio. Per addizione di acido solforico, riscaldamento fino a fumi bianchi, raffreddamento, diluizione con acqua, filtrazione ed addizione di acqua ossigenata al filtrato si ottiene colorazione rosso aranciata.
Usi. Trova il suo maggiore impiego come pigmento bianco. Inoltre è usato nella fabbricazione di materiali ceramici, di smalti vetrosi per migliorarne la resistenza agli acidi e per renderli opachi, dielettrici ad alta resistenza; come additivo alle materie plastiche per facilitarne l’estrusione, come opacizzante nell’industria della carta e delle fibre tessili. Nella preparazione di linoleum, di inchiostri da stampa, di catalizzatori per la polimerizzazione delle olefine. In campo farmaceutico e cosmetico in polveri aspersorie e pomate protettive (specie antisolari). Nell’industria farmaceutica anche nelle operazioni di confettature di medicamenti.