随着钢铁工业的快速发展，我国对铁矿物含铁品位要求越来越高，硫作为铁矿物中有害元素成为降低其品位的重要因素。矿中硫含量高会降低钢材的延展性和韧性，容易造成裂纹，同时还降低钢材的耐腐蚀性。为了解决钢铁生产流程中的“硫害”问题，国内外研究者采用多种方法进行铁矿脱硫试验研究，如磁选工艺、浮选工艺、酸浸、微生物脱硫等，但因脱硫率低、环境污染大、能耗高等原因没有得到广泛应用。氧化焙烧工艺以脱硫率高，工艺简单、易操作和不影响产品质量等优点得到广泛的应用，若能采用氧化焙烧工艺脱除矿物中硫元素，将大大提高钢铁产品质量。本课题在探明白云鄂博铁精矿中硫赋存状态的前提下，采用氧化焙烧工艺来脱除白云鄂博铁精矿中有害元素硫，并对其进行动力学研究，揭示硫在氧化焙烧过程中各个阶段的脱除规律，确定脱硫反应的限制性环节。为了探究硫对球团显微结构及冶金性能的影响，本文通过在白云鄂博铁精矿中配加不同比例高硫蒙古矿改变矿物中硫含量，研究不同硫含量条件下，焙烧后球团矿显微结构和冶金性能的变化规律。　　实验通过X射线衍射、扫描电镜、能谱仪并辅以矿相分析系统确定白云鄂博铁精矿的物相组成及含硫矿物形貌；利用热力学软件FactSage计算含硫矿物在氧化焙烧过程中各反应进行的可能性、方向及其对磁铁矿球团氧化固结产生的影响；运用热分析仪探究含硫矿物在氧化焙烧过程中矿相转变过程；利用矿相显微镜并结合MIAPS图像处理软件对压团矿相显微结构进行观察、分析，并测定压团的抗压强度和开裂温度。　　物相分析表明，矿物中硫元素主要存在形式为黄铁矿和磁黄铁矿，各占34.48wt%、64.23wt%；球团氧化焙烧脱硫热力学分析表明，黄铁矿在氧化焙烧过程中分别生成磁黄铁矿、磁铁矿和赤铁矿，各氧化反应均能自发进行，且最终黄铁矿氧化为赤铁矿。标准状态下，黄铁矿比磁铁矿更容易发生氧化反应，故硫首先发生氧化，从而阻碍磁铁矿的氧化，影响球团矿氧化固结。　　球团氧化焙烧脱硫动力学研究表明，在氧化焙烧过程中，干燥一、干燥二、预热一、预热二及焙烧段脱硫率分别为4.44%、39.44%、13.89%、28.89%和13.22%，压团中大部分硫在焙烧段之前已脱除且脱硫主要发生在干燥二和预热二段。干燥二和预热二段氧化反应均符合收缩未反应核动力学模型且均受内扩散限制，反应的活化能分别为35.82kJ·mol-1，59.86kJ·mol-1。　　通过对压团矿相显微结构观察可知，当压团经过干燥段时，其内部含铁矿物主要为磁铁矿，由于干燥段温度较低，磁铁矿没有发生氧化，且多以散点状晶体为主，处于初晶态，压团内部无新的晶键连接。随着矿物中硫含量增加，干燥段压团孔隙率无明显变化。当压团经过预热段时，磁铁矿通过氧化作用表面有赤铁矿生成，且赤铁矿发生扩散迁移，形成最初的连晶固结，促进压团强度提高。随着硫含量的增加，压团内部磁铁矿氧化生成的赤铁矿减少，而孔隙率随着硫含量增加有增高趋势，压团抗压强度由3.70kN/个降低到2.65kN/个。当压团经过焙烧段时，在高温条件下，矿粒晶格内的质点在获得足够能量后，发生扩散，颗粒间产生粘结，使得结构致密，球团强度明显提高。随着矿物中硫含量增加，磁铁矿氧化生成的赤铁矿含量降低且结晶性差，结构较为松散，只有部分形成互连，试样内孔洞增大，孔隙率和比表面积随之增加，较高的孔隙率使得压团出现薄壁多孔结构，而且生成的孔洞多为浑圆状，矿物中有明显熔化流动的液相生成，液相大多为橄榄石类矿物。当矿物中硫含量由1.8wt%增加到3.9wt%时，压团强度由18.66kN/个降低为12.47kN/个，开裂温度由780℃降低为640℃。