焦炉煤气(又称COG)是炼焦工业的一种副产品,其主要成分除了很高的CO、H2及CH4外,还含有少量的CO2、H2O、O2、H2S、CS2、NH3、CnHm等其他物质。将焦炉煤气中的CH4改质转变成CO和H2用作冶金还原气体,在我国具有广阔应用前景和极其重要的意义。　　气基竖炉直接还原是当今世界上直接还原技术的主要发展趋势和方向,本文以钒钛磁铁矿为研究对象,首先运用部分氧化转化法对焦炉煤气进行改质,探索改质后的焦炉煤气对钒钛磁铁矿的还原度和金属化率的影响规律,同时对气体还原钒钛磁铁矿的动力学规律进行了研究,并对钒钛磁铁矿金属化球团进行磨选分离,得到了如下结论:　　①焦炉煤气通过部分氧化改质可以获得需要的高效还原气成分,在1100℃、配氧6％时,还原气中(H2+CO)%含量可达到93%,(H2O+CO2)%含量低于4%。　　②温度对钒钛磁铁矿还原度和金属化率的影响较大,在800~1100℃条件下,金属化率由77.5%升高到91%。　　③随着磨矿细度的增加,磁性物铁回收率降低,铁品位增加,磨选分离不能将V2O5和TiO2分离出来。　　④建立了钒钛磁铁矿球团还原气体反应过程的双界面未反应核模型,求得反应速率常数k、有效扩算系数De,根据阿伦尼乌斯公式求得反应的活化能为DE=22.7(KJ/mol)。　　⑤建立了Midrex还原竖炉生产直接还原铁的数值模型,发现MIDEX竖炉绝大部分区域内气相和固相的温度基本与还原煤气的入口温度一致。　　本课题进行的研究工作,为气体直接还原钒钛磁铁矿球团的实际生产过程提供了一定的技术资料和理论依据。