我国铁铝共生资源储量巨大,但其铁铝品位达不到炼铁和生产氧化铝所需的矿石品位,因此只有综合提取铁、铝等有价元素才具有较大的经济价值,这也是解决我国铁铝资源匮乏问题的途径之一。本文基于“转底炉还原-铝酸钙渣铁高温熔化分离-铝酸钙渣提取氧化铝”工艺,以广西贵港铁铝共生矿、煤、分析纯CaCO3为原料,系统研究了配钙量、配煤量、熔分温度、熔分时间和A/S等条件对熔分还原过程铁铝矿相的形成、转变以及铝酸钙渣浸出性能和自粉性能的影响规律,并研究了预还原阶段的配钙量和配煤量对熔分还原矿相转变和渣中FeO含量的影响规律。主要研究结果如下:在相同的熔分还原C/A（扣除与SiO₂结合成2CaO·SiO₂的CaO后,剩余CaO与Al₂O₃的摩尔比）条件下,预还原C/A对熔分还原铝酸钙渣物相组成有一定影响,2CaO·Al₂O₃·SiO₂与CaO的转熔反应起主要作用。预还原C/A=0.4时,熔分还原铝酸钙渣中出现CaO·Al₂O₃,12CaO·7Al₂O₃含量为15%左右,随着预还原C/A的提高,铝酸钙渣中CaO·Al₂O₃消失,12CaO·7Al₂O₃含量提高并稳定在20%左右;2CaO·SiO₂和2CaO·Al₂O₃·SiO₂含量随预还原C/A的提高均呈现先升高后降低的趋势。为使铝酸钙渣中含铝物相主要以12CaO·7Al₂O₃形式存在,预还原C/A应达到0.6以上。在相同熔分还原C/O（C原子与铁氧化物中氧原子的摩尔比）条件下,预还原C/O从0.5升高至1.6时,铁氧化物还原效果变好,预还原球团FeO含量从9.7%降低至7.09%。FeO含量过低,渣相溶化性温度和粘度升高,不利于固体碳还原FeO,终还原效果变差;FeO含量过高,终还原负担增大。当预还原C/O为0.8时,终还原铝酸钙渣中FeO含量最低。熔分还原C/A在1.4～1.8范围内,随着C/A的提高,在CaO-Al₂O₃-SiO₂三元相图上,2CaO·SiO₂与组分点的连线远离2CaO·Al₂O₃·SiO₂成分点并且更接近12CaO·7Al₂O₃成分点,渣中2CaO·Al₂O₃·SiO₂含量持续降低,12CaO·7Al₂O₃含量升高且在C/A=1.7时达到最大值,继续提高C/A,12CaO·7Al₂O₃向3CaO·Al₂O₃转化,其含量略微下降,并且12CaO·7Al₂O₃的晶格常数呈先减小后变大的趋势;铁氧化物的还原变差,渣中残留FeO增多提高;β-2CaO·SiO₂向γ-2CaO·SiO₂转化率提高,但原因尚不明确。C/O对铝酸钙渣矿相转变影响不大。当C/O在0.6～1.2范围内,C/O的提高使渣相粘度增大,铁相聚集效果变差,C/O为1.2时,铁相分散为多个小铁珠,渣中残留FeO增多,铝酸钙渣氧化铝浸出效果变差。熔分温度从1450℃高至1600℃时,12CaO·7Al₂O₃含量逐渐降低直至消失,3CaO·Al₂O₃逐渐生成,铝酸钙渣氧化铝浸出性能变差。熔分温度为1450℃时,铁相以海绵铁形态聚集,提高熔分温度后,铁相聚集为大铁珠。在1500℃以上,提高熔分温度会使得渣中FeO残留量降低。保温时间从15min延长至60min时,铝酸钙渣物相组成基本相似,2CaO·Al₂O₃·SiO₂的转熔反应进行更充分,其含量略微降低,12CaO·7Al₂O₃晶格常数逐渐变小;渣中FeO还原反应未达平衡,其含量随时间的延长持续降低,且在30min～45min之间FeO的还原速率最快。A/S为1.9～2.2时,铝酸钙渣中有大量2CaO·SiO生成,自粉效果良好,自粉率均在98%以上;继续提高A/S,SiO₂含量降低,2CaO·SiO₂生成量随之降低,自粉效果变差;当A/S为3时,自粉率已降至14.88%。由XRD图谱的半定量计算可知,当2CaO·SiO₂含量低于18.17%时,炉渣自粉效果开始变差。