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以钒钛磁铁矿的铁精矿通过电炉直接还原熔分生产的高钛渣品位较低(TiO240-60%),不能直接用作海绵钛或氯化法钛白的原料。因此需要通过富集处理获得高品位的金红石型富钛料。本文基于高钛渣中钛组分的分布特点,采用金红石化—析出长大—分离方式,即首先对高钛渣进行改性处理,使渣中大部分钛组分形成金红石相,实现金红石化,再采用适宜的热处理条件使金红石相粗化长大,最后通过酸浸—碱浸—酸浸相结合方法将改性渣中的金红石分离出来。本文首先进行了高钛渣的改性与金红石化研究,研究了添加剂种类和用量对熔渣金红石化的影响。实验结果表明,添加酸性氧化物SiO2或P2O5能够使黑钛石中的杂质形成硅酸盐或者磷酸盐玻璃相,从而使TiO2以金红石相形式析出。实验研究了热处理条件对改性高钛渣中金红石相析出长大的影响,结果表明,缓慢降温有利于金红石的粗化和长大。另外,提高热处理温度能够破坏金红石相的“遗传性”效应,也有利于金红石粗化和长大。对改性高钛渣熔渣中金红石相在降温过程中析出长大的动力学研究表明,降温过程熔渣中金红石相析出的体积分数X可以近似用JMAK方程描述,即X=1-eαn。其中：α为降温速率,n=0.3387,c=1.531e1718-T。相应的金红石平均晶粒尺寸r的变化规律为：αr3=A(T)(1+e(α+c)p),其中:p=0.71,b=1.15e1717-T。本文通过酸浸—碱浸处理,研究了金红石相的分离过程,考察了各工艺条件对产物中金红石品位的影响,并优化出适宜的浸出工艺条件。酸浸部分：采用磷酸浸出,浸出温度90℃,浸出时间4小时,固液比1：20；碱浸部分(原料为酸浸后的产物)：NaOH浓度1.5mol/L,浸出温度90℃,浸出时间6小时,固液比1：20。浸出产物的TiO2品位可提高到82.36%,回收率为97.52%。通过酸浸—碱浸—酸浸多段浸出,TiO2品位可提高到92.7%,回收率为94.1%。