转炉钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物,产量大且利用率低,大量废弃堆置导致占用土地资源且对环境造成破坏,因此钢渣的资源化利用问题一直备受国内外研究学者关注。由于转炉钢渣中含有30%左右TFe以及少量Mn、P的氧化物,回收其中铁、锰等有价资源并脱除渣中的磷元素,不仅可以避免金属资源的浪费,还可以将尾渣在钢厂重新循环利用,有利于促进冶金二次资源的高附加值利用。本文以典型转炉渣为研究对象,以提高冶金二次资源的高附加值利用和降低生产成本为目的,采用铝灰作为还原剂对熔融转炉渣进行还原,研究还原过程中物相重构还原的可能性与组元迁移行为,通过实验分别考察了铝灰加入量、还原温度以及保温时间对金属氧化物还原程度和合金回收情况的影响。论文所得主要结论如下。（1）熔渣中FeO优先与铝灰发生还原反应,在熔渣中迅速生成铁液滴,使渣中FeO含量呈显著下降趋势,随着还原反应地进行FeO在渣中的活度逐渐减小。当铝灰与钢渣质量比增大到0.2时,FeO的还原率趋于平稳,最高可达97.1%;当铝灰与钢渣质量比为0.15时,由于FeO活度降低致使MnO和P2O5也依次被铝灰还原;当铝灰与钢渣质量比大于0.2时,FeO还原结束,此后渣中金属氧化物的还原由MnO和P2O5的还原所主导,直至反应结束。此时,MnO的还原率为88.9%,P2O5还原率为86.4%。（2）还原初始温度对FeO的还原具有一定影响。当铝灰与钢渣质量比为0.05时,1773 K条件下FeO的还原率明显低于1873 K条件下的还原率,渣中FeO的还原率相差近20%,由于初始温度较低限制了铝灰在熔渣中的溶解行为,还原剂与金属氧化物接触不充分,致使初始阶段还原率较低,随着还原反应的进行,铝热反应释放大量热量使熔池温度升高,进而熔渣充分熔化,黏度降低,有利于金属氧化物在渣中扩散,使还原剂充分与氧化物结合反应,促进了还原反应的进行。还原中后期FeO还原率基本持平,反应结束时FeO还原率为96.8%,而反应进程中初始温度对于MnO和P2O5的还原影响较小。（3）保温时间的长短是影响合金回收率的重要因素。保温时间对渣中金属氧化物的还原率影响较小,还原反应速率很快,在短时间内可以达到平衡状态。保温时间为30 min时,由于被还原金属颗粒分散在渣中难以回收,合金回收率仅为64.1%;当保温时间为60 min时,铁滴在重力作用下沉降聚并形成合金球,其合金收得率为92.0%。保温时间越长,聚并效果越显著,合金回收效果越好。保温时间为90 min时的回收率与保温60 min条件下相比合金回收率仅提高4.7%,为满足工艺需求,达到高回收率的目的,保温时间可设置为60 min。（4）在铝灰的回收率和体系的热损失分别为80%和10%的条件下,当铝灰与钢渣的质量比为0.05时,反应的热效应为-253.67 kJ/kg,此时铝热反应的热效应小于热损失,整个熔渣体系不能保证原有的反应温度,熔池温度下降约34 K。随着铝灰加入量的增加,铝热反应放出的热量远远高于体系热量损失,熔池温度开始迅速提升。当铝灰与钢渣质量比为0.25时,反应的热效应为-1143.20 kJ/kg,温度升高约291 K。