钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛等多种元素共生的复合矿,具有极高的利用价值。钒钛磁铁矿综合利用难度大,采用传统的选冶方法难以充分利用,必须探索新的钒钛磁铁矿利用技术,以期实现资源的综合利用。本研究课题以钒钛磁铁精矿和无烟煤为原料,并配以一定配比的添加剂,研究钒钛磁铁矿的固态直接还原技术,最后采用磨矿和磁选技术,实现钛铁有效分离。固态直接还原技术解决了传统工艺温度过高,金属化率较低的问题。磁选分离技术解决了钒钛磁铁矿利用中钛铁分离的难题。整个工艺具有能耗小,流程短,钛铁等组分回收利用率高等特点,为钒钛磁铁矿的综合利用开辟了一条可行有效的途径。主要研究的研究内容如下：(1)考察了还原剂添加量、不同添加剂添加量、还原温度、还原时间对还原产物金属化率的影响,确定了较佳的直接还原条件。还原温度1250℃,还原时间120min,无烟煤加入量13wt%,添加硫酸钠2.0wt%,可以使金属化率达到95%以上。(2)考察了还原温度和还原剂加入量对于还原产物中物相组成和元素分布以及走向的影响,明确了在上述较佳直接还原工艺条件下,钛铁组分实现了较好的分离。(3)考察了还原温度和还原时间对铁晶粒生长的影响,确定了铁晶粒生长的动力学方程,D4=kt,属于体积扩散生长机制。计算出了在1050～1200℃范围内,铁晶粒生长的表观活化能为113.74kJ/mol。(4)考察了磁场强度和磨矿粒度对钛铁分离效果的影响,确定了较佳的磨矿和磁选分离条件,在130mT磁场强度和48μm下磨矿粒度实验条件下,铁的回收率达到了93%,钛的回收率达到了72%,得到了TiO2品位50%左右的钛精矿,全铁含量70%左右的铁精矿,很好地实现了钛铁分离,解决了当前钒钛磁铁矿不能同时回收利用钛铁的难题。