Im Sulfatprozeß wird Ilmenit (FeTiO3), ein allgemeines Material des Eisen-/Titanoxyds, benutzt. Er wird mit starker Schwefelsäure (H2SO4) behandelt und das Titansauerstoffsulfat (TiOSO4) wird selektiv in Titandioxid extrahiert und umgewandelt.
1. Ilmenit wird (verdaut) mit einem 60% Überfluss der starken Schwefelsäure bei einer Temperatur herum 100 °C. behandelt. Die folgende Reaktion findet statt:
→ FeTiO3 + 2H2SO4 FeSO4 + TiOSO4 + 2H2O
2. Im folgenden Stadium wird das Sulfat des Abfallprodukteisens (II) entfernt. Da FeSO4 nicht bei niedrigen Temperaturen sehr löslich ist, wird die Lösung zu °C herum 15 abgekühlt und FeSO4 kristallisiert heraus. Es kann durch Filtration dann entfernt werden.
Die restlichen wässrigen Verdauungsprodukte werden zu °C herum 110 erhitzt, um das Titansauerstoffsulfat zu hydrolysieren.
TiOSO4 + (n+1) H2O-→ TiO2•nH2O + H2SO4
Das Hydrolysestadium des Prozesses produziert Schwefelsäureabfall und ein Niederschlaggel, das hydratisiertes Titandioxid enthält.
3. Im letzten Stadium wird das hydratisierte Titandioxid in den großen Drehrohrofen erhitzt, um das Wasser abzutreiben und Kristalle von anatase oder von Rutil (2 Formen Titandioxid) zu produzieren.
TiO2•nH2O-→ TiO2 + nH2O
Wasser wird bei den Temperaturen zwischen 200-300°C. Impfkristallen wird hinzugefügt, um den Kristallisationsprozeß zu beginnen entfernt. Abhängig von der abschließenden Heizungs- Temperatur (800−850°C oder 900−930°C), entweder anatase oder Rutil wird, beziehungsweise gebildet.
Der Sulfatprozeß erfordert den Gebrauch von großen Mengen der Schwefelsäure und produziert reichliche Mengen des säurehaltigen Abfalls. Dieser säurehaltige Abfall konnte bedeutenden Schaden der Umwelt verursachen, wenn er nicht verantwortlich entledigt wird.
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