本课题主要研究了氢气还原过程中矿相微观结构及价态转变机理，氢气还原过程中气固相际间氢-氧-铁质能高效精准转化的工艺原理。氢气还原氧化铁的热力学分析结果表明，氢气还原氧化铁过程遵循逐级还原反应的原则，属吸热反应，在氢气浓度及反应温度满足要求的情况下，氢气还原氧化铁过程较容易进行。温度升高，氢气浓度增大，有利于加快氢气还原氧化铁的反应发生；氢气还原氧化铁的实验结果表明，温度越高，H2的压力、流量越大，氧化铁的还原速度越快。球团在还原过程中，由于氢气与氧化铁中的氧结合，使得球团产物层呈疏松多孔海绵状，随着温度的升高，铁颗粒烧结聚集，孔隙减少；铁矿石球团氢气还原过程模拟工作主要建立了包含动量、能量、质量传输及化学反应的“三传一反”计算模型，描述铁矿球团还原过程中的反应速率、温度、浓度和速度分布，进行了单个球团还原过程的模拟，得到了不同温度、时间、气体流速、球团半径等参数下的还原情况，并与实验结果进行了比较，模拟结果与实验结果吻合度较高，表明建立的铁矿石还原模型较准确，具有重要的参考意义。