随着钢铁行业减碳环保要求的日益提高,面对我国近年“碳达标、碳中和”目标,钢铁行业低碳改革刻不容缓。目前,对气基直接还原铁矿石技术中使用还原气体的研究主要集中在CO、H2等气体。但利用CO作为还原气存在还原气析碳、铁矿石粘接等现象,并且在冶炼过程中会产生CO2,不符合当今钢铁行业减碳趋势。H2虽然是清洁气体,但其气体密度小、难储存运输等特点都限制了其在冶金行业的应用。而NH3具有产量大、易液化、装载效率高等优势,正逐渐成为冶炼还原剂的优良选择。因此提出利用NH3作为直接还原剂及氢载体还原铁矿石得到热态海绵铁工艺并开展相关实验。目前,氨气直接还原铁矿石处于基础研究阶段,故针对NH3还原特性及还原铁氧化物机理进行以下探究。利用卧式热处理炉证实了NH3针对不同种类铁矿石及铁氧化物皆具有良好还原性能,为NH3还原铁矿石提供实验支撑。利用Fe2O3作为铁矿石模型探究在40%NH3与Ar混合气气氛下改变反应温度（400～900℃）对还原结果的影响,结果表明气体流量为100 ml/min时还原温度在900℃及以上可以将1 g Fe2O3还原至Fe。确定反应温度为900℃探究NH3还原Fe2O3在不同还原气浓度（2.5%～40%NH3）条件下的还原特性,结果表明气体流量为100 ml/min时,还原气浓度在5%以上可以将1 g Fe2O3还原至Fe。为确定NH3还原Fe2O3反应机理,需探究Fe对NH3的催化作用及不同反应时间下Fe2O3被NH3还原情况。利用卧式电加热炉与红外气体分析仪联用对空载、添加石英砂、添加Fe粉三种条件下NH3分解情况进行研究。结果表明无Fe单质催化条件下反应温度为1000℃时NH3分解率达50%,添加Fe粉可使NH3在700℃时分解率达到100%。另外,在反应温度为900℃、NH3浓度为40%条件下分析反应时间对还原结果影响发现,反应过程中还原得到的Fe又被NH3氮化,随着反应进行Fe4N最终分解,反应至30 min时样品完全还原至Fe。在还原气氛为40%NH3/Ar条件下分别对Fe2O3、Fe3O4、FeO三种铁氧化物做动力学研究。NH3还原Fe2O3反应分为三个阶段,第一阶段（Fe2O3→Fe3O4）符合化学反应模型,表观活化能E=53.98 k J/mol;第二阶段（Fe3O4→FeO）符合随机成核和随后生长模型,表观活化能E=70.25 k J/mol;第三阶段（FeO→Fe）符合气体二维扩散模型,表观活化能E=47.06 k J/mol。NH3还原Fe3O4反应分为两个阶段,第一阶段（Fe3O4→FeO）符合化学反应模型,表观活化能E=47.46k J/mol;第二阶段（FeO→Fe）符合气体二维扩散模型,表观活化能E=61.57k J/mol。NH3还原FeO反应符合气体二维扩散模型,表观活化能E=72.22 k J/mol。