三氧化钛镧开采涉及复杂的矿物提取与化学处理流程，其核心在于从富含稀土元素的矿石中分离出特定组分。常见原料来自独居石或氟碳铈矿等稀土矿物，这些矿床往往与其他金属共生，需要重点关注矿石的选别处理，特别是通过重选、磁选等物理方法初步富集稀土元素。
化学浸出是关键步骤，通常采用浓硫酸（浓度98%）或盐酸（浓度6mol/L）在高温（200-300℃）条件下分解矿石，使镧系元素转入溶液。值得注意的是，三氧化钛镧作为复合氧化物，其形成需要严格控制钛/镧摩尔比（建议1:1.05），并在后续煅烧阶段维持特定温度曲线（800℃保温4小时）。
分离提纯环节需借助溶剂萃取技术，常用P507萃取剂（2-乙基己基膦酸单酯）在pH值2.5-3.0条件下选择性提取镧离子，而钛元素则通过调节溶液氧化还原电位（Eh值+0.8V以上）使其保持四价态留在水相。该过程对设备耐腐蚀性要求极高，推荐采用哈氏合金C276材质反应釜。
最终产物需要通过X射线衍射（2θ角10-80°扫描）验证晶体结构，同时检测比表面积（BET法测量＞15m²/g）和粒径分布（激光粒度仪D50＜500nm）。现代开采工艺正逐步引入膜分离技术，如纳滤膜（截留分子量200Da）可有效降低酸碱消耗，使稀土回收率提升至92%以上。
