鲕状赤铁矿作为我国复杂难选铁矿石之一,其储量占据比例较大。该矿石因其独特的鲕状结构、极细的嵌布粒度以及密切共生的含磷矿物等特点,在采用传统选矿工艺时难以获得优良的全铁品位、铁回收率和脱磷效果,而利用还原-磁选法则可以有效地处理。本文采用还原-磁选法处理该铁矿时,利用还原剂和脱磷剂分别还原铁氧化物和含磷矿物,以达到金属铁的聚集长大和磷迁移富集的目的,从而在后续磨选过程中,选用合理的研磨粒度和磁选强度提高还原样品的单体解离度和铁、磷磁选分离效率。(1)研究了微波场中鲕状赤铁矿铁氧化物的还原,探索了还原时间、还原温度对金属化率的影响规律,考察了还原时间20 min条件下,铁晶粒尺寸随还原温度的变化情况。结果表明:在还原温度1473 K,还原时间20 min时,金属化率达到最大值92.6%,铁晶粒尺寸达最大值53.7 nm。(2)研究了微波场中鲕状赤铁矿铁晶粒的形核生长,以金属化率和铁晶粒尺寸为对象,分别拟用Avrami-Erofeyev和Kingery-Shikawa两种铁晶粒形核生长动力学模型研究含碳球团在各还原条件下铁晶粒形核生长机制与限制性环节。结果表明:微波场中铁晶粒的形核生长速率较快,形核速率常数随温度升高而降低,生长速率常数随温度升高而增大,铁晶粒形核活化能为51.21 kJ/mol、铁晶粒生长活化能为18.05 kJ/mol,还原过程受到铁晶粒形核控制;铁晶粒尺寸随还原温度的升高而增大,铁晶粒生长表观活化能为55.779 kJ/mol。(3)探索了金属化球团中FeO浓度随还原时间、还原温度的变化情况,采用不同动力学模型对还原速率进行拟合,分析了还原过程的限制性环节。结果表明:整个还原反应过程符合晋斯利-布鲁斯坦方程kt=(1-2/3r)-(1-r)^1/3,表观活化能为11.535 kJ/mol,限制性环节为气体内扩散。(4)结合课题组已发表工作,在制备球团时添加碱度剂与脱磷剂,并采取微波加热低温还原,获取较高金属化率的还原球团,探索其磨矿粒度、磁选强度等对铁品位、回收率,磷含量、脱磷率的影响规律。结果表明:在研磨粒度-0.045mm占比62.90%、磁选强度65 m T条件下,可获得铁品位87.69%、回收率77.86%、磷含量0.30%以及脱磷率86.37%的精铁粉。本文利用还原-磁选工艺可将鲕状赤铁矿43.50%的铁品位提高至87.69%。该工艺在低温还原条件下可生产出高铁品位、低磷含量的精铁粉,对缓解我国钢铁工业优质铁矿石严重缺少的现状具有重要意义。