巴润矿是一种铁、稀土、铌等多种矿物共生的复合矿,较普通矿含有较高的碱金属（Na、K）,其中特殊成分对球团矿的制备工艺,以及球团的物理特性和冶金性能产生较严重影响,特别是对球团的还原膨胀性。钾长石成分复杂,其中含有较高的碱性金属氧化物K₂O、Na₂O,与巴润矿有着相似的特性。本论文研究了钾长石对铁氧化物还原膨胀性能的影响,根据Fe-O-C体系气相平衡组成,确定不同阶段的还原制度,并进行分阶段还原。以Fe₃O₄为基础原料,分别配加0%、4%、8%、12%的钾长石,混合后压制成条,在1250℃下的管式电阻炉中焙烧30min,焙烧过程中通入流速为50mL/min的O₂,使其Fe₃O₄充分氧化到Fe₂O₃。以CO为还原气体,采用PCY-G高温真空膨胀仪对还原过程中的膨胀率进行测定。还原过程中膨胀位移发生变化,使用origin8软件画出膨胀位移变化的曲线。利用热力学软件FactSage、XRD和SEM分析手段,系统研究钾长石对CO逐级还原铁氧化物还原膨胀性能的影响。Fe₂O₃→Fe₃O₄是在600℃下还原1h,CO气体与CO₂气体流量的比值为1:4,实际分别通入60mL/minCO和240mL/minCO₂气体。配加0%、4%、8%、12%钾长石的还原膨胀率分别为2.19%、2.16%、2.13%和2.11%,还原膨胀率随着钾长石配比的增加反而下降。利用SEM观察各试样的微观形貌,从中可以得到,随着钾长石含量的增加,表面裂痕和晶粒逐渐减少。还原第一阶段的膨胀主要是晶体结构变化导致,配加钾长石相当于添加渣相,产生的渣相填充孔隙和晶粒之间阻碍晶格结构变化,随着钾长石配比的增加,线性膨胀率变化不明显。Fe₃O₄→FeO是在第一阶段基础上进行还原,然后在900℃下还原1h,CO气体与CO₂气体流量的比值为3:2,实际分别通入180mL/minCO和160mL/minCO₂气体。配加0%、4%、8%、12%钾长石的还原膨胀率分别为-0.51%、-0.11%、0.11%和0.46%,还原膨胀率随着钾长石配比的增加而增加。利用SEM观察各试样的微观形貌,从中可以得到,随着钾长石含量的增加,晶粒逐渐减少,裂痕增大,促进体积增加。各试样的膨胀率变化不大,主要是Fe₃O₄和FeO都为立方晶系,因此体积变化较小。FeO→Fe是在第二阶段基础上进行还原,然后在900℃下还原1h,通入300mL/minCO气体,配加0%、4%、8%、12%钾长石的还原膨胀率分别为-6.26%、-4.42%、-2.40%和-1.68%,整体呈现收缩,还原膨胀率随着钾长石配比的增加而增加。新生的金属铁液相会聚集从而使试样的体积收缩,随着添加不同含量的钾长石,在焙烧过程中试样出现渣相,还原过程中也会出现Fe₂SiO₄难还原物质,由于渣相不参与还原,在内部形成许多“渣壁”阻碍金属铁聚集,抑制收缩,从而促进膨胀。本文通过研究钾长石对CO逐级还原铁氧化物还原膨胀性的影响,在整个还原过程中,线性膨胀率分别为-4.58%、-2.37%、0.16%和0.89%,整体的线性膨胀率随着钾长石含量的增加而增加。配加钾长石对还原铁氧化物膨胀性起到促进作用。