钒钛磁铁矿是一种富含铁、钒、钛以及钴、铬、镍等有价元素的特色金属资源,具有极高的经济利用价值。目前,对钒钛磁铁矿的处理主要分为高炉法和非高炉法。高炉法作为一种成熟的方法,在钒钛磁铁矿的处理上占据重要的位置,但存在资源综合利用率低、环境污染大、能耗高的缺点。非高炉法冶炼技术尚未完全成熟,需进一步完善。针对现有处理钒钛磁铁矿技术中存在的问题,开发一种高效绿色处理钒钛磁铁矿的方法仍旧是钒钛磁铁矿高效利用的必然选择。因此本论文提出了基于酸碱双循环富氧除杂预处理-盐酸浸出深度精化提钛并回收铁的新思路。在系统分析了钒钛磁铁矿在溶液中各元素的浸出行为,经过研究,得出以下结论:（1）采用X-射线衍射、扫描电镜和能谱对钒钛磁铁矿进行工艺矿物学分析,得出原矿中主要有硅氧化物、钛铁矿、钛磁铁矿、硅酸钙类矿物等;铝、镁等元素少部分富集且与铁、氧、钛等呈复合矿物;钒则呈弥散分布,主要与钛铁矿物、硅酸钙类矿物结合。（2）热力学计算结果可知,温度为448～573 K,氧分压2 MPa条件下的碱浸溶液中,温度升高有利于钛酸盐生成以及钒、硅、铝等元素与氢氧化钠反应生成相应的钠盐并向液相转移。温度为348～448 1K的盐酸溶液中,钛酸钠与盐酸反应的吉布斯自由能为负值,随温度升高反应的吉布斯自由能变化越负越有利于二氧化钛的生成。铁、镁、钙均能与盐酸反应进入液相,升高温度有利于铁及杂质元素与二氧化钛分离。温度为313～353 1K的碱浸液中,氨水与钒酸钠发生络合反应生成偏钒酸铵的吉布斯自由能变为负值,但升高温度对偏钒酸铵的生成有抑制作用。（3）钒钛磁铁矿富氧碱浸过程研究,考察了反应时间、液固比、氧分压、钒钛磁铁矿粒径、氢氧化钠质量分数、反应温度对钒及杂质硅、铝浸出率的影响。结果表明:分解条件为反应时间2 h、液固比15:1、氧分压为2 MPa、钒钛磁铁矿粒径为40～48 μm,氢氧化钠质量分数30%、反应温度260℃,钒的浸出率为60.65%,硅、铝的去除率分别为70.22%和77.86%。钒钛磁铁矿富氧碱浸之后外观形貌由原来致密坚硬的矿相变成疏松的片层结构,钛铁矿与氢氧化钠反应生成钛铁酸盐,硅及其他元素复合的矿物与氢氧化钠反应生成相应的钠盐,硅酸钙不与碱反应富集在渣中。（4）碱浸预处理渣-盐酸浸出深度除杂过程考察了盐酸质量分数、浸出温度和浸出时间对TiO2转化率、Fe2O3浸出率的影响,结果表明,盐酸质量分数为22%、浸出温度为120℃、浸出时间为1.5 h时酸浸得到的富钛料中TiO2、SiO2和Fe2O3的含量为分别为87.00%、10.10%和0.57%,TiO2的转化率及Fe2O3的浸出率分别为90.00%和99.88%。富钛料中XRD分析结果物相有明显的金红石型TiO2,原矿中硅酸钙不与碱反应,酸浸时被盐酸分解,Ca被除去,Si不与盐酸反应而进入固相成为杂质。（5）碱浸液氨水沉钒过程考察了氨水质量分数、络合温度、溶液pH值对偏钒酸铵络合反应效果的影响,结果表明:氨水质量分数为3%、络合温度为60℃、溶液pH值为9时沉钒率最大为85.60%。