锌在高炉中是一种微量元素，主要以氧化物和硫化物形态进入高炉中。锌在高炉中的循环主要是在高炉内部的小循环和在烧结-高炉间大循环。当高炉粉尘中含锌量较高时，返回高炉会产生很大危害，软化炉衬，降低高炉寿命，并降低高炉产量，影响铁水质量。纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，与传统氧化锌相比，纳米氧化锌具有比表面积大、化学活性高等特点，近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能。本文以常州中天钢铁厂高炉粉尘为原料，采用真空碳热还原方法提取高炉粉尘中锌，富集的含铁、碳的还原残渣作为炼铁原料返回炼铁系统循环使用。通过EDS、SEM及XRD等检测手段，分析了产物形貌影响。根据“收缩核模型”和扩散理论研究了高炉粉尘球团真空碳热还原过程中Zn还原动力学，详细考察了系统压强、球团直径、还原温度对Zn还原率的影响。探讨了冷凝物水洗、真空蒸馏、熔析除碳和真空控氧法制备纳米氧化锌的工艺过程和条件。实验结果表明：在还原温度1173K，还原时间45min，压强1Kpa条件下真空碳热还原高炉粉尘，Zn的还原率为93.19％，还原残渣中锌含量较低。真空碳热还原动力学研究发现，相对于锌蒸汽和CO气体的扩散表观活化能来说，碳气化和界面反应的表观活化能较小，其对Zn还原过程的影响较小，而气体扩散对Zn还原过程的影响较大，高炉粉尘球团真空碳热还原过程中Zn还原的控制步骤为内扩散，表观反应级数为1。在实验选取的温度范围内1023K-1173K，反应的表观活化能为172.39kJ/mol。水洗可以除去真空碳热还原得到的冷凝物中全部的KCl和NaCl；采用真空蒸馏方法可以使冷凝物中的Zn和Pb、Cu、Al等杂质分离；采用熔析的方法可以除去真空蒸馏后得到的冷凝物中的碳，得到粗锌。以粗锌为原料，采用真空控氧法制备纳米氧化锌，当温度1123K、反应时间9min、系统压力22KPa时，纳米氧化锌纯度大于≥99.8%，其晶体结构为六方纤锌矿结构，其形貌和尺寸都比较均匀，基本都是针状结构，其根部直径为30-70nm，针长0.5μm~1.5μm，长径较大。整个工艺Zn的回收率达到81.43％。