Хлорный метод — это современная непрерывная технология, основанная на газофазных высокотемпературных реакциях.
Исходное сырье (высококачественный природный рутил или синтетический титановый шлак) подвергают хлорированию в присутствии углерода при температурах около 900-1000°C.
В результате образуется летучий тетрахлорид титана (TiCl₄), который затем тщательно очищают методом ректификации от примесей (хлоридов кремния, железа, ванадия). Чистый TiCl₄ окисляют в специальном реакторе при температуре 1400-1500°C кислородом или воздухом.
На этой стадии происходит формирование ультрадисперсных частиц диоксида титана рутильной модификации и выделение газообразного хлора, который возвращается в цикл.