Sim, é perfeitamente possível montar imagens de partições feitas com o dd. Você deve adicionar um -o loop
(ou seja, usar um dispositivo de loopback) ao comando mount.
O comando final deve se parecer com:
mount -oloop -t vfat ~/part.img /mnt
Claro, você deve ter dd'ed de um sistema de arquivos vfat válido e previamente formatado na partição original.