钛是一种战略资源，含钛材料在国防和国民经济的各个部门都有广泛应用。其中，金属钛及其合金在航空、航天和航海等方面有着重要用途；钛白粉主要应用在化工、纺织和医疗等领域。钛精矿是金属钛或钛白粉生产的主要原料。我国攀西地区每年生产大量的钛精矿但由于其品位低，必须先经过富集处理为品位较高的富钛料才能进行金属钛或钛白粉的生产。可见，富钛料的制备已成为攀西地区钛工业生产的重要环节。目前，攀钢集团钛业公司主要通过引进的乌克兰半密闭式电炉法制取富钛料，但存在冶炼能耗高、和冶炼难度大等问题。因此，开展高效低耗的电炉法制备富钛料的基础研究，对钛工业的发展具有重大意义。基于此，通过研究攀枝花钛精矿的碳热还原行为，寻找一种能强化钛精矿还原的方法，无疑是实现钛精矿电炉法高效低耗的制备富钛料所亟需的。本文以攀枝花钛精矿为研究对象，采用等温还原和非等温还原两种实验方法，分别比较了机械活化和添加剂（催化剂）两类强化方式对还原过程的影响规律，并基于此探讨两类强化方式的作用机理，主要结论概述如下：①通过对不同润磨时间和高能球磨时间预处理后钛精矿的粒度分布曲线分析，采用磨矿动力学模型得出了润磨和高能球磨对钛精矿预处理时间和颗粒尺寸的动力学方程，并对润磨和高能球磨对钛精矿预处理的能量进行了分析和比较。结果表明：经球磨动力学分析所得到的模型适用于钛精矿在润磨和高能球磨后粒度分布的预测，其动力学方程为：R(x, t) R(x,0)exp(0.000115x1.22t0.87)润磨R(x, t) R(x,0)exp(0.000404x0.58t1.48)高能球磨式中x为磨矿后颗粒尺寸μm，t为球磨时间min。润磨适用于目标粒径为35.5μm左右的矿物，高能球磨适用于粒径更小的矿物（原始粒径小于35.5μm）。②采用等温还原和非等温还原的方法对机械活化后的钛精矿碳热还原行为进行了系统研究，结果表明：经润磨和高能球磨预处理后钛精矿的平均粒径逐渐减小，细粒级含量明显增多；比表面积逐渐增大，生成许多新表面，颗粒粗糙程度增加；热分析结果表明：失重量和最大反应速率随着润磨和高能球磨时间的增加逐渐增大；对预处理的钛精矿固相还原后，铁的金属化率随着润磨和高能球磨时间的增加逐渐增加，氧化亚铁和残碳量在还原产物中的含量逐渐降低；当润磨时间为60min高能球磨时间为30min时金属化率分别达到了86.8%和89.1%，氧化亚铁含量分别为5.85%和6.02%，残碳量分别为1.72%和1.54%；对钛精矿还原的试样后XRD分析表明：还原所得产物的XRD图谱基本相似。即主要物相为：Fe、（Fe Mg）xTiyO5（铁镁假板钛矿类型）和TiO2。③采用等温还原和非等温还原的方法对配有添加剂的钛精矿碳热还原行为进行了系统研究，结果表明：硼砂和碳酸钠添加剂会使钛精矿在还原过程中的失重率增加，达到最大失重速率时的温度降低。硅铁添加剂会使钛精矿在还原过程中的失重率和达到最大失重速率时的温度降低。当硼砂添加量2%时，金属化率达到最大，为87.8%，FeO和残碳量达到最小分别为4.95%和2.1%。碳酸钠添加使金属化率增加，FeO和残碳的量减少，当添加量4%时，金属化率、FeO和残碳量分别为89.5%、4.5%和2.3%。硅铁添加剂会使金属化和残碳量增加，FeO的量减少，当添加量4%时，金属化率、FeO和残碳量分别为、91.1%、4.79%和4.02%。不同添加剂预处理后，还原所得产物的XRD图谱与机械活化后还原产物相似。