在钒钛磁铁矿中，钒以三价形态与磁铁矿存在于共晶，用物理选矿法无法分离。工业上提钒分为直接提钒和间接提钒。

钒钛磁铁矿是一种以含铁、钛、钒为主的共生磁性铁矿。将钒钛磁铁矿精矿经高炉冶炼，70%～80%的氧化钒被还原进入生铁，用氧或空气吹炼含钒铁水使钒氧化进入炉渣，炉渣含五氧化二钒达8%～12%。再用磁选除铁后加入钠盐在回转窑内进行钠化烧结，炉渣中的三价钒氧化为五价的偏钒酸钠。用水浸出烧结块经固液分离后得到偏钒酸钠溶液，在溶液中加入硫酸沉淀析出五氧化二钒，经过滤、干燥得五氧化二钒粉末。

不经过高炉冶炼的钒钛磁铁矿精矿加入钠盐制成球团，在回转窑内进行钠化烧结获得含偏钒酸钠的烧结快，用水、稀酸液或稀碱液浸出烧结块，使钒转入浸出液，与其他组分分离。在烧结过程中钒从三价氧化物转化为五价的偏钒酸钠。钠化烧结时除提高钒的转化率外，还要满足后续作业对球团矿质量的要求。影响钒转化率的因素有原料的质量、干燥制度、烧结温度、烧结时间、烧结气氛和钠盐的用量等。

钒钛磁铁矿化学选矿法的优点有工艺流程短，原料处理简单，钒回收率高；但工艺本身不足之处主要为物料处理量和添加剂消耗量大，设备投资大，烧结温度较高，球团浸出时间较长，能耗偏高，浸出液钒浓度低，直接沉钒难度大，废液量大，处理困难，浸出后的残渣资源利用难度大。钠盐含量偏高不能单独作为高炉原料，采用回转窑还原仍存在粉化结圈等问题。