钛液的水解是硫酸法钛铁矿生产钛白粉的重要步骤。钛铁矿用酸除去杂质后，得到纯净的钛液，然后水热水解得到偏钛酸(水合二氧化钛)，煅烧得到二氧化钛。

与一般的盐水解不同，钛液的水解没有固定的pH值，氢氧化钛的水合物沉淀可以通过稀释或加热来沉淀。即使在400 ~ 500公斤∕ m3硫酸长期沸腾的条件下，它也能水解和沉淀。胶体氢氧化钛在常温下稀释沉淀，不能满足钛白粉生产的要求。在工业上，钛液加热煮沸水解，析出水合二氧化钛。化学计量公式可以表示为:

(1)

钛液水热水解的确切机理尚不完全清楚，一般认为是H+离子的转移过程和胶体的凝聚过程。离子转移过程大致如下。

溶液中的钛离子为6-配位水和配位离子[Ti (H2O) 6] 4+，其水解过程大致可分为晶核形成、晶核生长和沉淀形成三个阶段。水解进一步改变沉淀物和溶液的组成。水解成核的第一步是从H2O分子中除去H+离子，并减少钛的水合超子的电荷:

(2)

该羟基水合钛离子在溶液中二聚形成双核钛离子-八水合二羟基钛配位离子:

(3)

当钛被放置后，羟基桥离子中H2O分子上的H+继续转移，形成更稳定的氧桥离子。

(4)

钛氧桥离子中H2O分子上的H+离子再次转移，进一步解离成羟基桥离子，再转移成氧桥，可能结合成四钛配合物:[(H2O)4ti(o)2ti(H2O)2ti(o)2(H2O)4]4+。这种H+离子的转移随着水解过程继续发展，然后逐渐形成多核配合物。多核配合物中的h+离子不断转移，直至电中性，成为直径3 ~ 10 nm的水合二氧化钛。水合二氧化钛为无定形或具有不明显的锐钛矿微晶结构，其中20-30个按一定方向聚合成胶粒，胶粒加速团聚至> > 10μm m时开始沉淀，随着水解的进行，溶液中TiO2含量逐渐降低，而游离酸浓度升高。这样可以使少量的沉淀颗粒部分溶解，然后再沉淀出新的沉淀物。这个过程一直持续到只剩下少量的钛和浓硫酸。

钛在水热水解过程中的组成和质量，特别是钛含量、F值(酸度系数)、铁钛比、三价钛含量、澄清度和稳定性，对水合二氧化钛的纯度、微晶结构和胶体粒径有很大影响。在储存和存放过程中，稳定性差的钛液往往会逐渐析出凝胶状浑浊或沉淀，但在水解之前，已经产生了一些凝胶状的结晶中心，使水解液颗粒不均匀，容易吸附更多的杂质，使最终颜料产品的白度、着色力和分散性明显降低。

当钛溶液的浓度太低时，例如当TiO2小于150kg∕m3时，水解产物被煅烧并转化为粗颗粒二氧化钛，其颜料性能极差。提高钛液浓度可以提高最终产品的着色力，但水解速度会变慢。但是，当钛液中TiO2的浓度大于200kg·∕·m3时，浓度的增加对产品着色力的提高没有明显的影响。因此，非颜料级钛白粉生产中常采用低浓度水解，以获得高水解率和易洗涤，颜料级钛白粉生产需要在190 ~ 230 kg ∕ m3的TiO2浓度下进行水解，才能生产出符合质量要求的颜料级钛白粉。

钛液中硫酸亚铁含量高会减缓水解速度，使水解产物过细。同时，母液的粘度和比重会增加，水解产物的洗涤速度会减慢。但硫酸亚铁含量过低，会增加硫酸亚铁冷冻结晶的负担，使水解产物颗粒粗化。Fe∕TiO2的产量一般控制在0.2-0.3之间。

在水解操作中，晶种、水解温度、时间、加热方式和搅拌速度是重要的操作参数。晶种的活性和数量对钛液的水热水解有很大影响。种子的活性取决于其制备条件。晶种的制备可分为两类:稀释法(自生晶种)和中和法(外加晶种)。它们的本质是先制备一个正钛酸肢，然后在稀硫酸或稀盐酸中加热使其溶解固化，在TiO(OH)2颗粒表面吸附带有一定电荷的TiO 2 ++和Ti4 ++形成不溶于稀酸的胶体溶液(晶种)。晶种能正确诱导热水解，不仅影响水解速率、产率和水解产物的粒径，还决定了产物的晶型(锐钛矿或金红石)。一般来说，晶种加入量为0.6% ~ 2%时，产品着色力最好。

水解温度对水解速率和产物粒径也有很大影响。沸腾温度下的水解速率最能满足工业化生产的要求，操作也最容易控制。一般常压水解2 ~ 4h为宜。