我国是全球最大钢铁生产和消费国,但铁矿石资源相对贫乏,加之长期以来铁矿的大量开发和粗放式的发展,后备资源严重不足,使我国铁矿石资源紧缺形势日益严峻。因此,加快铁矿石资源的勘查和研究、寻找和开发潜在的、新的铁矿产资源是当前面临的紧迫任务,也是解决我国铁矿资源短缺的根本途径之一,对我国矿产资源的可持续发展具有重大现实意义。2005年,在我国四川省凉山州会理县竹箐乡发现一钒钛磁铁矿床,2012年初勘表明其为一大型钒钛磁铁矿床。该矿床与攀西地区的攀枝花、白马、太和三大矿区同处于扬子板块西缘、攀西裂谷的古隆起带内。由于缺乏前期基础工作以及矿石的工艺矿物学研究,该矿床尚未得到开发利用。为此,本文采用化学滴定分析、质谱分析(ICP-MS)原子吸收光谱(AAS)、X射线荧光光谱(XRF)、光学显微镜、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、电子探针分析(EPMA)、矿物参数自动定量分析系统(MLA)等方法和手段,对会理竹箐钒钛磁铁矿矿石的组成、结构构造、矿物学特征、主要元素的赋存状态和分布规律、矿石矿物的物理性能、矿石选矿工艺特性等进行了较全面系统研究,并对矿石中主要含铁矿物进行了磁选分离及直接还原试验研究,为今后该矿区矿石选矿工艺的制定打下了基础。会理竹箐钒钛磁铁矿矿石的主要化学组成为铁、钛、钒、铬、锰、钴、镍、硫等;主要矿物为钛磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿、黄铜矿、脉石矿物等。矿石的化学组成和矿物组成与攀枝花、白马、太和、红格等四大钒钛磁铁矿区矿石的组成相似,含量具有一定的差异。矿物颗粒主要呈半自形-他形,矿石结构以嵌晶、海绵陨铁、交代残余、固溶体分离等结构为主,构造以浸染状构造为主。钛磁铁矿主要呈半自形-他形嵌布于脉石矿物中,具有固溶体分离结构特征,其固溶体出溶矿物主要为板条状和片晶状钛铁矿。粒状钛铁矿与钛磁铁矿密切共生,呈半自形-他形嵌布于脉石矿物中,其内部偶见片晶状钛磁铁矿分布。硫化物矿物以黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿为主,主要呈他形粒状分布于脉石矿物中。矿石中的Fe元素主要赋存于钛磁铁矿、钛铁矿中;Ti元素主要以钛铁矿形式存在,其在钛铁矿中的分配率约56.62%,另有36.64%的Ti元素以类质同象形式存在于钛磁铁矿中。V、Cr、Mn三种元素主要以类质同象赋存于钛磁铁矿中;Co、Ni元素主要存在于硫化物中,少量以类质同象形式赋存于钛磁铁矿、钛铁矿中;S元素主要存在于硫化物中;Ca、Mg、Al、Si等元素主要形成脉石矿物。矿石中的钛磁铁矿为强磁性矿物,钛铁矿、黄铁矿属于弱磁性矿物,脉石矿物属于非磁性矿物,因此可首先采用弱磁选分选回收钛磁铁矿,然后利用强磁选将钛铁矿和黄铁矿(硫化物)与矿石中的脉石矿物分离。钛磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿三者的密度等降比值约为1.1,三种矿物的密度较为接近。钛磁铁矿与钛铁矿颗粒的尺寸分布较集中,大多分布在-212~-+106μm。通过对不同磨矿产品的解离度测定,矿石的磨矿细度为100μm时,-200目约占85%。依据工艺矿物学研究结果,制定了合理的阶磨阶选工艺路线,对矿石进行了磁选分离,得到了品位为51%左右的铁精矿。该铁精矿压力成型-煤基直接还原的优化工艺参数为:水分含量9%、成型压力12MPa、粘结剂加入量0.4%、铁精矿粒度-200目约70%、还原时间35min、还原温度1350℃、配碳量(nCc/nO)1.25。在此工艺条件下所制备的钒钛铁精矿含碳球团直接还原金属化率可达91.77%,金属铁为其主要的物相组成。综上所述,通过对会理竹箐钒钛磁铁矿矿石工艺矿物学的系统研究,分析了矿石的物质组分和结构构造、明确了主要元素的赋存状态及各元素回收的目的矿物关系、研究了矿石的磁性、密度、工艺粒度、解离度等选矿特性,并对矿石进行了选矿分离和直接还原试验研究,研究结果可为该矿区矿石选矿工艺的制定提供依据。