钢铁冶炼过程产生了大量的烟尘,不同工序烟尘经除尘净化形成理化特性各异的粉尘,随着国家和钢铁企业对环境保护的日益重视以及废弃物零排放的需要,高效回收利用钢铁厂粉尘变的日益迫切。火法处理工艺是一种适合钢铁厂粉尘循环利用的好方法。由于粉尘历经高温传输,颗粒与颗粒之间.存在相互包裹,颗粒的表面活性及碳活性不高,影响了粉尘团块的强度和还原性能;同时,不同粉尘各自常温成型与高温焙烧还原行为的异同尚不清楚。本论文以碳、碱、锌含量高的高炉、烧结和电炉粉尘为研究对象。首先,在明确粉尘理化微观特性的基础上,研究了机械活化对粉尘物理化学活化效应的影响规律;其次,考察了活化对粉尘滚动/压力成型性能的影响规律,明晰了不同粉尘适宜的成型方式及其工艺参数;再者,研究解明了不同粉尘高温还原行为及其高温焙烧过程动力学行为的异同及机械活化对其改善效果。研究结果表明:(1)高炉粉尘吸水快,润湿性好,微活化高炉粉尘成核及成球性能好;烧结粉尘吸水慢,疏水性强,微活化烧结粉尘成核及成球性能差,适合活化压块;电炉粉尘粒度在5μm以下,CaO含量高,适合直接压块。(2)粉尘的粒度组成等物理活化效应主要发生在机械活化前30～60min内,活化过程中烧结粉尘比高炉粉尘容易发生颗粒团聚,湿磨有利于推迟或削弱团聚;粉尘的晶块尺寸、位错密度等化学活化效应主要发生在球磨后期;就30min球磨活化而言,粉尘的搅拌湿磨效果最好。(3)高炉粉尘中碳颗粒的还原脱锌效果远低于无烟煤,行星干磨活化可明显提升其碳颗粒对粉尘中锌化合物及铁氧化物的还原;机械活化后烧结粉尘内的碱金属颗粒活性高,在压力成型过程中即迁移聚集在球团外层,造成区域浓度过高,反而抑制其挥发脱除和铁氧化物还原;搅拌湿磨脱除了烧结粉尘中90%以上的碱金属,可显著提升其焙烧过程中铁氧化物的还原。(4)机械活化对粉尘成型性能和还原性能的提升主要发生在球磨前30～60min内,同粉尘平均粒径变化规律一致,与粉尘的化学活化效应关系不大。(5)电炉、烧结、高炉粉尘含碳球团中浮士体还原难度依次增加。行星干磨30min可使高炉粉尘含碳球团浮士体还原峰值温度降低157K和表观活化能降低44%,搅拌湿磨30min可实现烧结粉尘含碳球团浮士体还原峰值温度降低93K和表观活化能降低55%。