针对低品位、复合共伴生矿产资源利用率低的现状,应用“低温还原-磁选或熔分”思路,将铁与其他有价元素进行分离。为了提高低温还原的反应效率,本文首次提出将稳恒磁场作用于铁矿还原过程,以期实现磁场对铁矿还原的强化作用,为开发低品位、复合共伴生铁矿低温磁场强化还原技术提供理论基础与技术支持。基于经典热力学模型、固态相变理论及磁能理论,将磁能引入含铁矿物固态还原过程,提出了磁能反应热力学模型、磁能形核热力学模型。发现磁场能够影响化学反应的平衡状态,是诱导新相克服临界形核功的有利条件,其影响程度取决于磁场强度、不同价态铁氧化物的电子结构以及与外加磁场的相互作用。对Fe2O3→Fe3O4和FexO→Fe反应,磁场降低了反应的吉布斯自由能,提高了平衡常数,而对Fe3O4→FexO,磁场则降低了反应的平衡常数。磁场能够降低金属铁的临界形核半径,在低还原温度条件下磁场促进形核的效果更为显著。另一方面,从磁介质力磁效应的热力学分析指出,磁场增大了铁氧化物的晶格常数,使其晶体产生膨胀。采用等温失重实验,研究了磁场作用下铁氧化物的反应特性,从反应效率、物相组成、组织形貌等方面,对铁氧化物逐级还原过程中磁场的影响进行评价。研究发现,施加磁场可以显著提高氧化铁还原的反应效率,缩短还原时间。对Fe3O4→FexO反应,当还原度达到96%时,反应时间仅为无磁条件下的1/2;对FexO→Fe反应,t=10min时,金属化率是无磁条件的2.26倍,金属化率为70%时,还原时间则缩短了60min。磁场的作用强度随着反应温度、反应时间增加而减弱,即在低温和反应初期时磁场对铁氧化物固态还原的促进作用更为显著。磁场作用下铁氧化物的还原按照Fe2O3→Fe3O4→FexO→Fe的顺序进行,还原样品结构疏松,且在致密反应物内部有少量新相呈点状生长。在气固反应动力学模型的基础上,分析了磁场条件下铁氧化物还原的反应动力学。发现磁场对铁氧化物还原的强化作用,主要是通过提高界面化学反应速率,改善气体扩散动力学条件来实现的。在Fe形成过程中,温度750-850℃范围内,施加磁场反应速率常数增大了9%-27%,气体在多孔介质中的扩散系数增加了17%-85%。可见,磁场对降低还原气体内扩散阻力的作用更明显。基于经典形核理论和扩散理论,对反应物活化分子浓度和Fe原子扩散展开讨论,探索了磁场对Fe原子形核生长动力学的影响,并从晶体结构变化的角度分析了磁场对Fe形核生长取向的影响。研究表明,磁场显著增加了反应物活化分子浓度,在FexO→Fe的转变过程中,参与反应的FexO活化分子浓度增加了近2个数量级。磁场是通过降低空位形成能,增大空位浓度,从而促进Fe原子的扩散,与常规条件下的情况相比,施加磁场Fe原子扩散系数增加了29%,扩散激活能为72.55KJ/mol。这证明稳恒磁场加快了Fe原子的形核速率,促进了金属铁层的生长,有磁和无磁条件下,Fe形核速率比（35）I与还原温度T（℃）的关系式为（35）I（28）65.402e（7）-.0002T（8）。从Fe晶体结构而言,磁场作用下,浮氏体在{100}晶面优先析出?Fe晶核,与常规冶金条件相一致;?Fe的生长方向由<100>方向优先生长逐渐向<100>、<101>和<111>方向偏转。对于磁场下矿质氧化物和共生元素的反应行为及赋存状态的研究表明,磁场对Ca3（PO4）2、Ca O、Si O2等氧化物的影响加快了氧化铁的还原。主要体现在,外加磁场对反应体系产生的力磁效应改变了含铁矿物的显微形貌;促进了Ca元素在FexO内部的扩散;使得Ca3（PO4）2与含铁相的形貌特征、聚合程度朝着有利于Fe、P分离的方向发展。磁场下P在渣相的富集程度高于常规条件。对于低品位白云鄂博矿固态还原反应特性的研究表明,磁场显著提高了白云鄂博矿含碳球团的还原效率,60min时还原度达到93.18%,是无磁条件的2.22倍。说明施加磁场可以实现铁矿的低温快速还原。同时发现磁场对于低品位铁矿还原产生的效应,与氧化铁相比较有明显差异。这说明铁矿中铁氧化物、其他元素氧化物、脉石矿物等多个同时发生的固态反应既有其自有特性,又相互作用,共同促进了金属铁的生成。磁场对铁矿还原的强化效应随TFe增大而减弱。可见,利用直接还原技术处理低品位的难选冶铁矿石时,磁场可以作为有效的强化手段。