二氧化钛作为重要的白色颜料和工业原料，其开采方式主要取决于矿床类型。全球90%以上的钛资源来自原生岩矿（钛铁矿FeTiO3和金红石TiO2），需经过露天或地下开采获取原矿。露天开采适用于矿体埋深浅的情况（通常小于200米），使用爆破和重型设备（如电铲P&H4100型）剥离覆盖层；而地下开采则针对深部矿体，采用房柱法或充填法确保作业安全。
对于海滨砂矿这类次生矿床（主要含钛矿物为金红石），开采过程更为特殊。需要重点关注潮汐影响，特别是在印度尼西亚或澳大利亚西海岸等地区，通常使用斗轮式挖砂船（处理量可达5000吨/小时）进行水下开采，配合螺旋选矿机（回收率85-92%）对矿物进行初步富集。这种湿法开采能有效分离石英砂与重矿物，但对海洋生态环境存在潜在影响。
无论哪种开采方式，后续都需经过复杂的选矿流程。原生矿要经过破碎（颚式破碎机PE1200×1500）、磨矿（球磨机MQY3660）、磁选（磁场强度0.8-1.2T）和浮选（pH值4.5-5.5）等多道工序；而砂矿则通过重选（螺旋溜槽LL1200）和电选（电压20-40kV）提高TiO2品位。值得注意的是，现代开采越来越注重尾矿管理，采用浓密机（直径30-50米）和过滤机（处理量80-120吨/小时）实现水资源循环利用。
