海滨钛磁铁矿储量丰富,采选成本低,但经常规选矿方法得到的铁精矿中Fe品位低、Ti02含量高,造成精矿炼铁的难度大,且钛资源不能有效回收。研究表明,煤基直接还原-磁选工艺可以分离钛磁铁矿中的钛、铁,但目前的研究存在钛铁分离效果差、机理不明确等问题。针对这些问题,有必要对钛磁铁矿直接还原-磁选工艺进行更加系统详细的研究。以Fe品位51.85%、Ti02品位11.33%的印尼某海滨钛磁铁砂矿为研究对象,研究了采用直接还原-磁选工艺进行钛铁分离时煤种类及用量、添加剂种类及用量、还原时间、还原温度对钛铁分离效果的影响。得到的最佳工艺条件为:最佳还原剂为烟煤A,最佳用量20%;最佳添加剂为氟化钙,最佳用量10%;最佳还原温度1250℃,最佳还原时间60min,焙烧产物经两段磨矿-两段磁选得到还原铁和含钛产品。在上述条件下,可得到Fe品位91.80%、铁回收率88.52%、Ti02含量0.46%的还原铁和Ti02品位24.05%、Ti02回收率97.97%的含钛产品。采用XRD分析、SEM-EDS能谱分析等分析手段研究了煤种和添加剂对海滨钛磁铁矿直接还原-磁选钛铁分离的作用机理。结果表明,仅添加煤时钛铁分离效果差的原因有两个,一是焙烧过程中生成的镁铁钛矿很难被还原;二是此时生成的金属铁颗粒粒度小,磨矿时很难达到单体解离。添加剂是实现海滨钛磁铁矿钛铁分离的关键。添加剂的对比研究结果表明,碳酸钠、硫酸钠和氟化钙均能促进钛铁分离,但氟化钙效果最好。碳酸钠、硫酸钠和氟化钙均可促进镁铁钛矿还原,并促进金属铁颗粒的聚集长大,从而促进钛铁分离。其中,碳酸钠、硫酸钠可以促进低熔点霞石的生成,降低体系的熔点,硫酸钠还可以形成低熔点的FeS-Fe固溶体,降低金属颗粒的表面张力和熔点,从而促进金属铁颗粒的聚集长大;氟化钙则通过降低固相反应体系的熔点,促进金属铁颗粒的聚集长大。