铌因具有诸多优良性能而广泛应用于钢铁、石油化工、航天、核工业等工业领域。铌在钢铁工业中需求量最大，主要用于生产铌微合金钢和含铌合金钢。我国具有丰富的铌资源，仅白云鄂博矿铌资源储量就达到660万吨，但由于白云鄂博矿中铌资源“贫”、“细”、“杂”等特点制约了铌资源的应用，造成大量铌资源堆在尾矿坝中而未被利用并且严重污染环境，目前我国钢铁企业用铌几乎全部依靠进口。现有的铌生产技术由于其原料采用高炉渣或转炉渣等形式的冶金渣，而目前冶金工业中大量使用澳矿使冶金渣中铌含量大幅降低，因此从冶金渣中提取铌变得更加困难。　　针对白云鄂博矿铌资源不能高效利用的问题，本文根据铌精矿“高铁低铌”的特点对铌精矿中铁和铌的选择性还原工艺进行了基础性研究，首先研究了不同成形条件对高品位和低品位两种铌精矿的球团机械性能的影响，得出内配碳球团的最佳成形工艺条件。然后以最佳工艺条件下制取的铌精矿含碳球团为研究对象，研究不同影响因素对还原工艺中失重率和金属化率的影响，并对还原机理、热力学及动力学进行了系统的研究。　　论文首先通过X射线衍射、扫描电镜及化学分析等检测方法对两种品位铌精矿中铁和铌矿物的化学成分及赋存状态进行了分析，分析结果表明:铌精矿中主要含铁矿物为赤铁矿和钠辉石，含铌矿物主要为易解石、烧绿石和铌铁金红石。因此通过对碳热还原含铁矿物和含铌矿物的热力学计算，计算结果表明:(1)当还原剂为固体碳时，碳的气化反应与铁氧化物的还原反应同时进行，反应温度T＜920K时为Fe3O4稳定区;反应温度920K＜T＜968K时为FeO稳定区;反应温度＞968K时为金属铁稳定区。因此，当反应温度T＞968K且CO％＞59.1％时，铁氧化物可转化为金属铁。(2)还原气氛下钠辉石可以在反应温度706K下被碳还原生成铁橄榄石。(3)反应温度在298K-1716K的范围，还原气氛下FeO与SiO2之间可发生固相反应，生成铁橄榄石(Fe2SiO4)。而铁橄榄石被碳还原为金属铁需要反应温度高于1190K且CO分压大于97％的条件下方可进行。(4)含铌矿物在反应温度高于1412K下才可能被碳还原为NbC，而非金属Nb。　　研究了碳氧比、成形压力、烘干温度、粘结剂种类和粘结剂浓度对低品位内配碳球团和高品位内配碳球团机械性能的影响。以聚乙烯醇为粘结剂，当碳氧比为1.0、成型压力为15MPa、聚乙烯醇浓度为3.0％，烘干温度为100℃时两种品位内配碳球团的湿球团和干球团的机械性能最佳，低品位内配碳球团的湿球团和干球团的抗压强度分别为29N/个和63.6 N/个，落下强度分别为19.2次/个和6.6次/个，高内配碳球团的湿球团和干球团的抗压强度分别为30.7 N/个和66.1N/个，落下强度分别为22.3次/个和7.3次/个。　　还原实验过程中考察了反应时间，反应温度和碳氧比对选择性还原工艺中低品位铌精矿和高品位铌精矿失重率和金属化率的影响。当反应温度为1323K(1050℃)、碳氧比为1.2时，两种品位铌精矿的失重率和金属化率达到最大，低品位铌精矿和高品位铌精矿的最大金属化率分别是83.33％和78.02％。　　通过X射线衍射物相分析及扫描电镜微观结构分析，研究了低品位铌精矿和高品位铌精矿还原过程中的各矿物成分的赋存状态，揭示了内配碳铌精矿球团选择性还原机理。结果表明:(1)低品位铌精矿中磁铁矿和浮氏体随着温度的升高逐渐还原为金属铁，还原产物的金属化率随反应温度和碳氧比的增加而逐渐升高;(2)高品位铌精矿还原产物中的金属化率随反应温度和碳氧比的增加而逐渐升高，磁铁矿、铁橄榄石和浮氏体逐渐被还原为金属铁，其金属化率也逐渐增加;(3)高品位铌精矿原矿与低品位铌精矿原矿相比，由于含有钠辉石，还原产物中含有少量的铁橄榄石，当还原温度为1323K、碳氧比为1.2时，低品位铌精矿比高品位铌精矿金属化率高5.3％;(4)经选择性还原后低品位铌精矿和高品位铌精矿中的铌矿物均未发生还原。　　采用连续法多孔物料反应模型对选择性还原铌精矿的动力学研究结果表明:温度对两种品位铌精矿球团的还原影响明显，且还原过程分为快速反应和缓慢反应两个阶段，内配碳低品位铌精矿还原两阶段活化能分别为387 KJ/mol、279 KJ/mol，内配碳高品位铌精矿还原两阶段反应的活化能分别为337 KJ/mol、353 KJ/mol，由反应的活化能确定该过程两个阶段的限制性环节均为固体碳的气化反应，低品位铌精矿还原过程两阶段的速率方程为:　　k1=exp(26.48-46593/T)　　k2=exp(15.50-33546/T)　　高品位铌精矿还原过程两阶段的速率方程为:　　k1=exp(21.025-40480/T)　　k2=exp(21.060-42520/T)