针对传统钢铁生产流程以碳作为还原剂和能源所引起的“三废”排放量大、环境负荷严重的问题，本课题在研究和分析钢铁产业未来发展趋势、明确氢冶金固废源头减量清洁生产工艺方向的前提下，在揭示氢气还原过程中气固相际间氢-氧-铁质能高效精准转化机理基础上，针对高温氢气还原的特性，开展高温高压氢气条件下换热材质的氢腐蚀实验，研发换热器及反应器系统防爆、防泄漏技术；从多相混合反应体系的反应工程特性要求出发，开展氢还原反应模拟实验，根据试验结果提出反应器的合理结构，确定工艺控制参数。通过研究HDRI电冶金炉内超低渣量条件下高效脱磷的动力学机理，开展低碳或无碳炼钢温度下熔炼、脱磷及调质实验，优化促进热力学反应条件的工艺参数，开发HDRI高效脱磷冶炼纯净钢技术，并在中试电冶金炉上进行验证；通过探讨液态渣中磷元素的分配规律，掌握磷铁与炉渣高效分离及富集关键技术，开发液态渣中磷的极限富集提取及渣的循环利用技术，实现含磷渣中磷资源的高效分离及高附加值资源化利用、冶金 固废的循环利用及近零排放目标。