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钒钛磁铁矿作为铁、钒、钛等元素的重要来源,具有很高的综合利用价值。现阶段主流提钒工艺如高炉法和直接还原法存在流程长、资源利用率低、对环境不友好等诸多问题,因此限制了钒钛磁铁矿冶炼的发展。针对该现状,中国科学院过程工程研究所齐涛研究员团队提出钒钛磁铁矿煤基一步直接还原熔分工艺,通过该工艺实现了钒、钛及铁元素的有效分离及综合利用。在充分调研了有关钒钛磁铁矿冶炼提钒文献的基础上,本文以某地区钒钛磁铁矿为原料、NaOH为添加剂、无烟煤为还原剂,进行钒钛磁铁矿煤基一步直接还原熔分工艺的研究,通过该工艺得到熔分后的含钒生铁和富钒钛渣,含钒生铁可用于进一步炼钢,而富钒钛渣用于水浸实验研究,取得了如下结论:（1）利用HSC Chemistry软件计算分析了钒钛磁铁矿在此工艺过程中的各种化学反应,可知在本文研究的温度范围内,铁氧化物的还原反应及钒氧化物的氧化钠化反应均可自发进行;可溶性的钒酸钠在高温下稳定,但是钙镁钒酸盐易被还原,这为还原熔分及浸出提钒过程提供了理论依据。（2）研究了钒钛磁铁矿煤基一步直接还原熔分工艺的最佳工艺参数,发现在空气气氛、添加剂为原料质量50%的氢氧化钠、还原时间为4h、还原温度为1300℃、mol（C/Fe）=2.6的最优条件下,可得到V2O5、TiO2的含量分别为1.34%、7.70%的富钒钛渣;金属铁为含Fe 95.53%、V 0.47%、Ti 0.003%、S 0.046%、P 0.015%的优质含钒生铁,比较好地实现了钒、钛与铁元素的有效分离。（3）通过实验研究发现,适当地升高温度、延长时间、增加还原剂及添加剂用量均可促进渣铁的熔分、钒氧化钠化以及钛的钠化过程。还原渣中主要的物相有CaTiO3、NaAlSiO4、Na6Al4Si4O17等,而钒、钛元素主要赋存于这些物相中。（4）研究了富钒钛渣的水浸最佳工艺参数,在钒钛渣粒度为5μm左右、浸出温度为90℃、浸出时间为60min、液固比为2:1、搅拌速度为300r·min-1的最优条件下做水浸实验,得到V、Na、Ti元素浸出率为83.36%、70.05%、1.07%的浸出效果,钛元素几乎不被浸出。实现了钒的有效浸出,并与钛的分离。