钢渣是钢铁企业排放量最大的冶金渣之一,产出约占粗钢产量的15～20%。并且由于钢渣成分十分复杂,组分中含有的自由氧化钙使得钢渣性能不稳定。以及钢渣的硬度大和磨碎性差等特点,因此对钢渣的处理成为行业的难题。大量钢渣堆弃不仅占用大量土地面积、影响生态环境,还造成资源的严重浪费。钢渣含铁量约为20～30%,因此从钢渣中有效提取铁元素的回收经济性十分可观。熔融转炉渣还原提铁过程中,还原生成的铁滴分散悬浮于熔渣中,铁滴的聚并与沉降行为对于提高金属铁的分离效率至关重要。因此,开展了熔渣中金属液滴的碰撞、聚并与沉降行为的研究,对于提高金属铁的沉降速度与分离效率、降低能耗具有重要的理论与实际意义。论文采用高温实验与数值模拟相结合的研究方法,对铝灰还原熔融转炉渣过程中金属液滴的聚并与沉降行为进行了深入研究,考察了渣池搅拌条件、熔渣黏度、渣金间密度差、还原温度以及还原保温时间等工艺操作参数对金属液滴聚合效果与沉降效率的影响规律,确定金属液滴间发生碰撞的相互作用机制,本文所得结论如下。（1）金属液滴在熔融转炉渣中的沉降过程可分为沉降初期和沉降后期两个阶段。沉降初期阶段,熔渣中金属液滴的沉降效率迅速增大;而在沉降后期阶段,熔渣中金属液滴的沉降效率增长十分缓慢。增强渣池中下部金属液滴的碰撞与聚并,可加快沉降后期液滴的沉降效率,对于缩短熔渣中金属液滴群的沉降时间至关重要。（2）本研究中,金属液滴在熔渣中的沉降过程伴随着液滴间的碰撞与聚并。但鉴于较大的渣-金界面张力、较小的熔渣黏度以及碰撞液滴间较小的相对速度,整个沉降过程中金属液滴间碰撞后无反弹现象发生。此外,相比于无搅拌渣池,机械搅拌增加了熔渣中液滴间碰撞聚并的难度。（3）随着还原提铁过程中熔渣黏度从0.065 Pa·s增大至0.195 Pa·s,金属液滴的沉降效率由90%降低为59%;随渣-金密度差从3700 kg/m3增大至4300 kg/m3,熔渣中金属液滴的沉降效率由89%增大为92%,流动性好、密度低的熔渣有利于提高金属液滴的沉降效率,且熔渣黏度比渣-金密度差对金属液滴沉降效率的影响更为显著。（4）对熔渣池施加机械搅拌时,熔渣的径向剪切和轴向的“双环流”使得金属液滴的运动不再是单调的竖直匀速沉降,而是先加速、然后减速最后匀速的螺旋沉降运动。机械搅拌使得液滴的沉降效率相比于无搅拌时增大了 3.4%,总沉降时间缩短了 6.8%。因此,机械搅拌更有利于熔渣中金属液滴的沉降和提取。（5）论文结合高温实验考察了不同还原温度、还原保温时间条件下金属液滴的聚并与沉降效果,并验证了本文所提出的金属液滴相互作用模型。（6）还原温度从1530℃增大至1600℃,熔渣黏度降低,金属液滴的聚并和沉降效果良好;还原保温时间从1 min延长至3 min,金属液滴在渣池底部的聚并和沉降明显增多。熔池有机械搅拌时,熔渣中金属液滴的聚并和沉降行为更为显著。