การใช้โซเดียมซิลิเกตในกระบวนการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์

          ไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO₂) เป็นสารประกอบที่ได้จากการทำเหมืองแร่ ซึ่งได้จากแร่ที่มีองค์ประกอบของธาตุไทเทเนียม (Ti) เช่น แร่อิลเมไนต์ (ilmenite) แร่รูไทล์ (rutile)และแร่ไทเทนออร์ไจต์(titanaugite)เป็นต้น ไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ได้จากกระบวนการผลิตมีลักษณะเป็นผงสีขาว ทึบแสง และสะท้อนแสงได้ดี จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมสีเพื่อทำหน้าที่เป็นผงสีสีขาวที่มีคุณสมบัติการสะท้อนแสงและป้องกันความร้อนจากดวงอาทิตย์ หรือนำไปใช้ในเครื่องสำอางและพลาสติกเพื่อช่วยในการสะท้อนแสง โดยทั่วไป กระบวนการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์เริ่มจากการการละลายแร่ด้วยสารละลายกรดซัลฟิวริกหรือแก๊สคลอรีน จากนั้นจึงกำจัดซัลเฟตในสารประกอบไทเทเนียมด้วยการทำปฎิกิริยากับน้ำหรือกำจัดคลอไรด์ในสารประกอบไทเทเนียมด้วยการเผาภายใต้บรรยากาศออกซิเจน

          เมื่อได้ผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมไดออกไซด์จึงบดให้เป็นผงตามขนาดที่ต้องการ ซึ่งผงผลิตภัณฑ์ที่ได้มักถูกเคลือบด้วยสารประกอบต่างๆเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ซึ่งโซเดียมซิลิเกตถูกใช้ในกระบวนการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์ในขั้นตอนการเคลือบผิว เพื่อเพิ่มความคงทนและประสิทธิภาพการกระเจิงแสง โดยโซเดียมซิลิเกตสามารถทำปฏิกิริยากับกรดและเกิดเป็นชั้นเจลซิลิเกตอยู่บนผิวของไทเทเนียมไดออกไซด์ เมื่อนำไปเผาที่อุณหภูมิสูงจึงกลายเป็นชั้นฟิล์มซิลิกา(SiO₂ film) เคลือบอยู่บนพื้นผิวอนุภาค ซึ่งซิลิกาที่ได้มีคุณสมับติเป็นกรด จึงทำให้ไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ถูกเคลือบด้วยชั้นฟิล์มซิลิกาจากโซเดียมซิลิเกตมีคุณสมับติทนต่อกรดได้ดี (acid-resistance) เมื่อนำไปใช้ในอุตสาหกรรมสีหรือการผลิตเมลามีนเรซิน (melamine resin) ในอุตสาหกรรมเครื่องครัวจึงมีความคงทนมากกว่าไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ไม่มีการเคลือบ

ที่มา:

1. 1. Furlong, D. N., Sing, K. S. W., and Parfitt, G. D. (1979). The precipitation of silica on titanium dioxide surfaces: I. Preparation of coated surfaces and examination by electrophoresis. Journal of Colloid and Interface Science, 69(3), 409-419.
2. 2. Middlemas, S., Fang, Z. Z., and Fan, P. (2013). A new method for production of titanium dioxide pigment. Hydrometallurgy, 131, 107-113.
3. Raymond Gerard Holbein (Inventor)., U.S. Patent US3523809A, 1965.