高炉炼铁需要消耗大量化石燃料，同时排放大量CO2等温室气体，减轻环境负荷是我国高炉在21世纪可持续发展面临的严峻挑战。从探索多种方式能源化利用的角度考虑，将农林废弃物用于高炉喷吹可以减少化石燃料的消耗，而且高炉喷吹燃料数量大，在巨大消耗的同时，也产生了巨大的包容空间，为废弃物的规模化处理提供了条件。本文以秸秆生物质为对象，通过试验研究、理论分析和计算模型对高炉喷吹处理农林废弃物的一些理论和技术问题进行了初步研究。与高炉喷吹用煤粉相比，秸秆挥发分含量高，氧含量高，SO2和NOx排放量低，其热值约为无烟煤的2/3。扫描电镜观察发现对秸秆的精细破碎不会造成其组织结构的变化，同时利用热重分析法对燃烧性能进行了研究，结果表明秸秆生物质粉体的开始燃烧温度和燃烧时间较煤粉短，燃烧速度快。在无烟煤粉中加入秸秆粉体能改善无烟煤的燃烧性能，有利于煤的完全燃烧，提高煤的燃烧率。采用柱状形法测定了秸秆灰分的熔融性，通过EDS分析了秸秆灰中的主要元素。结果表明秸秆灰熔点低，不适合单独喷吹，这可能是由于灰中的碱金属（Na、K）氧化物和盐类可以与SiO2反应形成低温共熔体造成的。秸秆与无烟煤混合灰的熔点介于两种单物质之间，因此通过合理调整喷吹用煤种类、生物质混入比例、生物质种类可以解决由于生物质灰熔点低造成的结渣问题。采用慢速热解方式进行了稻秸的炭化试验，研究了木炭产量和成分随炭化温度的变化规律。结果表明随着炭化温度的升高，产率下降，稻秸炭中的固定碳含量和灰分含量增加，挥发分减少。稻秸炭单位质量的发热量随着炭化温度的升高而升高，而总发热量在350℃左右达到最大值。基于生命周期理论，按照高炉工艺要求，秸秆以精细破碎和炭化两种不同方式处理，建立了秸秆与高炉煤粉混合喷吹模型，对秸秆在获取、预处理和喷吹三个阶段进行资源消耗和环境影响分析，并引入环境价值标准来计算秸秆替代煤粉的环境成本。结果表明与煤相比，高炉直接喷吹秸秆粉体的能耗较高，原煤消耗量增加了1倍以上，原油消耗量增加了4倍左右。从秸秆的收集到破碎，污染物排放量都比煤高，尤其在破碎过程，各种污染物的排放量是煤的7倍左右。在高炉喷吹利用过程中，秸秆与煤的CO2、CO和高炉渣的排放量相差不大。喷吹秸秆炭需要消耗更多的秸秆原料，与直接喷吹秸秆相比，炭化处理的能耗较大。对于一座2500m3高炉，秸秆和秸秆炭混煤喷吹每年的总环境成本可以分别减少550万元和1132万元。