本发明公开了基于加权NMF的高光谱反射曲线的分离解混方法，用于烧结矿高光谱的分离解混及Fe²⁺和Fe³⁺的定性检测，包括以下步骤：S1、建立不同铁品位等级的烧结矿样本的高光谱基准数据集M；S2、对高光谱基准数据集M与Fe²⁺标准高光谱曲线进行相关性分析；S3、对高光谱基准数据集M进行均值化与白化处理，得到数据集MT；S4、基于相关系数确定初始权值，对数据集MT进行基于加权NMF迭代分解，分解识别出Fe²⁺光谱向量SF1和Fe³⁺光谱向量SF2。本发明通过以高光谱反射曲线为基础，采用加权NMF迭代分解的数学方法，能够快速分离解混出烧结矿中的Fe²⁺与Fe³⁺组分光谱，是一种无损烧结矿中Fe含量的定性检测方法；本发明方法操作简单、成本低廉，检测结果准确度高，适于推广应用。