电炉炼钢产生的电炉粉尘中含有大量的Zn、Fe等有价元素,转底炉处理技术为现阶段处理含锌粉尘的常用处理方式,其工艺过程为:将含锌粉尘与碳质还原剂制成球团后送入转底炉处理,利用锌的沸点低将其脱除,从而达到Zn、Fe分离的目的,得到的金属化球团可作为炼铁或炼钢的原料。为此,本文以电炉粉尘为原料,针对转底炉处理工艺,开展电炉粉尘碳热还原的相关理论分析与实验研究,为转底炉技术处理电炉粉尘的工业应用提供依据。论文首先采用XRF、XRD、差热分析等方法,对实验用电炉粉尘的成分、物相、粒度、熔化等特性进行了研究,电炉粉尘具有含锌高、含铁低、粒度较细、软熔温度较高的特点;电炉粉尘中锌元素主要存在于ZnFe2O4和Zn O之中,铁元素主要存在于ZnFe2O4和Fe3O4之中。在此基础上对ZnFe2O4、Zn O和铁氧化物的还原过程进行了热力学分析,研究了三种物质的直接还原和间接还原条件:理论上来说,直接还原在1000℃时即可将三种物质全部还原成单质Zn和单质Fe。其次以ZnFe2O4为原材料进行了碳热还原实验,研究其动力学过程。通过实验发现,ZnFe2O4的还原过程分为两个阶段:第一阶段主要以铁氧化物的还原为主,界面化学反应是其还原的限制性环节。第二阶段主要以Zn O的还原为主,内扩散是其还原限制性环节。最后基于转底炉处理技术的工艺路线,对含碳电炉粉尘的成球性能及焙烧特性进行了实验。研究了不同粘接剂、混料水分、C/O、煤种和压球次数等因素对球团强度的影响,研究表明:C/O对烟煤球团的强度影响较大,煤种对球团强度也有一定影响,提高混料水分含量将导致球团强度下降,添加膨润土可以提高球团的强度。在焙烧实验中研究了焙烧时间、焙烧温度和C/O对球团金属化率、抗压强度和脱锌率的影响,得到最佳的焙烧工艺条件为:C/O=1.2,焙烧温度为1270℃,焙烧时间为22min,此时球团的脱锌率达到99.9%以上,金属化率达到81.20%,抗压强度达到1113.5N。