1、钛铁矿重选法
由于钛矿物比重大于非金属脉石矿物，因此重选可以用于钛铁矿的分选。这种方法适用于粗粒级浸染和细粒级集合浸染的钛铁矿。一般重选法的流程是在经过粗碎和中碎后，通过螺旋溜槽、摇床等重选设备抛除脉石矿物和脱泥，具有生产成本低、对环境污染少等特点。
2、 钛铁矿磁选法
钛铁矿具有弱磁性，且比磁化系数和密度均高于其脉石矿物，在一定磁场强度下，钛铁矿中的脉石矿物和一部分含有铁硅酸盐细粒矿物能够十分容易地进入尾矿中。因此，强磁选能够有效将钛铁矿与脉石矿物分离。 根据钛铁矿矿石类型的不同，磁选时所选择的磁场强度也不相同。对于钒钛磁铁矿型的矿石，可使用中磁场磁选机选出其中部分磁性较强的钛铁矿；对于磁性较弱的钛铁矿，可使用强磁场磁选机；在扫选回收分级溢流中的钛铁矿时，高梯度磁选机可作为分选设备；对于海相成因的砂矿型钛铁矿，则往往要先用弱磁场磁选机出去其中的磁铁矿，再根据钛铁矿的磁性来选择适宜的磁场强度。
3、 钛铁矿浮选法
浮选法主要用于原生钛矿精选以及细粒级钛铁矿的选别，又可细分为常规浮选、絮凝浮选、团聚浮选、载体浮选等。
钛铁矿常规浮选法即使用油酸及其皂类、氧化石蜡皂、塔尔油等药剂，对钛铁矿进行捕收浮选分离。其中，油酸及其皂类是较常用的钛铁矿捕收剂，技术成熟，可通过升温、增加氧气含量、添加乳化剂等方式提升捕收性能。
为了改善浮选指标，可以添加水玻璃、六偏磷酸钠、酸化水玻璃等抑制剂来抑制石英、钛辉石等脉石矿物，在pH值为4.0~6.0时对钛铁矿进行浮选。 絮凝浮选法包括选择性絮凝浮选法和疏水性絮凝浮选法两种，钛铁矿的絮凝浮选法主要是通过添加聚丙烯酰胺等絮凝剂进行选择性絮凝微细粒钛铁矿来实现的。
这种浮选法在钛铁矿微细粒浮选上具有一定的优势， 钛铁矿团聚浮选法则是通过捕收剂吸附在钛铁矿表面，使钛铁矿矿粒聚团整体上浮。
这种方法对搅拌作用要求较高，搅拌强度越高，促进矿粒表面疏水，容易凝聚成团。 钛铁矿载体浮选则是利用可浮粒级矿物作为载体，负载微细粒级钛铁矿上浮实现分选。这种方法在药剂用量上仍存在问题，因此未在实际生产中应用。