赤泥是在生产铝过程中产生的一种显碱性的红色固体废弃物。同时,赤泥也是一种产量巨大的二次资源,如能对其中的有价元素进行回收不仅可以产生经济效益而且对其后续的综合利用亦有帮助。本文以文山铝业所提供的拜耳法赤泥为研究对象,通过化学多元素分析、物相分析、湿筛和水析试验、SEM检测和差热分析对赤泥的性质进行了分析,基于赤泥原矿的性质,本文采用直接还原—磁选法从拜耳法赤泥中回收铁及研究其还原行为。通过对影响直接还原焙烧—磁选的各个因素进行条件试验,确定了各个因素的最佳条件：还原剂为活性炭,焙烧温度1150℃,焙烧时间120min,活性炭用量为赤泥质量百分数19%,还原添加剂为NaF和CaF2,添加剂用量分别为赤泥质量百分数12%,焙烧产品的冷却方式为水淬,棒磨时间为10min(-400目96.56%),磁选场强为19400e。而正交试验表明,当从Fe的回收率方面来考量时,影响程度从强到弱依次为还原温度、NaF用量、焙烧时间、活性炭用量、CaF2用量。在最佳焙烧组合条件下利用磁选管进行磁选可以获得品位和回收率分别为81.75%和85.96%的铁精矿,尾矿品位为4.05%。利用磁滚筒在12000e下进行磁选则可以获得品位和回收率分别为56.83%和78.17%的铁精矿,尾矿品位为5.43%。不同还原剂的焙烧产品的还原行为研究表明,活性炭和无烟煤还原效果相近,对于使用活性炭的焙烧产品,其中的铁以大小不一的球型形态无规律分散其中,在后续的磨矿中更易实现单体解离。对于还原温度,随着还原温度的升高,赤泥中的铁富集程度越来越好,且其中的铝硅杂质元素也越来越少。不同的添加剂对赤泥中铁元素的富集有不同的作用效果,其中NaF和CaF2均能显著促进赤泥中铁的富集还原。NaF可使赤泥中的铁富集成铁密度大的球体,得到的铁精矿品位较高(74.95%),而CaF2则使较多的铁富集成易单体解离的球团,局部放大后可看到结晶体中有裂纹,得到的铁精矿回收率较高(81.79%)。在最佳焙烧组合条件下得到的焙烧产品,其中的铁元素富集成铁密度大的球状颗粒,结晶良好,其他区域含铁较少。而其铁物相结果显示,样品中的赤褐铁矿由还原前的83.88%降为0.71%,而磁性铁由还原前的不足2.7%升为88.37%,赤泥中的赤褐铁矿经还原后绝大部分转变为磁性铁,赤褐铁矿的转化率超过99%。经磁选得到的铁精矿的XRD结果显示,单质铁的特征峰明显,而没有出现其他峰值明显的杂质峰,铁精矿主要以单质铁为主。这说明,赤泥中的铁矿物,如赤铁矿和褐铁矿,在直接还原焙烧过程中被还原为金属铁。