二氧化钛广泛应用于涂料、颜料、化妆品等领域，国内生产二氧化钛的方法多为硫酸法。该方法一个较为重要的缺陷是生产的钛白粉质量差，品种单一。同时，该法具有产生大量废硫酸、废物及副产物多、对环境污染严重等缺点。随着国家对环境保护方面的要求日益严格，研发产品质量高、污染少、钛利用率高的钛冶金绿色过程新技术，具有重大的现实意义和社会意义。本文提出了以钛铁矿为原料制备高纯度金红石型二氧化钛的溶剂萃取法工艺，使用了新的萃取剂。通过实验对几种萃取剂进行选择。根据实验结果选择N235和中性有机磷萃取剂TBP作为制备二氧化钛的萃取剂。所设计工艺路线为矿石酸解-冷冻-氧化-N235萃取Fe(III)-TBP萃取Ti(IV)-反萃负载TBP-水解-洗涤-煅烧-得产品二氧化钛。通过实验对矿石酸解的条件进行优化，确定合适的矿酸质量比、盐酸浓度以及温度、时间四项因素。通过实验确定了合适的萃取条件，包括有机相组成、相比、有机相酸化度等。研究了水解的温度、Ti(IV)浓度及酸度对水解率的影响。通过加热强制水解方法得到的偏钛酸晶型为金红石型，在500℃下煅烧3h，即可获得结晶良好的二氧化钛产品。得到的二氧化钛产品晶型为金红石型，粒径在10~40μm之间呈现良好的正态分布，流动性好，易粉碎，纯度高于99.5%，该纯度高于传统硫酸法生产的钛白粉纯度。工艺路线中两种萃取剂均可循环套用，废盐酸可通入氯化氢气体增浓用于溶矿，实现了物料循环可持续，降低生产成本。