硫酸法生产钛白粉工艺
钛白粉生产流程
钛白粉生产流程
钛白粉生产流程分为硫酸法和氯化法两种，其中硫酸法采用钛铁矿为原料，氯化法则使用氯化钛为原料。
硫酸法生产钛白粉的流程如下：
1. 原料选用：钛铁矿经过选矿、焙烧处理，得到含有二氧化钛的硫酸钛矿。
2. 硫酸法浸出：将硫酸钛矿与浓硫酸在高温、高压下反应，使得二氧化钛与硫酸反应生成硫酸钛酸钠溶液。
3. 前处理：硫酸钛酸钠溶液通过高温、高压蒸发、干燥处理，得到过程物料钛白粉前体。
4. 还原制氧：使用氢气对钛白粉前体进行还原，进一步提高了钛白粉的光泽、涂层性能。
5. 粉碎：将还原制氧后的钛白粉进行机械粉碎、分级处理，得到最终的钛白粉产品。
氯化法生产钛白粉的流程如下：
1. 原料选用：选择含有足够纯度的氯化钛或Appcrott法制备的氯化钛精矿作为原料。
2. 氯化过程：将氯化钛原料、氯气、辅料等在高温、高压下进行氯化反应，得到氯化钛气相和氯化钛溶液相。
3. 湿法过程：将氯化钛溶液进行蒸发、结晶、分离，得到二氧化钛、氯化钙等物质。
4. 前处理：与硫酸法相同，将得到的过程物料进行干燥、煅烧等前处理，得到钛白粉前体。
5. 还原制氧、粉碎等步骤同硫酸法。
综上所述，钛白粉生产流程主要分为硫酸法和氯化法两种。
不同的原料和反应条件，以及工艺流程产生了钛白粉的不同性质和用途。
在生产过程中，还需要严格控制质量、环保和安全等方面的要求，以保证生产出高质量、合格的钛白粉产品。
【精品】硫酸法钛白粉的生产酸解、浸取、还原
硫酸法钛白粉的生产-—酸解、浸取、还原一、酸解方法根据参与反应的硫酸浓度和最终反应产物的状态，钛铁矿酸解的方法有液相法、两相法和固相法三种。
1.液相法采用55%-65％的硫酸，酸解反应在液相进行，反应温度为130℃-140℃，反应时间为12—16h，为了防止早期水解,酸比值（F)控制在3—3.2，直接得到硫酸钛溶液.2.两相法采用65％-80％的硫酸，反应温度为150-200℃，反应时间为6-8h，F值控制在1.8—2。
2,加热至有沉淀析出为止,所得产物呈糊状,加水浸取后，生成悬浮溶液，反应率达85%一90％。
3.固相法采用80%以上的硫酸，反应剧烈迅速,在5-30min内完成,反应最高温度达250℃,由于硫酸的沸点为338℃，所以能够适应这一要求。
所得产物为固相物，然后加水浸取为溶液，控制F值在1.6-2。
0，最高酸解率可达97％.二、固相法酸解的优点液相法和两相法酸解的反应时间长，耗用硫酸多，钛铁矿的分解率低。
与这两种方法比较，固相法具有下列优点：①耗用硫酸量最少；②反应最迅速,可减少加温时间，缩短生产周期，提高设备利用率和产量，节约燃料；③酸解率最高；④溶液F值比较低，有利于后期水解的进行；⑤设备强度大，生产能力高.正是由于固相法酸解的优点多,所以工业生产一般都采用固相法。
三、酸解发生的化学反应钛铁矿的化学组成是偏钛酸亚铁(FeTi0）,它是一种弱酸弱碱盐，能与强3酸反应，并能进行得比较完全。
硫酸分解铁铁矿的反应一般认为是按下列反应式进行:酸解后生成的硫酸钛和硫酸氧钛之间的比例，由酸解条件而定,从反应式（1)、反应式(2）可以看出，每生成lmol的硫酸钛，需要2mo1的硫酸，而每生成lmol的硫酸氧钛，只需要1mol的硫酸.由此可见，硫酸过量得越多，越有利于反应的进行,且生成硫酸钛。
四、有效酸在酸解产物浸取所得的钛液中,硫酸主要以三种形式存在：①与钛结合的硫酸；②与其他金属(主要是铁)结合的硫酸；③未被结合，过剩的游离酸。
硫酸法钛白粉工艺流程化学反应
硫酸法是一种常用的制备钛白粉的工艺方法，它通过化学反应将钛矿石转化为钛酸盐，再经过沉淀、分离、洗涤和煅烧等步骤，最终得到钛白粉产品。
下面我将详细描述硫酸法制备钛白粉的工艺流程和化学反应的步骤。
1.原料准备钛矿石是制备钛白粉的主要原料，常用的钛矿石有金红石、钛铁矿等。
首先需要将钛矿石破碎、磨矿，使其粒度适宜，便于后续的化学反应。
2.硫酸浸取将磨碎的钛矿石与浓硫酸进行反应，生成钛酸盐溶液。
反应的化学方程式为：TiO2 + 2H2SO4 → Ti(SO4)2 + 2H2O3.滤液沉淀将钛酸盐溶液进行滤液分离，得到含有钛酸盐的滤液。
滤液中除了钛酸盐外，还含有杂质离子等。
4.钛酸盐沉淀通过加入饱和硫酸钠溶液或过量硫酸进行钛酸盐的沉淀。
沉淀反应的化学方程式为：Ti(SO4)2 + 2Na2SO4 → TiO2·nH2O↓ + 2Na2SO4+ 2H2SO45.滤液与沉淀分离将钛酸盐沉淀与滤液进行分离，得到湿态的钛酸盐沉淀。
6.洗涤将湿态的钛酸盐沉淀进行多次的洗涤，以去除其中的杂质离子和硫酸根离子。
洗涤一般使用水或酸性溶液进行。
7.煅烧将洗涤后的钛酸盐沉淀进行煅烧，使其转化为钛白粉。
煅烧的温度一般在800°C-1000°C之间，时间较长，可以达到几小时到几十小时。
8.粉碎和分级将煅烧后的钛白粉进行粉碎和分级，使其达到所需的粒度要求。
钛白粉的粒度对于其应用性能有着重要的影响。
9.包装和成品将粉碎和分级后的钛白粉进行包装，成为最终的成品。
总结：硫酸法制备钛白粉的工艺流程主要包括原料准备、硫酸浸取、滤液沉淀、钛酸盐沉淀、滤液与沉淀分离、洗涤、煅烧、粉碎和分级、包装和成品等步骤。
其中，硫酸浸取和钛酸盐沉淀是关键的化学反应步骤，通过这些反应，将钛矿石转化为钛酸盐，再经过后续的处理得到钛白粉成品。
这个工艺流程在实际生产中已经得到广泛应用，能够高效、稳定地制备出优质的钛白粉产品。
钛白粉的生产工艺流程
钛白粉的生产工艺流程硫酸法生产锐钛型钛白粉生产中的硫酸其实是充当了一个载体，就是先把钛拿出来，经过除杂，然后再弄成钛。
氯化法钛白粉生产中的氯气也是这样。
硫酸法锐钛型钛白粉的工艺简述：硫酸法生产钛白粉步骤1、钛矿粉碎将购进的钛矿砂用雷蒙机或者风扫磨等粉碎成符合工艺要求的钛矿粉，并送到储存和计量钛矿粉的料仓。
硫酸法生产钛白粉步骤2、酸解用浓硫酸分解钛矿，制取可溶性的钛的硫酸盐。
钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁（FeTiO3），是一种弱酸弱碱盐，可以用强酸把它分解。
用过量的酸就能使反应进行到底。
由于这个反应是一个放热反应，最高温度可以达到250℃，因此必须采用高沸点的酸--硫酸才能适应这一反应。
在酸分解的过程当中，矿粉当中的各种杂质大部分也被分解，生成相应的可溶性硫酸盐，并在浸取的时候与钛的可溶性盐一起进入溶液当中，形成黑钛液。
为了除铁，用金属铁把钛液中的高价铁还原成亚铁，同时，为了避免亚铁的再一次氧化，还必须用过量的金属铁把定量的四价钛还原成三价钛。
硫酸法生产钛白粉步骤3、沉降酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系，含有可溶性杂质和不溶性的杂质。
铁、钒、铬、锰等金属的硫酸盐为可溶性的杂质，在结晶或水解、水洗的过程中除去。
不溶性杂质中的大多数，如未分解的钛矿、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。
不溶性杂质中的另一部分是硅和铝的胶体化合物，以及一些早期水解了的钛，虽然数量并不大，但具有很高的动力稳定性，需要另外加沉降剂，强化沉降澄清过程。
硫酸法生产钛白粉步骤4、洗渣经过净化沉降后的泥渣中还含有大量的可溶性与不可溶性的钛，为保证收率，要通过用板框压滤机压滤的办法回收其中的大部分可以溶解的钛元素，不溶性钛和其他的未溶解杂质作为废渣排掉。
硫酸法生产钛白粉步骤5、结晶结晶有两种方式：冷冻结晶和真空结晶。
FeSO4溶解度受溶液的温度影响很大。
因此，在组成一定的钛液中，FeSO4的溶解度随温度的降低而降低，本工序的主要目的就是使钛液的温度降低。
硫酸法生产钛白粉工艺
我国蕴藏着极其丰富的钛矿资源，这得天独厚的钛矿，是发展钛白粉生产 雄厚的物质基础，目前，我国钛白粉工业得到很大发展，生产能力仅次于美 国，已跃居世界第二位。
硫酸法生产工艺
目前，我过钛白粉的生产主要采用硫酸法，其工艺如下：
硫酸法技术的主要工艺步骤是： ① TiO2原料用硫酸酸解； ② 沉降，将可溶性硫酸氧钛从固体杂质中分离出来； ③ 水解硫酸氧钛以形成不溶水解产物或称偏钛酸； ④ 煅烧除去水分，生成干燥的纯TiO2。
2.无机物包膜与干燥
经湿磨解聚后的TiO2需要进行无机物包膜，以屏 蔽紫外光，提高钛白粉的耐候性。常用的无机包 膜剂有硅、铝的氧化物及水和氢氧化物。由硅、 铝包膜提高了钛白粉的耐候性能，但与之相反的 影响了应用使得光泽。由此，近年来已采用了锆 进行混合包膜，达到高耐候、高光泽的颜料应用。 无机包膜剂常以氧化物及氢氧化物的形式沉积， 并依据其最后产品的用途，采用以松散或致密膜 的形式包覆于TiO2粒子表面。其反应原理如下：
第一次过滤中的滤液（成为“浓废酸”）一般含H2SO4 22%~24%。通常每生 产1t成品钛白要产生8~10t“浓废酸”。如果以钛渣为原料，这种酸仍含有分解的硫 酸亚铁，同时还还有大量的硫酸铝和硫酸镁。 而之后的洗涤和过滤产生的酸废物（成为“稀废酸”）,所含H2SO4低于0.5%。 根据水洗和过滤环节的数量，每生产1t成品钛白产生的稀酸可达60t。 为控制粒度生长，需向偏钛酸加入调节剂，如硫酸钾、磷酸钾和锌。有时还需 在此步骤中进一步加入金红石晶种以促进煅烧时形成的金红石TiO2。最终用于煅烧 的物料是水合TiO2浆料，固含量为35%~50%。
2.沉清/沉降
冷却酸解液、固体惰性物质和未反应的原料残余物溶液从酸解罐的底部全部排放 到宽底的地位沉淀池/沉降池中。 此处是将由钛矿杂质形成的可溶性残余物去掉。这些残余物可能包括硅石、锆石/硫 酸石、白钛石和/或金红石。加入酪蛋白、淀粉或其他有机絮凝剂，液体便通过简单 的重力分解沉淀在沉降池中。可溶性残余物的沉降可以在此阶段辅以硫化锑（SbS3） 沉淀的形式进行。为此，需在酸解阶段将氧化锑加入到最初的原料中，沉降时加入硫 化钠以沉淀SbS3。 用旋转耙从沉降池中将固体物质去除。通常，在沉降池底部有一集中排放点。固 体物质排出后，先用废酸洗涤以回收未反应的原料，然后用水洗掉残留液。沉降后的 钛液通过精滤除掉细小的残余粒子。这些精滤滤渣与沉降池中收集的其他固体物合在 一起送往许可的堆放场。 整个沉降过程大约8h。
硫酸法制钛白粉实验方案及操作要点
硫酸法钛白粉生产一、实验目的1.熟悉常见的仪器的使用和实验方案的设计要求；2.了解硫酸法钛白粉生产工艺流程及其过程中存在的问题；3.掌握硫酸法钛白粉生产的基本方法及钛白粉产品的分析方法；4.掌握硫酸法钛白的生产原理，了解产品的常见工艺指标。
二、硫酸法钛白粉制备原理及工艺用浓硫酸分解钛矿，制取可溶性的钛的硫酸盐。
钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁（FeTiO3），是一种弱酸弱碱盐，可以用强酸把它分解。
用过量的酸就能使反应进行到底。
酸解涉及到的方程式：FeTiO3+3H2SO4→FeSO4+Ti(SO4)2+3H2OFeTiO3+2H2SO4→FeSO4+TiOSO4+2H2OFe2O3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+3H2O酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系，含有可溶性杂质和不溶性的杂质。
在结晶或水解、水洗的过程中除去,经过上述步骤除杂后，还有一些肉眼看不到的悬浮杂质，这些杂质将会影响到成品的色相。
因此，利用木炭粉的强吸附作用进一步除去，达到净化的目的。
然后将得到的产品浓缩使其浓度提高到水解所要求的指标。
经过水解，使二氧化钛从液相（钛液）重新转变为固相。
钛液水解是硫酸法生产钛白粉最关键的一步，为确保水解产物的质量，水解条件必须严格控制。
水解快结束的时候用水稀释，可提高钛液的水解率，但稀释过度，则会影响水合二氧化钛的质量。
水解方程式有：TiSO4+2H2O→TiOSO4+H2SO4TiOSO4+2H2O→H2TiO3↓+H2SO4水解后的水合二氧化钛含有硫酸以及铁、铝、锰、铜、镍、钒、铅等离子，必须进行水洗（其酸性滤液应回收处理）、漂白（酸性和还原条件下进行）将它们除去，否则产品将被污染。
漂白涉及到的方程式如下：H2TiO3+H2SO4→TiOSO4+2H2O2Fe(OH)3+H2SO4→Fe2(SO4)3+6H2OZn+2Fe3+→Zn2++2Fe2+Zn+2Ti4+→Zn2++2Ti3+偏钛酸在煅烧前需要加入不同类型的添加剂，以使得在煅烧过程中，温度适当，内部变化平稳，使成品的二氧化钛具有稳定的晶型，良好的色相、光泽，较好的着色力、遮盖力，较低的吸油量和合适的晶粒大小、形状，以及在使用介质中良好的分散性。
钛白粉的生产工艺流程
钛白粉的生产工艺流程硫酸法生产锐钛型钛白粉生产中的硫酸其实是充当了一个载体，就是先把钛拿出来，经过除杂，然后再弄成钛。
氯化法钛白粉生产中的氯气也是这样。
硫酸法锐钛型钛白粉的工艺简述：硫酸法生产钛白粉步骤1、钛矿粉碎将购进的钛矿砂用雷蒙机或者风扫磨等粉碎成符合工艺要求的钛矿粉，并送到储存和计量钛矿粉的料仓。
硫酸法生产钛白粉步骤2、酸解用浓硫酸分解钛矿，制取可溶性的钛的硫酸盐。
钛铁矿的主要成分为偏钛酸铁（FeTiO3），是一种弱酸弱碱盐，可以用强酸把它分解。
用过量的酸就能使反应进行到底。
由于这个反应是一个放热反应，最高温度可以达到250℃，因此必须采用高沸点的酸--硫酸才能适应这一反应。
在酸分解的过程当中，矿粉当中的各种杂质大部分也被分解，生成相应的可溶性硫酸盐，并在浸取的时候与钛的可溶性盐一起进入溶液当中，形成黑钛液。
为了除铁，用金属铁把钛液中的高价铁还原成亚铁，同时，为了避免亚铁的再一次氧化，还必须用过量的金属铁把定量的四价钛还原成三价钛。
硫酸法生产钛白粉步骤3、沉降酸解浸取、还原以后的体系是一个复杂的体系，含有可溶性杂质和不溶性的杂质。
铁、钒、铬、锰等金属的硫酸盐为可溶性的杂质，在结晶或水解、水洗的过程中除去。
不溶性杂质中的大多数，如未分解的钛矿、沙粒等靠重力的作用可以自然沉降除掉。
不溶性杂质中的另一部分是硅和铝的胶体化合物，以及一些早期水解了的钛，虽然数量并不大，但具有很高的动力稳定性，需要另外加沉降剂，强化沉降澄清过程。
硫酸法生产钛白粉步骤4、洗渣经过净化沉降后的泥渣中还含有大量的可溶性与不可溶性的钛，为保证收率，要通过用板框压滤机压滤的办法回收其中的大部分可以溶解的钛元素，不溶性钛和其他的未溶解杂质作为废渣排掉。
硫酸法生产钛白粉步骤5、结晶结晶有两种方式：冷冻结晶和真空结晶。
FeSO4溶解度受溶液的温度影响很大。
因此，在组成一定的钛液中，FeSO4的溶解度随温度的降低而降低，本工序的主要目的就是使钛液的温度降低。
硫酸法生产钛白粉工艺流程
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硫酸法生产工艺
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目前，我过钛白粉的生产主要采用硫酸法，其工艺如下：
硫酸法技术的主要工艺步骤是： ① TiO2原料用硫酸酸解； ② 沉降，将可溶性硫酸氧钛从固体杂质中分离出来； ③ 水解硫酸氧钛以形成不溶水解产物或称ห้องสมุดไป่ตู้钛酸； ④ 煅烧除去水分，生成干燥的纯TiO2。
由于它是白色和浅白色最好的遮盖颜料和消色颜料，因此被广泛地应用于需 要着白色或浅白色的涂料、纸张、塑料、油墨、橡胶等领域。随着世界经济 的发展和人类科技的进步，人们对钛白粉的认识将越来越深，钛白粉的应用 领域将越来越广，钛白粉的市场需求将越来越大，钛白粉有着及其宽广的发 展和应用前景。
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钛白粉在各个方面的消费增长率都与国民经济总产值成正比，因此经济学 家把钛白粉消费量的多少，作为衡量一个国家经济发展水平和人民生活水平 高低的一个重要标志。
硫酸法产生的空气污染大部分来自于酸解。反应中，大量硫氧化物、酸雾和夹 带的未反应原料粒子在很短时间内释放出来。这些放散物被暂时收集到气体洗涤塔 和固体物质除尘系统中。
接下来是用水或稀硫酸将硫酸盐多孔饼浸出。这种饼的分解和三价铁/二价铁的 还原通常要进行11～12h，使在酸解罐处的总反应时间达14～15h。
用旋转耙从沉降池中将固体物质去除。通常，在沉降池底部有一集中排放点。固 体物质排出后，先用废酸洗涤以回收未反应的原料，然后用水洗掉残留液。沉降后的 钛液通过精滤除掉细小的残余粒子。这些精滤滤渣与沉降池中收集的其他固体物合在 一起送往许可的堆放场。
整个沉降过程大约8h。
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3.水解
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2.沉清/沉降
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冷却酸解液、固体惰性物质和未反应的原料残余物溶液从酸解罐的底部全部排放 到宽底的地位沉淀池/沉降池中。
此处是将由钛矿杂质形成的可溶性残余物去掉。这些残余物可能包括硅石、锆石/硫 酸石、白钛石和/或金红石。加入酪蛋白、淀粉或其他有机絮凝剂，液体便通过简单的 重力分解沉淀在沉降池中。可溶性残余物的沉降可以在此阶段辅以硫化锑（SbS3）沉 淀的形式进行。为此，需在酸解阶段将氧化锑加入到最初的原料中，沉降时加入硫化 钠以沉淀SbS3。
钛白粉的性质及用途
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钛白粉的化学名称为二氧化钛，英文名称为titanium dioxide或titania。 商用名称为钛白粉，分子式为TiO2，相对分子质量为79.9。
基于钛白粉具有稳定的物理、化学性质，优良的光学、电学性质以及优 异的颜料性能，因此其用途十分广泛， 涂料、塑料、造纸、化纤、油墨、橡 胶、电子工业、化妆品、电焊条、搪瓷、陶瓷和冶金等都要用到钛白粉。特 别是颜料钛白粉，因其具有其他白色颜料无可比拟的多种优异性能，以至于 其面世后，很快就取代了传统的铅白、锌白、锌钡白等白色颜料，成为白色 颜料之王。
酸-料混合物一般用空气进行气流搅拌并通过吹入蒸汽加热。大多数生产 厂使用浓度为85%～92%的硫酸，剧烈的放热反应在160℃左右就开始了。
钛铁矿中的铁含量越高（TiO2含量越低），所用硫酸的稀释程度就越高。 对处理岩矿而言，合适的酸浓度为85%。而处理钛渣，酸中的H2SO4一般为 91%～92%。为了获得平缓的反应，不许用比此更浓的硫酸。
偏钛酸的沉淀是通过几小时的钛液沸腾达到的。在沉淀快结束时，有时要加入一
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水解工序是硫酸法钛白生产非常关键的一步。这一步将可溶性硫酸氧钛在90℃时
水解成不溶于水的水合TiO2沉淀物，或称偏钛酸。要获得所需粒度的高质量水解产物， 必须严格控制诸如加热速度、钛液的二价铁离子和四价钛离子含量以及其他因素等条
件。如前所述，避免出现三价铁粒子是此环节的关键。
为控制水解速度、水解物的过滤洗涤性能和最终产品的细度及质量指标，需要在
水解时加入晶种。晶种的加入方式有两种：自身晶种和外加晶种。两种方法均能生产
出同样质量的产品。
自身晶种是在水解时利用预先加入的水解肽液和水所产生的晶种进行水解工序，
不用另外制备晶种。
外加晶种顾名思义是向钛液加入经另外制备的金红石或锐钛型晶种，用以控制水
解速度和钛白产品的最终晶体类型。为此目的的金红石晶种是用偏钛酸-盐酸或纯
之后，钛液被逐渐稀释，首先用酸，然后用水。无论酸的浓度如何，反 应固相物的形态都是疏松的多孔饼，其主要组成是Fe2(SO4)3和TiOSO4 (硫酸 氧钛)。由于原料中存在的钒、铬和其他金属要在硫酸中分解，因此多孔饼中 也含有这类金属硫酸盐。
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酸解反应通常用能装30～40t反应物的酸解罐进行间歇式操作。剧烈的放热反应 一般持续约30min，然后将多孔饼固相物冷却3h左右。
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1.酸解
经研磨、干燥的钛铁矿（含42%～60%的TiO2）和／或酸溶性钛渣 （TiO2含量72%～78%）一般在铅衬反应器中用浓硫酸在150～180℃的温度 下酸解。为便于酸解，原料通常要磨到200目左右。需要指出的是，白钛石、 人造金红石和金红石不溶解于硫酸，因此不能用硫酸法钛白的生产方法。
如果以钛铁矿为原料，钛液要用铁屑处理将三价铁还原成二价铁。如果以钛渣 为基本原料，由于只有二价铁，故省掉这一步工序。还原持续到产生一些三价钛为 止，目的是使所用的铁在随后各步骤中都保持二价形式。通常指标为2%的三价钛就 行了，大部分钛以四价形式存在。正如连续酸解一样，还原也可采用连续方式进行。
如果让三价铁进入水解阶段，它们将吸附在TiO2粒子表面，造成最终钛白产品 白度指标低。因此，在整个工艺过程中使铁保持二价形态至关重要。
TiCl4制备，而锐钛型晶种是用偏钛酸、氢氧化钠或向钛液加入水或酸产生的。
撇开所加的晶种，从硫酸氧钛溶液中沉淀出TiO2为锐钛型。不过，在此阶段加入
金红石晶种是为了在煅烧时易于使偏钛酸沉降物转化成的TiO2为金红石型。若采用锐
钛型或自身晶种，则在煅烧时要加入金红石型煅烧晶种才有利于金红石TiO2的生成。