钒钛磁铁矿是一种以铁、钒、钛为主,伴生多种有价元素(如铬、钴、镍、铜、钪、稼和铂族元素等)的多元共生复合铁矿,具有很高的综合利用价值。但是,随着矿产资源不断被开采,矿产资源越来越“贫、细、杂”化,钒钛磁铁矿的入选品位越来越低,预先抛尾的研究愈发显得重要。本文以攀钢集团矿业有限公司现有工艺流程和供矿条件为基础,以沉砂抛尾工艺的工业化应用为目标,优化相关技术设备;以一段旋流器分级沉砂的工艺矿物学研究为切入点,分别进行了沉砂工艺矿物学研究,磁选抛尾实验室试验,并在实验室研究基础上,进行了工业化试验研究。通过对一段磨选的原矿、尾矿及旋流器分级沉砂的化学多元素分析、粒度组成测定及单体解离度分析,结果表明:沉砂主要由钛磁铁矿、钛铁矿、硫化物和脉石等四大类组成,从抛尾的角度把钛铁矿、硫化物、脉石一起视为综合脉石矿物,综合脉石矿物含量约占45%,单体解离度很高。在工艺矿物学研究的基础上进行了实验室试验,在场强0.2T时,沉砂磁选抛尾可获得精矿产率68.19%、精矿TFe品位45.67%、精矿回收率87.16%、尾矿TFe品位14.42%、抛尾率31.81%的指标,抛尾尾矿中强磁性矿物损失量较小,处于合理范围内;实验室试验研究的结果显示沉砂抛尾工艺是可行的。本论文在其实验室研究的基础上,对其进行了工业试验研究,探索合适的沉砂抛尾的工业应用工艺流程。根据现场实际条件,分别进行了两种工艺流程的工业试验研究,第一种抛尾粗精矿高浓度自流进入一段球磨机的试验流程,该流程简单明了地实现了沉砂抛尾工艺,但是受原有厂房结构限制,为了保证粗精矿高浓度自流和一段球磨高浓度磨矿,只能运行1台抛尾磁选机;第二种抛尾粗精矿经旋流器脱水后进入一段球磨机的试验流程,该流程突破了原有厂房结构的限制,能够运行2台抛尾磁选机。两种沉砂抛尾工艺流程的工业试验结果显示,采用带溢流的底箱顺流型磁选机、磁选抛尾给矿浓度为45%-65%、调整一段分级旋流器沉砂嘴直径Φ130mm的情况下,采用流程Ⅰ和流程Ⅱ都能使流程运行均通畅;返砂比降低50%以上,基本低于200%;一段旋流器分级量效率提高约8-10个百分点,质效率提高约2个百分点;在确保铁精矿品位略增高的情况下,一段球磨台时处理量提高幅度9~10%,但需要的水量增加较多,需对循环水系统进行改造。两个工艺流程均能较大幅度提高系统产量,但相比之下,采用抛尾粗精矿高浓度自流进一段球磨的工艺流程运行成本较低,生产不加水量也较少。