随着钢铁行业的发展,对富矿以及废钢的需求量越来越大;我国虽然铁矿资源丰富,但是富矿少,贫矿、共生矿多,利用比较困难,同时我国天然气资源少,而煤炭资源丰富,因此,利用煤基直接还原技术的非高炉炼铁是解决我国废钢不足的重要途径。然而,现有的煤基直接还原工艺所用的矿石品位要求比较高,而且生产效率低,阻碍了该技术的进一步发展。本文诣在对低品位矿石的煤基直接还原进行基础研究,为这一工艺的开发提供依据。论文以云南地区低品位高磷铁矿为研究对象进行研究,矿石分为氧化矿和原生矿两种,矿石的理化性质分析表明,矿石具有高磷、高硫、高硅和低品位的特点。氧化矿以Fe₂O₃为主,其次是褐铁矿,此外还有少量的硫磺铁矿FeS₂。脉石主要以SiO₂为主要成分的硅钙类脉石矿物,其次是硅铝类脉石矿物。此外,还发现有少量的有色金属矿物。矿石的开始软化温度很高,在1250℃以上,熔化温度则在1400℃左右。氧化矿焙烧实验研究表明,最佳焙烧制度是:氧化焙烧温度1020℃、焙烧时间1.5小时、焙烧后铁品位提高到38.4%,脱硫率89.47%,脱磷率19.01%。扫描电镜分析表明,氧化焙烧比较完全,铁元素有聚集现象出现;煤基直接还原实验研究表明,氧化焙烧矿最佳还原制度是:还原温度1100℃,还原时间2个小时,还原铁品位提高到45%左右,金属化率85%以上,还原度85%以上,综合脱硫率90%以上,综合脱磷率30%以上。还原后扫描电镜下铁元素集聚现象明显,而且有少量磷固存于渣相中,渣相没有任何变化。实验室进行了不经过氧化焙烧以简化流程是否可行的探索性实验研究;不经过氧化焙烧的煤基直接还原热分析研究表明,还原活化能较大,反应不容易进行。实验室试验研究结果表明,没有经过氧化焙烧的煤基直接还原效果不稳定,且脱硫率、脱磷率不理想,低品位高磷铁矿的直接还原必须经过氧化焙烧,氧化焙烧在氧化矿直接还原过程中起着至关重要的作用。