镍是重要的有色金属矿产资源,是应用于国家经济和社会发展的重要物质基础。近年来,随着我国工业化、城镇化快速发展,对镍金属矿产资源的需求迅速增加,但是由于我国镍资源短缺,导致对国外镍资源的依赖迅速扩大,同时竞争激烈的国际市场需求,日益加剧的供给方面的市场垄断和不断上升的市场价格,都很大程度的制约着我国镍资源的利用和发展。随着世界硫化镍矿资源的不断减少,对红土镍矿更加高效的开发与利用变得越来越迫切。本文选用印尼某红土镍矿作为研究对象,首先使用化学分析法及XRD、 TG、ICP等表征手段对原矿的性质进行分析。在固定床反应器中,进行了CO的气基还原,考察了添加剂Na2S2O3对镍铁富集的效果及最佳工艺条件,探讨了添加剂在还原焙烧过程中的作用机理,分析了镍铁的迁移聚集规律。得到以下主要结论:(1)该红土镍矿属于典型的低铁高镁的硅镁型红土镍矿,其中镍主要类质同相的作用占据的镁的晶格而以硅酸盐的形式存在,其结构更加致密稳定。(2)新型添加剂硫代硫酸钠(Na2S2O3)对红土镍矿镍铁富集分选效果强于硫酸钠(Na2SO4)、硫化钠(Na2S)、碳酸钠(Na2CO3)和生物质灰。其还原焙烧—磁选最佳工艺条件为:气速为200 ml/min,还原焙烧温度为1100℃,还原时间60 min,还原气量CO/CO2为8/2,添加剂含量为20%,磨矿时间1 min,磁场强度为0.15 T的优化条件下能够得到镍品位7.62%,镍回收率64.8%,铁回收率仅为17.73%,镍铁回收率差为47.07%的选别指标,达到镍铁选择性还原回收的目的。(3)添加剂硫代硫酸钠在还原焙烧过程中起到复合添加剂的作用,其兼具碱金属盐及含硫剂的双重功能,在焙烧过程中添加剂提供的Na+在高温下破坏硅酸盐的晶相结构而占据了Ni+的位置,使得Ni离子能够以氧化物和硫化物的形式释放出来,并在后续的还原过程中被还原;添加剂释放的单质硫及分解形成碱金属硫化物与铁氧化物反应生成没有磁性FeS,从而得以将矿物中的铁以脉石的形式抛除,有利于铁回收率的降低及镍品位的提高。(4)添加剂与红土镍矿作用导致大量低熔点FeS相的生成,FeS相的生成降低了颗粒内部溶点,出现液态的流动则加速了整个传质过程,为金属离子的迁移提供通道,从而使得镍铁得到聚集并析出颗粒表面形成熔融层。(5)随着添加剂的使用及其含量的增加,精矿中镍铁合金相的聚集程度逐渐增加,镍铁合金相的组成也由最初的铁多镍少向镍多铁少进行转变,而且镍的富集程度也在增强。