世界对铁矿石需求的不断增长导致磁铁矿资源逐渐枯竭,高磷铁矿的利用成为焦点。分别以碳酸钙(CaCO₃)、氯化钙(CaCl₂)、硫酸钙(CaSO₄)为添加剂,使用直接还原-磨矿-磁选的方法,从热力学、铁金属化率、矿物组成和微观结构等方面研究了高磷铁矿(磷主要以Fe₃PO₇和磷灰石形式赋存)直接还原提铁降磷的过程。结果表明:在无钙化合物条件下,Fe₃PO₇中的磷被还原为单质磷,磷和金属铁反应生成铁磷合金,导致还原铁产品中磷含量高。CaCO₃促进了赤铁矿和磁铁矿的还原,提高了铁金属化率,但抑制了金属铁颗粒的生长。CaCl₂有利于金属铁颗粒的长大,由于挥发性FeCl₂的生成,降低了铁的回收率。CaSO₄促进了铁颗粒的生长,由于非磁性FeS的生成,铁的回收率急剧降低。CaCO₃、CaCl₂或CaSO₄均可与Fe₃PO₇反应生成磷酸钙(Ca₃(PO₄)₂)。添加CaCO₃生成的Ca₃(PO₄)₂与细小铁颗粒结合紧密,通过磨矿磁选难以铁磷分离,还原铁产品中磷含量为0.18%。添加CaCl₂或CaSO₄,生成的Ca₃(PO₄)₂与金属铁颗粒的界限明显,磷通过磨矿磁选除去,还原铁产品中磷含量低于0.10%。