هدف این تحقیق، جداسازی عناصر با ارزش موجود در پسماند لجن کاتالیستی واحد پلی اتیلن سنگین (hdpe) پتروشیمی می‏باشد. اکسید‏‏های فلزی از جمله ترکیبات غالب در این نمونه لجن کاتالیستی می باشند که مهم ترین آن اکسید تیتانیوم (tio2) با حدود 40 درصد وزنی می‏باشد. بنابراین، هدف اصلی فرآیند بازیابی کنونی رسیدن به خلوص بالای tio2 است. پس از بررسی روش‏های مرسوم بازیابی فلزات از لجن و پسماند و ارزیابی معایب و مزایای روش‏های مذکور، روش هضم اسیدی، لیچینگ، به عنوان روش مناسب و بهینه برای جداسازی tio2 از لجن کاتالیستی انتخاب گردید. سپس فرآیند حذف عناصر فرار و خالص‏سازی جهت دستیابی به tio2 تا حد ممکن خالص ادامه یافت. جهت آنالیز میزان tio2 در کلیه آزمایشات از دستگاه xrf استفاده شد. نتایج آزمایش‏ها برای چهار اسید مختلف شامل h2so4، hno3، hcl و hno3+hcl بررسی گردید و در نهایت hcl انتخاب شد. با تغییر غلظت اسید hcl به 1، 2، 4، 6، 8 و 12 مولار آزمایشات تکرار گردید. نتایج تجربی نشان داد که غلظت 4 مولار اسید hcl دارای بالاترین میزان بازیابی می باشد. در نهایت با ادامه مراحل خشک کردن و سوزاندن نمونه، خلوص tio2 به حدود 98 درصد وزنی رسید. داده‏های حاصله تکرار پذیر بوده و tio2 نهایی جهت کیفیت بهتر آسیاب گردید. اندازه ذرات با دستگاه psd و دستگاه tem آنالیز گردید که نشان دهنده ذرات با مقیاس نانو با اندازه متوسط 50 نانومتر می باشد. کلمات کلیدی: بازیابی، دی اکسید تیتانیوم، لجن کاتالیستی، هضم اسیدی، پلی اتیلن سنگین.