Cấu trúc brookite có dạng orthorhomic, còn dạng cấu trúc rutile và anatase đều được xây dựng từ các đa diện phối trí tám mặt. Ta thấy cấu trúc rutile và anatase khác nhau ở sự biến dạng của mỗi hình 8 mặt và cách gắn kết giữa các đa diện phối trí. Trong cấu trúc ô mạng cơ sở của tinh thể rutile và anatase, mỗi ion Ti⁴⁺ được bao quanh bởi hình 8 mặt tạo bởi 6 ion O^2-. Hình 8 mặt trong rutile không đồng đều do có sự biến dạng của các đa diện phối trí tám mặt gần với hệ trực thoi yếu. Các đa diện phối trí 8 mặt của anatase bị biến dạng mạnh nên mức đối xứng của hệ thấp hơn hệ trực thoi.
+Tính chất vật lý
 Do có sự khác nhau về cấu trúc dẫn tới sự khác nhau về mật dộ và cấu trục điện từ và các tính chất vật lý của 2 dạng thù hình rutile và anatase
 
 
 

TÍNH CHẤT	RUTILE	ANATASE
Cấu trúc tinh thể	Tetragonal	Tetragonal
Khối lượng riêng (g/cm3)	4,25	3,895
Chỉ số khúc xạ	2,71	2,52
Độ cứng(thang mox)	6,0 ÷ 7,0	5,5 ÷ 6,0
Hằng số điện môi	114	31
Nhiệt độ nóng chảy (00C)	1830 ÷ 1850 0C	Nhiệt độ cao chuyển thành rutile

 
+Tính chất hóa học
TiO₂ là sản phẩm quan trọng nhất trong quá trình chế biến nguyên liêu titan. Là hợp chất rất bền với các chất hóa học. Không tan trong nước và các axit trừ HF và H₂SO₄. Axit Sunfuric hòa tan chậm TiO₂ cấu trúc anatase nung dưới 800⁰C. Trong dung dịch axit, titan tồn tại dưới dạng cation Ti⁴⁺ hoặc ion titanyl TiO₂²⁺
Dung dịch kiềm tác dụng không đáng kể lên TiO₂, song khi nấu chẩy TiO₂ với xút rắn sẽ tạo ra các muối titanat
Dễ dàng chuyển TiO₂ thành trạng thái tan bằng cách nung chảy với các sunfat oxit hoặc florua axit kim loại kiềm:
    
Clo trước 800⁰C không phản ứng với TiO₂, ở nhiệt độ cao hơn chỉ tiến hành phản ứng thuận nghịc với hằng số cân bằng rất nhỏ:
     TiO₂ + 2Cl₂   →  TiCl₄ + O₂
Song khi có mặt chất khử như C, CO, COCl₂ (các chất lấy O₂) cân bằng sẽ chuyển dịch về phải và nhiệt độ clo hóa giảm xuống:
    
Đây là phản ứng rất quan trọng trong kỹ thuật chế biến nguyên liệu và sản xuất kim loại titan
 
+Ứng dụng của TiO₂
Từ những năm 60 của thế kỷ XX, các nhà khoa học đã đi sâu nghiên cứu các tính chất của titan dioxit và đưa ra những ứng dụng hữu hiệu trên các loại vật liệu chế tạo từ TiO₂. Một trọng những ưu điểm để các nhà khoa học chú ý vào việc nghiên cứu những ứng dụng về TiO₂ bởi nó là một oxit sạch, đơn giản trong phương pháp tổng hợp và không độc hại. Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, càng ngày người ta càng tìm ra được nhiều những ưu điểm mới và quan trọng của Titan dioxit và cho đến nay TiO₂ đã trở thành một trong những vật liệu cơ bản đối với cuộc sống con người. Những ứng dụng cơ bản của TiO₂ như:
-Làm vật liệu xúc tác quang:
-Làm vật liệu siêu ưa nước (bề mặt tự làm sạch, chống sương mù…);
-Dùng để chế biến hợp kim trong các ngành kỹ thuật hiện đại…

I.3 Quặng Ilmenit

Khi tuyển tinh quặng từ sa khoáng, trong tinh quặng thường chứa Ilmenit, Rutil, Anataz, Zircon. Ilmenit có công thức hó học chung là mFeTiO₃.nFe₂O₃, tùy thuộc vào m, n mà hàm lượng TiO₂ dao động từ 41.6-58.3%. Ilmenit trong quặng sa khoáng chứa 52-55 % TiO2, trong quặng tụ khoáng chứa 40 - 48 % TiO2. Ilmenit là khoáng vật quặng chứa 52 - 54% TiO₂, trong đó nguyên tố: Fe = 36,8%, Ti = 31,6% và O = 31,6%.
Quặng ilmenit dùng cho sản xuất rutil nhân tạo, TiO₂ kỹ thuật, bột màu TiO₂ phải thỏa mãn nhưng tiêu chuẩn về khả năng phân hủy , hàm lượng tạp chất và hàm lượng TiO₂. Trong thành phần của ilmenit chứa nhiều sắt nên trước qui trình sản xuất chất màu TiO₂ người ta phải xử lý loại bớt sắt làm giàu quặng. Bên cạnh đó trong quặng còn chứa nhiều tạp chất như V, Al, Ca, Mg, Mn, Cr, Zr, Nb, Si, … Các tạp chất này đều dễ tạo thành các clorua dưới tác dụng của HCl, các chất khác như VCl_{4 ­}và VOCl₃ có nhiệt độ sôi thấp dễ bay hơi cùng với FeCl₃. Các clorua khác thì ở dạng rắn và có thể làm sạch được.

II. Các phương pháp công nghệ

Sơ đồ khối phương thức chế biến titan trong công nghiệp:

II.1 Công nghệ sản xuất chất màu dioxyt titan :

Có 2 quy trình công nghệ hiện nay đang được xử dụng nhiều trên thế giới để sản xuất chất mầu TiO₂

II.1.1- Phương pháp sulfate

Đây là phương pháp sản xuất TiO₂ chủ yếu dùng làm bột màu (pigment). Phương pháp sunfat là phương pháp lâu đời nhất và thường áp dụng cho những quặng có hàm lượng thấp.
Phương pháp này bao gồm 4 giai đoạn chính:
-     Phân huỷ quặng bằng H₂SO₄
-     Tách sulphat Fe
-     Thuỷ phân titanyl sunphat
-     Nung để thu sản phẩm
Sơ đồ quy trình công nghệ: