本发明公开了一种钒钛磁铁矿中回收铁、钒和钛的方法，特点是包括以下步骤：1)在钒钛磁铁矿中添加其质量5‑40％的添加剂，混匀后制备出8‑16mm球团干燥得到干球；2)将干球在900‑1100℃的氧化性气氛中焙烧10‑60min的步骤；将干球渗碳气体中进行渗碳，渗碳温度在550‑850℃、渗碳时间60‑300min，渗碳结束后在惰性气体或者渗碳气体中冷却；4)将球团在湿式球磨机中球磨，球磨后再进行水浸过滤后滤液为钒酸钠溶液；5)将滤渣在弱酸中进行酸浸；6)将滤渣在磁选机中进行湿式磁选，磁选后磁选精矿为高品位的碳化铁精矿，尾矿为高品位的正钛酸或偏钛酸，优点是高效分离和回收钒钛磁铁矿中铁、钒和钛。