攀枝花地区储藏着丰富的钒钛磁铁矿资源。目前处理钒钛磁铁精矿的方式主要是通过高炉冶炼钒钛磁铁精矿-转炉提钒-转炉炼钢的生产工艺流程。此流程钛进入高炉渣中,基本无法回收利用,造成钛资源浪费巨大。所以,开发新的工艺,实现铁、钒、钛的高效分离与综合回收利用意义重大。转底炉煤基直接还原工艺具有还原温度高、加热时间短、炉料与炉底相对静止等特点,近年来逐渐成为处理钒钛磁铁精矿工艺之一。由于采用厚料层操作会导致二次氧化和还原速率不一致的问题,目前只能进行薄料层操作,造成产能低下。因此强化中下层球团的还原是钒钛磁铁精矿转底炉直接还原工艺实现厚料层操作的关键。本文提出碳热还原铝热强化新方法,以攀枝花钒钛磁铁精矿为原料,采用等温还原实验方法和非等温还原实验对钒钛磁铁精矿碳热还原行为进行了研究,实验结果表明:（1）本实验所研究的温度内,钒钛磁铁精矿还原过程一共有五个阶段。第一阶段（≤830oC）:主要是煤粉中水分和挥发分的析出。第二阶段（830oC⁹60oC）:主要进行的反应是煤粉与钒钛磁铁精矿的固-固还原反应,此反应的速率较小;第三阶段（960oC¹170oC）:在此温度下,碳的气化反应速率加快,使得CO的浓度增加,直接导致气-固反应的速率增加;第四阶段（1170oC¹380oC）:相较于铁氧化物的还原,钛铁氧化物的还原温度更高,此温度下发生的主要是钛铁矿的还原;第五阶段（≥1380oC）:当还原温度达到1480oC时,还原反应已经基本结束,可以推断这个阶段的反应可能是极少部分的假板钛矿被还原成Ti O₂。（2）得到钒钛磁铁精矿碳热还原过程中的相变历程。考察了还原温度分别为1250oC、1300oC、1350oC在不同时间内物相变化。在1350oC的等温还原过程中,还原完成后最终得到的物相是金属铁（Fe）、二氧化钛（Ti O₂）和假板钛矿（Fe Ti₂O₅）。添加铝粉后并没有改变钒钛磁铁精矿的最终物相组成。采用铝粉添加剂对钒钛磁铁精矿碳热还原进行原位强化。结果表明:（1）铝粉添加剂能够有效的强化还原过程,加快了钒钛磁铁精矿碳热还原速率;（2）在铝热强化还原钒钛磁铁精矿碳热还原的过程中,部分铝取代碳作为还原剂参与还原,由于在铝热还原反应是一个强放热过程,导致反应界面周围温度的快速升高,加快了球团中的金属铁颗粒聚集长大。采用无模式等转化率法对非等温还原动力学进行了分析。结果表明:升温速率越大,在相同反应温度时,钒钛磁铁精矿的转化率越低。在整个非等温还原过程中,活化能在整个还原过程随着转化率的变化而变化。添加铝粉样品的活化能整体上小于未添加铝粉的样品。当反应温度小于950oC,还原过程受碳气化反应速率控制;当温度超过1000oC时,受铁氧化物还原反应控制。还原后期由于反应物被还原产物包裹,反应气体难以到达反应界面,总的反应速率受扩散控制。因此,还原后期的活化能逐渐增大。