为了保证溶液中三价铁全部还原为二价铁，还原反应应略微过度，此时溶液中就有少量四价钛还原为三价钛：
2TiOSO4+Fe+2H2SO4 Ti2(SO4) 3+FeSO4+2H2O 2Ti (SO4) 2+Fe Ti2(SO4) 3+FeSO4
三价钛的存在，可以保证三价铁还原完全。因为在反应中三价铁先还原为二价铁，然后再是四价铁还原为三价钛。因而，在实际生产操作中，还原液中应保持三价钛含量为2.5～4g/l（以TiO2折算）。 （5）沉降
沉降的目的中把钛液中不溶性杂质，特别是胶体除去。工业生产中常用高分子絮凝剂（改性聚丙烯酰胺）作沉降剂。改性聚丙烯酰胺的加入量是每立方米钛
液加300～500ml（浓度为1%），沉降时控制钛液比重1.52～1.53，温度60±5℃。
经沉降得到的清液抽去下工段真空结晶，下面部分的残渣还含有一定量的钛液，用压滤机过滤，滤液回收，残渣（干基含TiO240～50%，含Fe10～25%）一般废弃，也可回用部分。 （6）结晶
从钛铁矿经分解得到的钛液中，尚含有大量的硫酸亚铁；结晶的目的，便是要使它成为晶体析出，加以回收，使之与钛液分离。
目前较先进的结晶方法是采用真空浓缩结晶方法使绿矾（FeSO4.7H2O）从钛液中析出。真空浓缩结晶是将钛液在真空条件下，使水份大量蒸发，以提高钛液中的硫酸亚铁浓度，当浓度超过了它的溶解度时，绿矾便结晶析出。真空浓缩结晶设备是结晶锅，锅顶有真空管道与抽真空装置连接。
真空浓缩结晶在生产中控制的条件主要是真空度、钛液的温度、浓度、粘度。 真空浓缩结晶法避免了通常冷冻结晶法将钛液先冷冻后在水解时又加温这一不合理的过程，节约了能源。 （7）晶体分离
在生产中常用过滤的方法从钛液中分离绿矾晶体。晶体分离后，为了回收晶体间隙中的残留钛液，还需用水冲洗。
生产中常用的过滤设备是真空过滤槽和离心机。本方案采用具有国际先进水平的转台（平盘）式真空过滤机，实现绿矾晶体的连续分离和冲洗。
在用水冲洗时为了尽量减少绿矾的重新溶解，而又要将晶体冲洗干净，以回收残留钛液。冲洗一般分两次进行，第一次冲洗用上批晶体第二次冲洗过的水，其洗液可在不影响钛液指标的情况下并入过滤的钛液内，或作为酸解固体浸出之用；第二次冲洗用自来水，其洗液保留作为下批晶体第二次冲洗之用。
分离得到的滤液送下工段浓缩或水解；分离出来的绿矾晶体（FeSO4。7H2O）作为副产品出售。 （8）钛液的浓缩
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为了制得具有优越颜料性能的钛白粉，要求水解后得到的水合二氧化钛的颗粒细而均匀。实践证明，要将钛液的浓度提高到二氧化钛含量在190g/l以上时，才能生产出具有优越颜料性能的钛白。为此，生产颜料钛白粉必须先将钛液浓缩，提高其浓度，使之符合颜料钛白粉生产的要求。
目前国内钛白生产中钛液浓缩一般采用真空薄膜浓缩器连续浓缩。真空浓缩一般控制真空度在600mmHg以上，钛液温度70～80℃，加热蒸汽压力1.5～2.5kg/cm2。 （9）水解
水解的目的是为了制取符合一定的组成和粒子大小的水合二氧化钛（俗称偏钛酸）。这种水合二氧化钛沉淀实际上是一些凝聚体，其结构比较复杂，而且因水解条件的不同而各有所差异，可用通式TiO2. XSO3.YH2O来表示。
国内涂料钛白生产一般采用晶种法间接蒸汽加压水解。其水解反应式如下：
TiOSO4+2H2O TiO（OH）2+H2SO4
水解的基本过程包括形成结晶中心，晶核的成长与沉淀的形成，偏钛酸粒子凝聚沉淀和溶液组成的改变。
锐钛型普通晶种的制备是一个酸碱中和反应。制备方法是取一定量的钛液，在搅拌下逐渐加入碱溶液中和至一定的酸度，然后加温熟化，使胶粒微晶化，可以不溶于稀酸中，并提高其“活性”，冷却至室温即可。 （10）过滤洗涤
硫酸钛溶液水解得到的水合二氧化钛浆料含有大量游离硫酸及硫酸亚铁等杂质，这些杂质离子含量的高低直接影响二氧化钛成品的色相（白度）。水洗的目的是除去偏钛酸所吸附的母液中大量的铁、硫酸及其它可溶性杂质，得到纯净的偏钛酸。水洗的基本原理是利用硫酸及可溶性杂质离子的可溶性与水合二氧化钛的水不溶性而分离，因此水洗工序能大致洗净可溶性杂质。
生产上常用的水洗方法有真空过滤洗涤和离心过滤洗涤。真空过滤洗涤是利用抽真空造成的压力差，将滤液吸过过滤介面而将固体吸附在过滤介质表面，水洗时清水不断将溶解的杂质离子带过滤层。生产上最常用的真空过滤洗涤设备是叶滤机。离心过滤洗涤是利用高速旋转产生的离心力，在过滤介质两侧产生压力差，将滤液挥出滤层，从而达到分离和水洗的目的，生产上最常用的离心过滤洗涤设备是离心机。
水洗包括一次水洗工序
为了除去铁和其它杂质，进行一次水洗，水洗是间歇式操作，它包括四个基本操作。
1）生成助滤层 2）进料
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沸腾
3）用二次水洗水洗涤滤饼，再用新水洗 4）空气压榨，卸滤饼
仅仅用水不能把吸附的铁和其它盐完全洗去，故需要漂白工序，漂白工序就是创造了一种条件，使存在的Fe3+被还原为Fe2+，同时也还原了其它高价离子（例如铬和钒），以进一步除去金属杂质。
二次水洗
二次水洗用板框压滤机进行，也包括和一次水洗相同的四个基本操作。 （11）盐处理 由于金红石型钛白粉在紫外区具有较大的吸收，在可见光区的反射率高于锐钛型钛白粉，因此，金红石型钛白粉的光化学稳定性和光泽度均高于锐钛型钛白粉，具有更大的实用价值。用硫酸法钛液水解制得的偏钛酸是无定型的（使用金红石型晶种除外），在高温下（1 050℃以下）长时间煅烧虽然可以使产品全部转化为金红石晶型，但是结晶过程会产生严重烧结，晶格缺陷很多，晶粒过大而且很硬，产品颜料性能极差，另外，高温常使晶格脱氧，使产品呈灰相。因此在生产中，必须在偏钛酸中添加一些金红石化的促进剂和晶型调整剂，使TiO2以合理的速度成长，在较低的煅烧温度下生产出晶型转化完全，大小适中，外形规整的颜料粒子。 （1）金红石化促进剂
大多数金属氧化物在钛白粉的锐钛型向金红石型转化过程中都具有诱导，促进和正催化剂的作用，一般认为阻粒子的离子半径越小，促进金红石化的作用就越强。但是有实用价值的必须是能生成白色氧化物的那些金属化合物。常用的促进剂有锌、镁、锑、锡、锂等元素的氧化物和盐类以及二氧化钛溶胶。
①锌盐
锌盐是很强也是最广泛使用的金红石化促进剂，常用硫酸锌、氧化锌和氯化锌。采用锌盐可加速晶型转化，提高转化率，降低达到最高转化率的温度，提高产品耐候性。但是若单独添加锌盐，由于粒子生长过快，容易造成烧结而降低产品的颜料性能，使底相泛红、颗粒变硬、分散性下降、制成的涂料粘度增加。如同时添加二氧化钛凝胶或铝盐，可以改善颗粒形状及减少烧结，因而锌盐大都与钾盐、磷酸、铝盐、二氧化钛溶胶等组合使用。一般锌盐添加量为TiO2的0.2%~1.2%（以ZnO计）。
②镁盐
镁盐是一种弱的金红石型转化剂，它对加速但是品的pH值达到中性具有显著的作用。一般用量为TiO2的0.2%~0.5%（以MgO计）。
③二氧化钛溶胶
二氧化钛溶胶俗称煅烧晶种、乳化晶种或偏钛酸外加晶种，有相当强的促进作用，能提高产品消色力，降低转化温度，改善煅烧物粒子外形，使之较为圆滑规整，使产品疏松易于粉碎。常和锌盐、铝盐组合使用、相辐相成。添加量为TiO2 的2%（此为钛酸盐制成的TiO4 胶溶）或TiO2 的6%（此为TiCl4 制成的TiO2 胶溶）。
（2）金红石晶粒调整剂
为使金红石型钛白粉在煅烧时能形成圆滑规整、性能优良的颜料颗粒，以及满足各种品级钛白粉的特殊要求，需要在偏钛酸中添加一些调整剂。常用的调整剂有钾、铝、磷、氨和锑等元素的盐类。这些调整剂大多是金红石化的负催化剂。
①钾盐
常用的有碳酸钾、硫酸钾和硫酸氢钾。添加钾盐对改善产品的颜料性能有很
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大的好处，可以使颗粒疏松，提高白度和消色力，可以使二氧化钛在较高的温度下煅烧而不失去优良的颜料性能，因为在较高的温度下煅烧时二氧化钛颗粒比较致密，有利于提高耐候性和降低吸油量。添加量一般为TiO2的0.25%~0.7%（以K2O 计）。
②铝盐
目前国外采用铝盐添加剂日益增多，一般使用硫酸铝并配成溶液加入偏钛酸中。添加铝盐能防止二氧化钛烧结，避免颗粒过分长大，产品比较柔软，即使在 1 000~1 100℃煅烧，产品白度仍很好。由于添加铝盐后能在更高温度下煅烧，产品颗粒较致密，耐光性和耐候性都很好。但铝盐是一种负催化剂（如TiO2胶溶）组合使用，才能达到较高的转化率和消色力。添加量为TiO2的0.8%~1.0%（以Al2O3计）时，产品遮盖力为最高。
③磷酸或磷酸盐
磷酸或磷酸盐能改善产品白度和耐候性，颗粒比较柔软容易粉碎。添加量一般为TiO2的0.1%（以P2O5计）。如同时添加锌盐，则磷酸用量可提高，少量磷酸不会阻碍金红石化，但会使消色力稍有降低，并使达到最大消色力的煅烧温度提高。生产时还要考虑到钛铁矿中含磷量，因为会有一部分磷转移到成品中，由此磷酸添加量可适当减少。但是若偏钛酸浆料中含可溶性钛及稀土的话，则要多加磷酸，因为有一部分磷酸要先消耗在与钛和稀土的结合上。
④氨水或铵盐
水洗合格的偏钛酸中约含有硫酸8%~10%，用氨水中和到pH＝5~8，产品容易研磨，但会降低金红石化的能力，如在氨水中和后，将硫酸铵洗去，再加1%的氧化锌，所得的产品消色力可相对提高一些，但吸油量较高。单加氨水会使金红石化能力降低，因而要与金红石化促进剂配合使用。
在生产涂料钛白时，偏钛酸在煅烧前需要加入碳酸钾K2CO3、磷酸H3PO4
等添加剂，以提高钛白粉的某些颜料性能。
加入碳酸钾后的偏钛酸在煅烧时，脱硫温度低，锐钛型微晶体成长快，并能在较低的温度下较快地使煅烧物达到中性。从而防止了物料的烧结，减弱了由烧结而引起的钛白色变现象，使煅烧品颗粒松软，色泽洁白。
添加磷酸的主要作用是隐蔽杂质元素的显色，提高钛白粉的白度。因为加入磷酸可使铁质转化为高温下稳定的白色的磷酸高铁。
添加剂的加入量一般为K2CO30.5%（以TiO2计）；H3PO40.15%（以TiO2计）。 （12）过滤 在硫酸法钛白生产中，影响钛白粉白度的主要杂技是铁。经过盐处理后再次过滤，用砂滤水或无离子水洗涤，是为了进一步除去偏钛酸浆料中的铁和水溶性盐等杂质。
（13）煅烧 钛以二氧化钛的水合物形式从硫酸溶液中沉淀出来时，不仅带有大量的水而且吸附及夹带了一定量的硫酸。煅烧的目的就是在高温下，使俗称为偏钛酸的水合二氧化钛脱水、脱硫并形成一定晶形的钛白。
生产上常采用回转窑（图4）高温煅烧，连续生产。煅烧过程按偏钛酸在 各部位发生的不同变化，可以划分为干燥区250～800℃，晶型转化各部位发生的不同变化，可以划分为干燥区800～860℃和粒子成长区860～950℃三个区域。
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A、 干燥区（250～800℃）
在干燥区中，偏钛酸发生脱水和脱硫变化，这种变化可用下式表示
~ 800 TiO2.xH2O.ySO3 250 ℃ TiO2+ xH2O +ySO3
图 3-4 回转窑
附着在偏钛酸颗粒表面及夹带在颗粒间隙里的湿存水，一般在100～200℃脱掉；结合在偏钛酸分子内部的结合水，要在100～200℃才能脱掉。而偏钛酸所含的硫酸要在500～800℃之间，才能分解成三氧化硫和二氧化硫气体除去。
B、晶型转化区（800～860℃）
在晶型转化区中，成长着的锐钛型晶体向金红石型转化。一般硫酸法制得的偏钛酸中含有锐钛型微晶体，经煅烧后得到的是锐钛型钛白。这种锐钛型晶体通常在900℃以下是稳定的，当温度超过950℃时，就开始向金红石型晶型转化。
C、粒子成长区 在粒子成长区中，长大的晶体聚结成颜料粒子。细小的晶体聚结成颜料粒子需要获得一定的能量，煅烧温度越高，粒子成长的速度越快。而作为颜料钛白，最适合的粒度是0.20～0.35微米。为此，这个区域的温度应控制在860～950℃之间。 （14）粉碎
粉碎是借助机械力的作用，将煅烧钛白粉碎成合适的细度。
钛白的品种很多。由于各种品种的用途不同，对细度要求也不同。涂料钛白的细度指标为通过320目筛子，筛余量小于0.3%，电焊条钛白、搪瓷钛白的细度指标为320筛子，筛余量小于0.5%。
生产上常用粉碎机械是气流粉碎机，为了提高产品的分散性能，在气流粉碎的同时加入表面活性剂。
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