鲕状赤铁矿是重要的难选矿之一,该矿石矿物结晶粒度细、嵌布关系复杂,使其单体解离困难,利用率低。近年来,我国相关科研工作者采用深度还原-高效分选工艺处理该种矿石,取得了一定的进展,但关于物料形式对深度还原效果和铁颗粒生长及形貌影响的研究较少。在研究鄂西高磷鲕状赤铁矿的工艺矿物学特性的基础上,本文在不同还原温度、时间、原料粒度条件下,研究了造块物料和散料两种物料形式对深度还原产物金属化率、选别指标、铁颗粒粒度及形貌的影响规律。研究结果表明:(1)矿石中主要可回收元素为铁,含量为42.21%,主要以赤铁矿的形式存在;脉石矿物主要为石英和鲕绿泥石。铁矿物与鲕绿泥石、石英、黏土矿物等紧密镶嵌形成鲕粒,矿物之间很难实现单体解离。传统选矿方法难以实现该矿石中铁矿物的有效富集,深度还原高效分选工艺是实现其综合利用的最有效途径。(2)还原温度、还原时间、原料粒度对两种物料形式还原产物金属化率的影响规律相同。随还原温度的升高、还原时间的延长和原料粒度的减小,还原产物的金属化率均逐渐增大,当超过一定温度或时间时,金属化率则略有下降。在相同的还原工艺条件下,造块物料有较好的传热和还原气体扩散性能,金属化率明显高于散料还原产物的金属化率,但随着还原温度的升高和时间的延长,两者之间的差距逐渐减小。(3)还原温度、还原时间、原料粒度对两种物料形式还原产物分选后磁选铁粉品位和回收率的影响规律相同。不论哪种物料形式深度还原后磁选铁粉的品位和回收率都随还原温度的升高、还原时间的延长和原料粒度的减小而逐渐增加,超过一定的还原温度或时间后,分选指标趋于稳定。但物料形式对还原产物分选指标影响显著。相同的还原条件下,造块物料还原产物的分选指标明显优于散料。随着还原温度的升高或时间的延长两者间的差距逐渐缩小。散料形式下,最佳指标的还原条件为:原料粒度-0.1mm,还原温度1275℃,还原时间50min,还原产物经磁选可获得品位95.27%、回收率95.13%的磁选铁粉;造块物料形式下,最佳指标的还原条件为:原料粒度-0.1mm,还原温度1275℃,还原时间50min,还原产物经磁选可获得品位95.57%、回收率95.84%的磁选铁粉。(4)采用扫描电镜和图像软件对不同还原条件和物料形式下还原产物的铁颗粒粒度和形貌进行了研究。结果显示,还原温度、还原时间、原料粒度对两种物料形式还原产物金属铁颗粒生长的影响规律相同。随还原温度的升高、还原时间的延长和原料粒度减小,金属铁颗粒的粒径增大,金属大颗粒数量增多,颗粒形状越规则。相同还原条件下,与散料样品相比,造块物料样品金属颗粒粒径较大,颗粒的形状也较规则,粒度分布更均匀,表明造块物料形式更加有利于金属铁的聚集生长。(5)两种物料形式还原产物铁颗粒的生长过程相同。还原产物铁颗粒的形状变化经历了单体球形小颗粒、链状颗粒、块状大颗粒、球状大颗粒的演变过程。还原产物金属铁颗粒粒径增长主要分为两个阶段:A.颗粒数量增多和单个铁颗粒生长阶段,B.铁颗粒之间的扩散迁移和链接融合阶段。但造块有利于上述演变过程。本文的研究成果为鲕状赤铁矿石的深度还原物料形式选择以及还原工艺条件的优化提供了一定的理论基础。