红格钒钛磁铁矿区作为攀西地区的四大钒钛磁铁矿区之一,其总储量高达35.45亿t,是中国最大的钒钛磁铁矿矿床。虽然其它三大矿区已进行工业规模化开采生产,但由于红格矿区钒钛磁铁矿缺乏较系统的工艺矿物学研究,加之矿石中金属铬的含量高,选冶过程中铬的分离提取技术尚未解决,该矿区矿石开发利用还处于研究和试验阶段。本论文利用多元素分析、光学显微镜、X射线粉晶衍射仪、X射线荧光光谱分析仪、扫描电子显微镜、电子探针及差热-热重分析等方法对红格矿区钒钛磁铁矿进行了较系统的工艺矿物学研究,可为今后红格矿区钒钛磁铁矿开发利用中制定科学合理的选、冶工艺技术提供科学参考依据,主要研究结果如下:(1)红格钒钛磁铁矿矿石中主要元素有Fe、Ti、V、Cr、Si、Mg、Ca、Al、Cu、Co、Ni、Mn、S等。属于高钛高铬型易磁选半自溶熔性钒钛磁铁矿。矿石中矿物可分为铁钛氧化物、硫化物和脉石矿物三大类。钛磁铁矿和钛铁矿为主要矿石矿物,含量分别为41.3%、12.2%。(2)钛磁铁矿与钛铁矿密切共生,都属于主客晶复合矿物,二者呈自形、半自形、他形粒状结构、嵌晶(包含)结构、海绵陨铁结构、固溶体分离结构和交代残余结构等,粒状镶嵌结构和海绵陨铁结构的钛磁铁矿、钛铁矿为主要产出形式,分别为工业上选铁精矿、钛精矿的主要对象;矿石构造类型主要为块状构造、次块状构造、稠密浸染状构造等。(3)钛磁铁矿和钛铁矿的化学成分较复杂。钛磁铁矿中Fe元素与V、Cr呈正相关,与Ti、Ca、Mg、Si、Al、Mn呈负相关;Ti元素与Ca、Mg、Si、Al、Mn呈正相关,与Fe、V、Cr呈负相关,Ti随Fe含量的增加而下降;V与Fe、Cr、Mn呈正相关,与Ca、Mg、Si、Al呈负相关,V、Cr随Fe含量的增加而增加;Cr与V和Fe密切相关。钛铁矿中Fe、Mn、Al、Cr与Ti负相关,V、Mg与Ti正相关。Mn2+与Mg2+以类质同象形式置换钛铁矿中的Fe2+时,在数量上是呈相互消长关系的。Cr3+、Al3+与V5+以类质同象置换Ti4+时,也呈现出互为消长关系。(4)矿物颗粒粒径不同的钛磁铁矿和钛铁矿的化学成分有差异。钛磁铁矿和钛铁矿中的Fe随着钛磁铁矿粒度的减小而增加;Ti、Mg含量则随着钛磁铁矿粒度的增加而减小。钛磁铁矿中V、Cr的含量随着钛磁铁矿粒度的减小而增加。(5)矿石金属(Co、Ni、Cu、Fe等)硫化物矿物以磁黄铁矿、黄铁矿为主,呈不规则粒状或集合体状分布于钛铁氧化物、硅酸盐矿物颗粒间。Co、Ni、Cu与Fe、S含量间的关系并无明显的规律性。Co、Ni、Cu含量均随着硫化物精矿粒度的减小而增加。(6)脉石矿物较复杂,主要有普通辉石、斜长石、橄榄石、角闪石、绿泥石、蛇纹石等,其中以普通辉石和斜长石为主。脉石矿物成分复杂不固定,普通辉石中Ti、Al、Fe、Ca含量比较高。(7)Fe主要赋存在钛磁铁矿和钛铁矿中,Fe在钛磁铁矿中的分配率为77.274%;Ti主要赋存在钛铁矿中,分配率为50.287%,还有42.228%的Ti分配在钛磁铁矿中;V、Cr主要以类质同象形式赋存在钛磁铁矿单矿物中,分配率分别为83.362%、95.362%。Mn主要以类质同象形式赋存在钛磁铁矿和钛铁矿中,在两者的分配率分别为58.252%、26.221%。(8)钛磁铁矿、钛铁矿和硫化物三者的密度相近,脉石密度较小。钛磁铁矿、钛铁矿和普通辉石都属于高硬度矿物,而硫化物中的磁黄铁矿属于中等硬度矿物。钛磁铁矿和磁黄铁矿的比磁化系数均高于钛铁矿,钛磁铁矿和磁黄铁矿都属于强磁性矿物,钛铁矿属于弱磁性矿物。钛磁铁矿、钛铁矿工艺粒度分布范围较为集中,且两者的粒度相差不大。硫化物粒度粗细相差较大,粒度较钛磁铁矿和钛铁矿细。脉石矿物粒度分布相对比较集中,粒度较粗。矿物解离度随着磨矿细度的减小而增加。(9)经选矿后,得到产率分别为38.4%、61.6%的铁精矿和尾矿。铁精矿和尾矿的化学元素组成有Fe、Ti、V、Cr、Cu、Ni、Mn、Ca、Mg、Si、Al、S等,但二者主要元素含量差异较大。与原矿相比,铁精矿中Fe、Ti、V、Cr含量升高,Ca、Mg、Si、Al含量显著降低;而尾矿中Ti、Ca、Mg、Si、Al含量则相对增高。铁精矿的主要金属矿物为钛磁铁矿,含有少量的钛铁矿、磁黄铁矿;铁精矿中钛磁铁矿的回收率为89.03%;Fe、Ti、V、Cr的回收率分别为65.40%、34.79%、78.72%、86.65%;尾矿主要由钛铁矿、普通辉石、斜长石、橄榄石和角闪石等矿物组成。尾矿中钛磁铁矿的回收率为96.34%,Fe、Ti、V、Cr的回收率分别为34.05%、64.82%、20.02%、12.64%。(10)铁精矿中的Fe、Ti、V、Cr含量随其矿石粒度的减小有所增加,这是由于磨矿细度变细,钛磁铁矿和钛铁矿颗粒解离度提高,在铁精矿中的品位提高,与之正相关的Fe、Ti、V、Cr等元素含量随之增高;铁精矿的形貌随粒度的减小由粒状向片晶状变化。