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我国攀西地区钒钛磁铁矿资源丰富。其中,高铬型钒钛磁铁矿储量约36亿吨,由于其矿物组成复杂,目前尚未实现工业化利用。开发一种符合该资源特点且能有效提高有价组元分离与利用率的新方法是当前亟待解决的课题。为此,本文以攀枝花高铬型钒钛磁铁矿为原料,采用微波加热直接还原-磁选分离工艺,并通过热力学分析、化学分析、物相分析和扫描电镜分析,系统研究了高铬型钒钛磁铁矿微波场中的还原行为,优化了还原过程工艺参数,并对还原产物进行磁选分离,揭示了铁、钒、钛、铬迁移规律,为我国高铬型钒钛磁铁矿资源综合利用新工艺开发提供实验基础和理论依据。根据研究结果得出以下结论：(1)钒钛磁铁矿微波直接还原实验受配碳量、成形压力、微波加热功率、还原温度、还原时间等综合影响。在成形压力为30MPa、C/O为2.0、还原温度1300℃、还原时间30min、底吹N2保护冷却10min的条件下,金属化率达到93.83%；(2)加入添加剂后有效提高FeO的活性,降低还原难度,通过强化Fe2+→Fe的还原过程,促进铁晶粒的形成与长大,提高还原产物的金属化率,在相同条件下提升的最高幅度超过30%。在添加添加剂后还原产物的金属化率也有所提高且提高幅度在1-36个百分点。以CaF2为添加剂条件下,1250℃还原30min时金属化率为93.32%；以硼砂为添加剂条件下,1250℃还原20min时金属化率为73.75%；以硼酐为添加剂条件下,1250℃还原20min时金属化率为94.78；以CaF2-硼砂为添加剂条件下,1200℃还原30min金属化率为82.37%,以CaF2-硼酐为添加剂条件下,1250℃还原20min金属化率为85.60%；(3)以CaF2为添加剂时,磁铁矿还原过程为Fe3O4→CaCa0.15Fe2.85O4→Fe。以硼系物为添加剂时,主要是CaO与B203与矿物中的磁铁矿、钛铁矿相互作用,生成Ca0.15Fe2.85O4和钙钛矿等中间产物,以此促进金属铁的还原,还原产物物相主要有金属铁、钙钛矿、钒镁尖晶石、含铁黑钛石和Ca0.15Fe2.85O4。(4)磁场强度对磁性物品位、磁性物产率以及铁回收率有一定影响,磁性产物的铁品位均在73%以上,铁回收率均在90%以上,最佳磁场强度为160kA/m,此时铁品位为76.16%,铁回收率为93.58%；V有58.96%分布在磁性相中,42.83%分布在非磁性相中；Ti有49.62%分布在磁性相中,有52.28%分布在非磁性相中Cr有72.18%分布在磁性相中,有27.82%分布在非磁性相中。(5)还原产物经磁选后,由于TiN和Fe生成具有磁性的固溶体,磁性物中主要物相为铁、TiN和少量钛铁矿；非磁性相中主要有MgO和FeO固溶体[(MgO)0.593(FeO)0.407]、钛镁尖晶石(MgTi2O5)和钒镁尖晶石(MgV204)。