不锈钢粉尘是不锈钢冶炼过程由除尘系统收集到的固体废弃物,约占不锈钢装炉量的3%。粗略估计,我国不锈钢粉尘年产量约为90万吨。不锈钢粉尘含有大量的Fe、Cr、Ni、Zn等有价金属,以及微量的Pb、Cd等有害元素,被明确归类为危险固体废弃物。由于粉尘还原回收成本高、投资大、回收产品价值低,导致现阶段不锈钢粉尘还原回收比例很低。为此,本文提出了利用不锈钢粉尘制备球形超细金属粉末的新思路,旨在提高不锈钢粉尘还原产物的经济效益以促进不锈钢粉尘的还原回收,同时也为金属3D打印等粉末冶金行业提供低成本的球形超细金属粉末耗材。本文以国内某钢厂的不锈钢粉尘作为研究对象,利用各种现代分析检测手段分析其成分、形貌、物相等性质;利用FactSage7.2热力学软件计算了不锈钢粉尘碳热还原热力学;利用MoSi2管式电阻炉研究了粉末粒度、配碳比、还原时间等还原工艺对不锈钢粉尘还原产物金属颗粒形貌和尺寸的影响;针对部分金属颗粒形貌不规则问题,对不锈钢粉尘改质后再还原,筛选出最优的改质剂及其加入量。在此基础上,进一步优化了还原工艺参数。得到如下结果:（1）不锈钢粉尘中易还原金属氧化物Fe2O3、FeO、Cr2O3、NiO、MnO和ZnO的含量分别为29.17%、20.43%、18.89%、2.92%、2.85%和0.38%;不易还原金属氧化物CaO、SiO2、MgO 和 Al2O3 的含量分别为 16.43%、4.54%、3.14%和 1.24%。不锈钢粉尘四元碱度高达3.39。不锈钢粉尘大致由5种物相组成。Fe和Cr元素主要与Ca和Si元素形成复杂氧化物。（2）不锈钢粉尘FactSage热力学模拟结果表明,不锈钢粉尘碳热还原过程中各种物相出现的顺序是 FeCr2O4/FeNi2O4→M2O3→M7C3/M3C→Fe-Cr-Ni-C。（3）碳热还原产物包含球形金属颗粒和不规则金属颗粒,两种不同形貌金属颗粒呈区域性分布。不规则金属颗粒中包含大量高熔点一次M7C3碳化物,从而使其形貌不规则。不规则金属颗粒周围残渣中MgO含量较球形金属颗粒高4.54%,导致其烧结性差,夹杂大量的游离碳,最终导致不规则金属颗粒的形成。（4）球磨时间越长,金属颗粒形貌变化不大,但尺寸越小。过高和过低的配碳比不利于得到球形、细小的金属颗粒。还原时间越长,金属颗粒更接近球形,但尺寸更大。（5）SiO2、Al2O3和MgO改质剂均显著细化金属颗粒的尺寸,且随着加入量的增加细化效果增强。SiO2显著促进金属颗粒球化,5%的SiO2加入量即可消除成片的不规则金属颗粒;Al2O3促进金属颗粒球化,但是少量Al2O3对金属颗粒形貌影响不明显;MgO恶化金属颗粒的形貌。（6）在20%SiO2改质基础上,合理的工艺参数为:配碳比为0.95、还原时间为30 min、还原温度为1350℃。还原得到的金属颗粒表面光滑、球形度高、尺寸均匀、主要集中在10-30 μm。（7）添加20%SiO2改质剂时,还原后不锈钢粉尘粉化严重,残渣呈颗粒状,且非常致密。残渣中Ca、Si、Al元素呈均匀分布,Mg元素有轻微的富集。金属颗粒中Fe、Cr、Ni和Mn和Si呈均匀分布,无明显富集。