چکیده: فلز تیتانیوم و ترکیبات آن با توجه به خواص ویژه الکتریکی، مکانیکی، نوری و پایداری شیمیایی و حرارتی که دارند، نقش مهمی در اقتصاد و صنایع مختلف کشور ایفا می‌کنند. یکی از فرآیندهای استحصال و غنی‌سازی کانه‌های حاوی تیتان، روش‌های هیدرومتالورژی شامل اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک است که به دلیل عدم نیاز به انرژی فراوان اهمیت بسیاری دارند. بنابراین هدف این پژوهش بازیابی هیدرومتالورژیکی و غنی‌سازی فلز تیتانیوم از کانه ایلمینیت منطقه سبزوار با استفاده روش کلریدی و بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر آن است. برای دستیابی به این هدف، نمونه بدست آمده با استفاده از فرآیند لیچینگ کلریدی پیاده‌سازی شد و در نهایت رفتار پارامترهای موثر شامل غلظت اسید، نسبت مایع به جامد، دما، دور همزنی و زمان لیچینگ با استفاده از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزایش دما و نسبت مایع به جامد، مقدار بازیابی و عیار دی‏اکسید تیتانیوم افزایش یافت و تغییرات غلظت اسید، دور همزنی و زمان لیچینگ به صورت سهمی بوده است به طوریکه در سطح بالا و پایین آن‏ها مقدار بازیابی و عیار دی اکسید تیتانیوم کاهش یافت. از میان پارامترهای مورد بررسی، دما و نسبت مایع به جامد به ترتیب بیشترین تاثیر را بر بازیابی وعیار دی‏اکسید تیتانیوم داشتند. بهینه‌سازی فرآیند انجام شد و بهترین حالت لیچینگ در غلظت اسید 13/5 مولار، نسبت مایع به جامد 59/7، دور همزنی حدود 400 دور بر دقیقه، دمای 90 درجه سانتیگراد و زمان لیچینگ 9/2 ساعت بدست آمد که تحت این شرایط بازیابی 61/81% و عیار دی‏اکسید تیتانیوم 85/19% بود.