二酸化チタン（TiO2）の生産はほぼ100年にわたり行われてきました。この白色顔料は、塗料、プラスチック、食品・飲料、化粧品、繊維、紙など、私たちが日常的に使用するあらゆる分野で用いられています。2012年の世界におけるTiO2の需要量は530万トンでした（北米では一人当たり8ポンド）。.
顔料としてのTiO2は、可視光線を散乱・反射させるためにさまざまな基材に分散されます。長年にわたり、屈折率（RI）によって特徴づけられる異なる物質が光の反射を実現するために用いられてきました——屈折率が高いほど、反射率も高くなります。TiO2は、一般的に工業で用いられる白色顔料の中で最も高い屈折率を有しています。.
可視光線の散乱により、TiO2は不透明性、明るさ、光沢、色調（白色）、下地色（色味）、着色力（色強度）、耐候性、耐久性、摩耗性といった重要な光学特性を発揮します。.
これまで、TiO2は硫酸法（1916年）または塩化法（1948年）によって生産されてきました。それぞれのプロセスには独自の長所と短所があります。カナダのArgex Titanium Inc.は最近、ラブラドールに資産を持つ鉱業探査会社から、Argex Technology（AT）と呼ばれる第三のTiO2プロセスを開発し、近い将来のTiO2生産者へと転換しました。この独自かつ特許取得済みの湿式冶金プロセスは、CTL溶媒抽出技術に基づいており、溶媒抽出（SX）を用います。SXは冶金プロセス（液-液抽出）であり、化合物を分離するために広く知られた技術です。ウランの生産など、数多くの用途で長年利用されてきました。.
ATプロセス
ATプロセスでは、チタン鉱石であるイルメナイトを酸で浸出させた後、最初の溶媒抽出で鉄を除去し、次に2回目の溶媒抽出でTiOCl2を除去して、チタンを含む透明な溶液を得ます。この透明な溶液を不純物や汚染物質を含まない状態で加水分解すると、純粋なTiO2が得られます。ATプロセスにおける顔料洗浄工程は、硫酸法と比べてより簡単で効率的です。.
安価で入手可能なTiO2原料を原材料として使用し、従来の鉱石供給業者（例：イルメナイト）から供給されます。また、採掘業界からの「尾鉱」（低コスト）も原料として利用され、他のプロセスでは使用できない原料となります。費用対効果の高いプロセスであるATは環境面でも魅力的です。エネルギー効率が高く、高圧や高温、塩素を用いません。閉ループ運転であり、回収が容易な低レベルの不活性尾鉱を排出します。すべての副産物は高純度で、水処理などのさまざまな産業で再利用可能です。ATプロセスは環境持続可能性において新たな一歩となり、TiO2プロセスの炭素フットプリントを改善します。.
この効率的なプロセスは現在、ケベック州サラベリー・ド・ヴァリーフィールドにあるArgexの試験プラントで継続的に稼働しています。最初の生産ユニット5万トンも同地点に設置されます。既存の産業インフラがブルンフィールドに位置しているため、時間と多額の設備投資を節約でき、追加のTiO2生産モジュールを設置可能で、大幅な拡張余地があります。主要な港湾、鉄道、高速道路インフラへの近接性により、地上および海上経由での原料や製品の輸送が容易です。この地域はすでに湿式冶金および化学処理産業にとって有利で、HCl酸の生産に近接し、天然ガス供給にもアクセス可能、Hydro Quebecのボーハルノワ発電所にも近く、モントリオール・トルドー国際空港にも近接しています。ヴァリーフィールドのプラントは2015年初頭までに稼働開始し、同年上半期中に生産を開始します。.
ATプロセスによる純粋なルチル型TiO2
塩化法は、鉱石を約1000℃の温度で流動床反応器内でコークスを添加して塩素化することから始まります。コークスは不純物が少なく炭素含有量の高い燃料で、通常は石炭から作られます。これは灰分が少なく硫黄含有量の低い瀝青炭を破壊蒸留した結果得られる固形炭素材料です。.
硫酸法は、イルメナイト（FeTiO3）を硫酸（H2SO4）と微量の金属、特にクロム（Cr）、バナジウム（V）、鉄（Fe）で浸出させて得られる溶液（ブラックリカー）から加水分解によりTiO2を沈殿させます。これらの金属は製品の色に影響を与え、黄色味を帯びさせます。.
両プロセスとも最終的な固体TiO2粒子を得る前に微量の不純物を含んでいます。これらの不純物は顔料の形態、粒子サイズ、色調に影響を及ぼすことがあります。ATプロセスは2回の溶媒抽出を経て、不純物を含まない透明な溶液からTiO2を沈殿させます。.
3つのTiO2生産プロセスには大きな違いがあります。ATプロセスは品質とコストの面で大幅な改善を示し、最も環境に優しいプロセスです。.
ATプロセスで達成される特性
白さは隠蔽力（不透明性）、明るさ、色調といったパラメータで特徴づけられます。コーティングにおいて、これらの特性はTiO2顔料が基材に完全に分散された場合にのみ発揮されます。.
隠蔽力は主に光の散乱に依存します。一般的な人間の目は約400～700nmの波長に反応します。光に適応した目は一般に約555nmで最大感度を示します。粒子の直径が入射波長の約半分の大きさになると、波長の散乱効率が高まります。TiO2の最も効率的な散乱力を得るための粒子サイズ平均は約0.28μmです。その他の重要なパラメータとしては、粒子形状（球形に近いほど良い）と粒径分布（粒径分布が狭いほど良い）があります。ATプロセスでは、2回の溶媒抽出を経て、純粋なTiOCl2溶液からTiO2粒子が生成されます。結晶格子内にFe、Cr、Vなどの他の金属イオンが混入しない状態で沈殿することで、粒子サイズと分布の制御がより良好になります。.
明るさは主に顔料の純度に依存します。やはりATプロセスの2回の溶媒抽出のおかげで、得られるTiO2顔料は塩化法や硫酸法よりも少ない着色元素を含みます。.
色調は顔料のアイデンティティとみなせます。考慮すべき2つの値があります：色調（白色）、これは粒子サイズの平均重量に多少依存し、下地色（灰色）、これは粒径分布に依存します。色付き顔料のペーストに分散させると、TiO2のロットによって結果の色が異なり、波長の短いものと長いものが異なる散乱を起こします。粒径分布が粗いTiO2は赤と緑の波長を優先的に散乱し、粒径分布が細かいTiO2は青の波長をよりよく散乱します。.
青みがかった灰色は人間の目にとってより新鮮に見え、黄色みがかった色は汚れた印象を与えるため、青みがかった色調のTiO2が好まれます。しかし、細かい粒径分布、つまり青みがかった色調は、長い波長（例えば赤）に対する散乱力の低下を引き起こし、全体の隠蔽力や不透明性が減少することを覚えておく必要があります。.
現在の塩化法や硫酸法では、TiO2粒子はロットごとにほとんど同じではなく、時には大きな下地色の仕様になることがあります。ATプロセスとその独自の溶媒抽出工程では、粒径分布をより簡単に制御できます。.
表面処理
純粋で非常に均一に分散したTiO2粒子を得ることは必要ですが、十分ではありません——特にコーティング産業では、純粋なTiO2粒子にいくつかの表面処理が必要です。有機処理によりバインダー中の流動性と分散性を向上させ、無機処理により安定性と耐光性（耐久性）を向上させます。.
顔料の分散が最優先です。分散が悪いと、どんなに優れた顔料でもその固有の光学特性を発揮できなくなります。理論上、すべての顔料は良好に分散させられる可能性がありますが、それは時間や化学助剤の使用次第です。ただし、このためコストが上昇します。.
新規なTiO2生産者として、既存設備の制約により表面処理方法を強制されることがなく、当社の材料はアルミナプラス密着性シリカおよび／またはジルコニウムなど、最新の技術を提案します。この技術はPPGとの協力のもとで開発されています。.
以下の3つの顔料シリーズを速やかに提供します：
– RGX 100シリーズ：化粧品、食品、医療および紙用の未処理ルチル；;
– RGX 200シリーズ：プラスチック用の処理済みルチル；および
– RGX 300シリーズ：コーティング用の処理済みルチル。.
