本发明公开了一种超微细粒级钛铁矿浮选捕收剂及其应用。本发明提供的超微细粒级钛铁矿浮选捕收剂，包括以下质量百分比的组分：十八烯酸48％～70％、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸酯14％～24％、聚丙二醇2％～5％、辛酰氧肟酸5％～8％、脂肪醇磷酸酯钾盐9％～15％。本发明提供的超微细粒级钛铁矿浮选捕收剂，具有良好的分散性，利用各化学基团的优势，且各基团之间与矿物表面质点产生共吸附效应，在使用过程中，上述的浮选捕收剂能迅速在矿浆中分散，有效从超微细粒级钛铁矿原料中选出TiO2品位46.81％，产率27.95％，回收率81.16％的钛精矿产品，大幅提高了钛资源的利用率。