鈦液水解所生成的水合二氧化鈦中的H2O和SO3,不是以化合狀態(tài)與二氧化鈦化學(xué)結(jié)合在一起的，而是以一種非常牢固的吸附作用而結(jié)合在一起，用水洗滌的方法很難全部除干凈，工業(yè)上可以采取加熱煅燒的辦法，一般SO3在700℃時(shí)即可除掉。水合二氧化鈦膠體具有很大的表面積，利用水合二氧化鈦的這種強(qiáng)烈地吸附作用，有人曾用偏鈦酸來(lái)吸附海水中的鈾，或用它吸附金屬雜質(zhì)離子的能力來(lái)凈化其他溶液，如在鈦白粉生產(chǎn)中就可以用偏鈦酸來(lái)吸附硫酸鋁溶液中的鐵，用它凈化后的硫酸鋁溶液用于二氧化鈦的表面處理。由于氫氧化鈦具有兩性特征，且偏酸性，故可稱為鈦酸，其中Ti(OH)4稱為a鈦酸或正鈦酸；TiO(OH)2則稱為β鈦酸或偏鈦酸，通常人們?yōu)榱擞洃浐蜁?shū)寫(xiě)的方便，習(xí)慣上總把水合二氧化鈦稱為偏鈦酸，并書(shū)寫(xiě)成H2TiO3。

 

水合二氧化鈦的分子式可以寫(xiě)成TiO2·H2O或H2TiO3、TiO(OH)2,也稱氫氧化鈦或偏鈦酸。水合二氧化鈦的制造是硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝的核心部分，也是整個(gè)工藝控制最苛刻的地方之一。它是把黑色鈦的硫酸鹽溶液(鈦液)、通過(guò)加熱水解，從母液中析出白色水合二氧化鈦的沉淀，從而與母液中其他可溶性金屬雜質(zhì)離子分離，以利進(jìn)一步提純二氧化鈦。水解產(chǎn)物的質(zhì)量好壞，不僅影響后工序的正常操作，而且直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量，往往會(huì)造成無(wú)法補(bǔ)救的質(zhì)量損失。在生產(chǎn)顏料級(jí)鈦白粉時(shí)，對(duì)水解的要求，首先是水解產(chǎn)物必須是具有一定粒子大小、粒子分布均勻、易于過(guò)濾和洗滌的水合二氧化鈦沉淀，其次才是希望有較高的水解率、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因?yàn)樗隙趸伒牧Ｗ有再|(zhì)直接決定了二氧化鈦的光學(xué)性能和顏料性質(zhì)。因此有人干脆把鈦的硫酸鹽溶液的水解過(guò)程稱為水合二氧化鈦粒子的制備過(guò)程是有一定道理的。

 

鈦液的水解機(jī)理十分復(fù)雜，其化學(xué)反應(yīng)式可以簡(jiǎn)單規(guī)納如下：

(1)Ti(SO4)2+H2O→TiOSO4+H2SO4

(2)TiOSO4+2H2O→H2TiO3↓+H2SO4

 

上述化學(xué)反應(yīng)式中(1)式幾乎不存在或存在很少，因?yàn)楫?dāng)工業(yè)生產(chǎn)中的鈦液F值小于2.45時(shí)，溶液中應(yīng)該以TiOSO4為主。從理論上來(lái)講只有不含游離酸的中性水溶液中，TiOSO4才會(huì)全部水解生成H2TiO3，而實(shí)際上不僅鈦液中含有大量游離酸，并且在水解過(guò)程中還會(huì)釋放出游離酸，因此鈦液的水解產(chǎn)物不僅是H2TiO3,還有TiOSO4。如果把TiOSO4用TiO2·SO3來(lái)表示，把H2TiO3用TiO2·H2O來(lái)表示，鈦液水解的產(chǎn)物實(shí)際上是一系列含水并呀附一定量SO3二氧化鈦膠體凝聚物，其分子式應(yīng)為T(mén)iO2·xH2O·ySO3,因此正確的名稱應(yīng)是水合二氧化鈦，其中TiO2、H2O、SO3之間的關(guān)系，即x和y的數(shù)值要視水解條件、溶液中F值的高低而不同。