钒钛磁铁矿中的钛约有50%在选矿后进入铁精矿,这部分钛经过钒钛磁铁矿高炉冶炼后进入高炉渣中,形成了含钛高炉渣。目前,含钛高炉渣的综合利用问题仍未得到解决,因此,实现含钛高炉渣的综合利用具有理论意义和应用价值。本文基于含钛高炉渣中钛组分的分布特点,采用“高温改性-摇床分选-湿法冶金”相结合的方式,通过对含钛高炉渣改性处理,使渣中大部分钛组分形成金红石相,实现了渣中钛组分的富集,采用摇床分选和盐酸浸出除杂相结合的方法将改性渣中的钛组分进行分离。本文研究了氧化过程、熔化性温度、.添加剂用量、晶种加入量以及氧气流量对于熔渣中金红石相析出和粗化过程的影响,获得了较佳的高温改性工艺参数。研究了金属铁在熔体中的行为,确定了氧化时间与渣中铁含量之间的关系,分析了金属铁的沉降过程,实现了金属铁的回收。研究了熔渣中金红石相的等温和降温过程中的析出与粗化动力学,并获得了两种条件下的动力学方程,其中降温过程金红石相的体积分数可以近似用JMAK方程进行描述,即：描述金红石晶体随温度T变化的方程为：在等温实验中,金红石晶体的平均半径随时间的变化就可以由方程-给出。研究了改性渣的摇床分选过程,得出摇床分选的较佳工艺参数为：冲程12mm,冲次：360次/min。进行了单一粒级的摇床分选实验,结果表明,物料粒度越小,精矿的TiO2含量越高,精矿产率越低,尾矿和中矿的产率越高,尾矿中TiO2含量也越高,回收率随着物料粒度的减小而降低。在74～150gm和48-74μm两种粒级下分别进行了一次精选和一次扫选实验研究,为摇床分选扩大实验奠定了基础。本文还对摇床分选精矿进行了盐酸浸出除杂实验研究,获得的浸出除杂过程中较佳的工艺条件为：浸出温度373K,浸出时间5h,盐酸浓度25%,液固比6：1,搅拌速度为600rad/min,物料粒度：48～74μm。在以上较佳的工艺条件下,进行了高品位人造金红石制备及循环浸出实验研究,通过浸出时间分别为5h、2h和2h的三段浸出工艺可以制得TiO2含量为93.75%的人造金红石产品,其CaO、MgO含量为1.45%,可以作为优质的钛工业原料应用。浸出液通过补加盐酸的方法进行循环浸出,循环数次后,可以通过调节滤液的pH值,使溶液中的Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+去除。本文研究了高温改性及摇床分选扩大实验,60kg和300kg高温改性扩大实验获得的金红石晶体的平均晶粒度分别达到了82.02μm和95.31μm。此外,在60kg及300 kg高温改性扩大实验中,距离液面顶部越近,渣中的金红石晶体析出量越小。对60 kg渣样中金红石晶体的沉降过程计算结果表明,处在液面顶部的金红石晶体沉降至坩埚底部所用的时间约为0.3s。通过对扩大实验与实验室实验结果的对比表明,扩大实验所获得的金红石晶体的析出量和晶粒度优于实验室所得到的实验结果。对改性渣开路分选实验进行了研究,所获得的精矿1中TiO2含量为66.15%,精矿2中TiO2含量为60.53%。尾矿1、尾矿2和尾矿3中TiO2的含量依次为12.56%,10.93%和11.05%,分选过程的回收率为76.75%。