Titandioxid (TiO2), ein weißes Pulver von hoher Helligkeit und Lichtundurchlässigkeit, findet als Pigment in vielen Bereichen des täglichen Lebens weit verbreitete Verwendung.
Der mengenmäßig größte Einsatzbereich sind Lacke. TiO2-Pulver wird als Basispigment in den meisten Lacken und Anstrichen sowohl für den Bau- als auch für den Automobilbereich verwendet. Außerdem wird TiO2 als Füllstoff in Kunststoffen, Beschichtungen, Kosmetika, Zahnpasta und Sonnenschutz verwendet.
Rain Carbon Inc. (RCI) liefert den in unseren Rain CII-Anlagen produzierten kalzinierten Petrolkoks (CPC), der als Reduktionsmittel bei der Herstellung von Titandioxid mithilfe des Chloridverfahrens unverzichtbar ist.
Titanhaltiges Erz wie Rutil und Ilmenit wird mit CPC gemischt und einem Hochtemperatur-Wirbelschichtreaktor, als Chlorinator bekannt, zugeführt, der die Materialien auf 1.000 °C erhitzt. Chlorgas wird zugesetzt und der hochreine Kohlenstoff im CPC reduziert das TiO2, welches dann mit dem Chlorgas reagiert und über die unten stehende Reaktion TiCl4 erzeugt:
TiO2 + C + 2Cl2 → TiCl4 + CO2
CPC ist für die Herstellung von Titandioxid unverzichtbar
Das so gewonnene TiCl4 wird destilliert, um reines TiCl4 zu erhalten. Dies wird dann mit Sauerstoffgas in reines TiO2 reoxidiert. Das beim Reoxidationsschritt erzeugte Chlorgas wird dabei zurückgewonnen und wiederverwendet. Das feine TiO2 wird typischerweise gemahlen und kleine Mengen an proprietären, oberflächenmodifizierenden Chemikalien zugegeben, um verschiedenste Produkte für eine Vielzahl an Beschichtungs- und Füllstoffanwendungen herzustellen.
Die Qualitätsanforderungen für die in TiO2-Anwendungen eingesetzten CPCs sind nicht ganz so anspruchsvoll wie bei der Anodenproduktion. Es können deutlich höhere Vanadium- und Nickelspiegel toleriert werden. CPC mit Schrotstruktur ist besser geeignet als CPC mit Schwammstruktur, da Schrot-CPC härter ist und einen niedrigeren Prozentsatz an Feinstoffen (-150 μm) aufweist. Feinstoffe sind bei der TiO2-Produktion unerwünscht, da sie den Chlorinator direkt passieren und einen Kohlenstoffverlust erzeugen. Schrot-CPC hat in der Regel eine viel engere Korngrößenverteilung als Schwamm-CPC, ist resistenter gegen Abrieb und bei der Handhabung fallen im Vergleich zu Schwamm-CPC weniger feine Partikel an.