低鈦渣加工工藝的核心在于還原熔煉與選擇性分離技術的結合。礦熱爐（工作溫度1500-1700℃）內通過焦炭還原鈦鐵礦時，需要重點關注鐵氧化物優先還原的特性，特別是控制硅石添加量（SiO2含量35-45%）以調節爐渣粘度。這階段會生成含鈦20-30%的初級渣和副產品生鐵。

熔融態初級渣轉入電弧爐進行深度提純時，通常采用氧化焙燒與酸浸組合工藝。在800-900℃氧化環境中，渣中低價鈦轉化為可溶性TiO2+，后續用15-20%硫酸浸出可獲得鈦液。值得注意的是，鹽酸浸出法雖然效率更高，但設備防腐成本會顯著增加，這在經濟性評估時需權衡考慮。

最終的鈦富集工序往往采用多級沉淀技術。調節PH值至1.5-2.0時加入晶種，可使鈦以偏鈦酸形式析出（TiO(OH)2含量＞98%），而鐵、錳等雜質則保留在溶液中。該工藝的能耗控制關鍵點在于余熱回收系統的設計，先進工廠能利用高溫爐氣預熱原料至600℃以上，降低30%以上的綜合能耗。

現代工藝創新主要體現在微波輔助還原和膜分離技術的應用。微波場能實現礦物顆粒的選擇性加熱（鈦鐵礦介電常數ε=8.2），使還原時間縮短40%；而陶瓷膜（孔徑0.1μm）的應用則讓酸浸液的凈化效率提升3倍以上。這些技術進步使得低鈦渣的TiO2回收率從傳統工藝的82%提升至現今的91%左右。