近年来,国外进口铁矿石价格一直处于较高水平,且钢铁产能过剩,我国钢铁行业持续处于微利或亏损状态。我国高磷铁矿资源丰富,“宁乡式”高磷鲕状赤铁矿储量高达40亿吨,如果能有效开发利用,将大大降低钢铁企业的原料成本。传统的选矿法、直接还原法、酸浸法、微波法在提铁降磷方面难以满足实际生产需要。如果在烧结过程中添加某种脱磷剂后使磷元素转变为稳定的含磷气体并外排达到气化脱磷的目的,将对实际生产具有重大指导意义。本文以高磷鲕状赤铁矿为研究对象,通过Factsage热力学软件对气化脱磷过程进行初步热力学计算,采用微型烧结实验探究各因素对气化脱磷效果的影响,采用差热分析实验计算气化脱磷反应活化能和确定反应机理函数。高磷鲕状赤铁矿中含铁矿物为Fe2O3,占45.74%,磷品位为1.37%,自然碱度为0.36,该矿石属于低硫高磷酸性氧化铁矿石。氟磷灰石和赤铁矿呈现交替共生、相互包裹、逐层凝结的鲕状结构,鲕粒粒径一般在200~550μm,嵌布粒度极为紧密,原矿破碎至100目以下,破坏鲕状结构,利于脱磷反应进行,破碎后矿粉的比表面积为7.495m2/g,比表面积增大,利于和脱磷剂接触。在微型烧结实验中,C和Ca5(PO4)3F直接发生还原反应需要温度很高,难以发生,C+SiO2能够降低反应温度,但脱磷产物均为磷蒸汽(P2),在烧结条件下极易被氧化生成固相停留在烧结矿中;C+SiO2+CaCl2和Ca5(PO4)3F反应,不仅反应温度低至810℃,而且脱磷产物为稳定的PCl3气体,脱磷率为18.3%;实验的最佳条件为:配碳4%、SiO21.41%、CaCl21.36%、R=1.2。采用综合热分析仪对脱磷反应进行动力学研究,反应存在两段明显的失重,脱磷反应发生在第二失重阶段,升温速率增快,失重曲线向高温区偏移,且在脱磷阶段有较强较尖锐的吸热峰,气化脱磷反应的活化能为250.55kJ·mol-1,使气化脱磷反应发生需要克服更高的能垒;气化脱磷反应机理函数满足二维扩散Valensi方程。