Fe2O3-CaO-SiO2-Al2O3系复合铁酸钙（SFCA）是高碱度烧结矿中的主要粘结相,它具有机械强度高,还原性好等特点,脉石成分中的Al2O3能够促进SFCA的形成,研究其生成机理对优化烧结生产工艺有重要的指导意义。作为一种固溶体相,SFCA化学元素组成会因天然矿石中化学组成的变化而波动,Al2O3含量势必会影响SFCA中铝元素的含量,研究不同含铝量对SFCA还原性能的影响有助于更加清晰地了解SFCA的还原机理。本文,首先对SFCA形成过程中可能出现的前驱体相Ca2.9Fe10.5Si0.6O20（SFC）和Ca3.18Fe15.48Al1.34O28（CFA）的形成过程进行研究,探究A12O3和SiO2参与SFCA形成的作用机理。然后,对不同Al2O3含量的SFCA固溶体进行还原机理的研究,通过改变还原温度与还原气氛组成,分析SFCA在还原过程中化学组成的变化,探究Al2O3对SFCA还原过程的影响机理。同时,结合Rietveld结构精修定量的方法对固相反应过程进行分析。结果表明,在相同条件下CFA比SFC更容易形成,直接影响着固相反应中SFCA形成。CaFe2O4（CF）是最先出现的铁酸钙相,Al2O3可在CF颗粒表面直接形成CFA相,而SiO2会先同CaO反应形成Ca2SiO4,随后与CF反应形成SFC相。在Fe2O3-CaO-SiO2-Al2O3系下,在1100℃已观察到CFA相没有出现SFC相,证实了 CFA是SFCA形成的主要前驱体。Al2O3能促进正交晶系CF向三斜晶系CFA的转化,而SiO2是以Si4+固溶到CFA的形式参与SFCA形成。通过TG-DSC方法研究SFCA对液相形成的影响,明确了 SFCA同CF的共熔温度约为1194℃,它能够降低初期液相形成温度,改善烧结矿液相形成的动力学条件。Ca2Fe2O5作为一种中间相出现在铁酸钙的还原过程,Al2O3容易固溶到Ca2Fe2O5形成含铝固溶体,实验发现,Ca2Fe2-xAlxO5的还原过程为一步还原,即Ca2Fe2-xAlxO5中Fe3+被直接还原成Fe,铝元素含量能够改善Ca2Fe2-xAlxO5还原性能。在还原过程中,Ca2Fe2-xAlxO5的Al3+先向未被还原的Ca2Fe2-xAlxO5内部迁移,使Ca2Fe2-xAlxO5中铝元素含量逐渐增多,直至达到最大的固溶度,随后,Al3+以Ca3Al2O6的形式析出。热重实验探究不同含铝量的SFCA还原过程,发现热力学上铝元素含量增加使SFCA还原温度升高,但Al2O3固溶到SFCA的晶体结构中也带来更多的晶格畸变,动力学上也能促进了 SFCA的还原。通过改变CO与CO2的比例,探究了 SFCA在还原过程中不同还原阶段还原产物,发现在低含铝量的SFCA试样还原过程中会出现Ca2Fe2O5相,当SFCA中铝元素含量增加,还原过程中Al3+容易同Ca2+和Si4+结合形成Ca2Al2SiO7,从而抑制Ca2Fe2O5的生成,揭示了Al3+固溶改善SFCA还原性能的主要原因。