我国钛资源储量居世界之首,既有岩矿,也有砂矿。广西北海地区钛铁矿砂矿资源丰富,但是由于技术落后,选矿回收率较低,在分选后精矿TiO2品位保持46%以上时,回收率一般只有50%左右。因此,提高砂矿钛铁矿的选矿回收率对钛铁矿资源的高效利用具有重要意义。本论文以广西北海钛铁矿砂矿为研究对象,在工艺矿物学特性研究的基础上,进行了摇床和强磁选条件试验研究,获得重选和磁选钛铁矿精矿,并在纯矿物浮选特性试验研究的基础上,对重选和磁选尾矿进行了系统的浮选条件试验和开、闭路流程试验研究,最后还对一些浮选的作用机理进行了分析研究。试验研究表明:钛铁矿砂矿适宜的分选工艺为“重选-强磁选-浮选”联合工艺流程。首先对原矿进行重选摇床选矿作业,采用一次粗选一次精选的摇床选矿工艺流程,得到重选钛精矿、中矿、尾矿三个产品,可获得Ti02品位49.02%,回收率28.49%的重选钛精矿;重选作业的中矿产品进行了磁选试验研究,得到磁选精矿和磁选尾矿,可获得Ti02品位48.75%、回收率55.51%的磁选钛精矿;重磁选后的尾矿适宜采用一粗二精的浮选闭路流程,浮选以油酸钠为捕收剂,硫酸和水玻璃为调整剂,Pb(N03)2为活化剂进行浮选,粗选药剂制度为:油酸钠为500g/t,H2S04为800g/t、水玻璃为350g/t、Pb(NO3)2为20g/t,可获得Ti02品位为39.55%,回收率为14.95%的浮选钛精矿;最终可获得综合精矿的Ti02品位为47.80%,回收率为87.57%的钛精矿。通过矿物的表面电性研究以及红外光谱分析,研究了油酸钠与钛铁矿相互作用的规律。矿物的表面电性研究结果表明:在酸性条件下,钛铁矿表面带负电,油酸钠为阴离子捕收剂,油酸钠与矿物的吸附不是静电吸附,而是化学吸附;红外光谱分析结果表明:钛铁矿与油酸钠作用后出现新的特征峰,由此可以确定,油酸钠在钛铁矿表面发生的是化学吸附。以上研究成果为钛铁矿砂矿资源高效利用的进一步研究奠定了基础。