利用大载荷热重分析仪、质谱仪、碳分析仪、SEM和XRD测定不同还原条件下钛铁矿(FeTiO3)气基还原产物的质量损失率、钛和镁元素分布、微观结构及物相组成,研究富氢气体还原钛铁矿过程中各气体组分间的耦合作用机制。结果表明:在氢气还原过程中金属铁在颗粒外层聚集,并伴随着钛和镁两种元素的聚集形成致密层;富氢气体还原则不形成相应的致密层,金属铁以细小颗粒状较均匀地分布在颗粒内部,钛和镁也较为均匀地分散在整个颗粒内部。此外,富氢气体中的CO能在金属铁的表面形成一定量的表面碳,并能将H2O分子重新还原为氢气,从而提高了氢气在还原过程中的利用率。