随着高品位、易开采硫化镍矿的日益枯竭,褐铁矿型红土镍矿品位低,储量大,其中,镍主要与铁呈类质同象形式,被赋存于针铁矿中,如何合理高效的利用该类型红土镍矿已经成为当今镍冶金行业亟需解决的热点问题。本论文主要介绍了国内外镍资源的特点及开发现状,并对当前的各种工艺进行综述。以印尼某褐铁矿型红土镍矿为原料,主要采用还原焙烧-磁选工艺、氯化离析-磁选工艺以及常压酸浸工艺对该类型红土镍矿进行研究,并对相关研究结果进行了总结。1、对红土镍矿还原焙烧-磁选工艺及其最佳条件下精矿、尾矿成分及其XRD图进行分析。结果表明:以200目矿料为原料,无烟煤作还原剂、用量为矿料的10%,Ca O作助熔剂、用量为矿料的5%,焙烧温度1300℃,焙烧时间90 min的工艺条件下,有价金属Ni、Fe的品位及收率分别为1.25%、41.82%和72.36%、54.1%;由X射线粉末衍射、扫描电镜及能谱分析可知,矿石中部分铁氧化物被还原为金属铁或以磁性铁的形式被富集于精矿中,使得镍的富集表现得不明显,最后导致了无论是铁还是镍,都没有得到有效富集,是镍品位较低的主要原因。2、对红土镍矿氯化离析-磁选工艺及其最佳条件下精矿、尾矿成分及其XRD图进行分析。结果表明:以200目矿料为原料,以Ca Cl₂·2H₂O为氯化剂,用量为矿料的14%,以无烟煤作还原剂,用量为矿料的10%,离析温度1000℃,离析时间120 min进行氯化离析-磁选实验,在此条件下,可得到镍、钴的品位及收率分别为1.425%、0.235%和80.2%、83.26%;由X射线粉末衍射、扫描电镜及能谱分析可知,尽管实验中镍品位有所提高,但由于弱磁性的镁橄榄石随金属单质合金进入精矿,导致其并未有大幅度增加。3、采用常压盐酸浸出褐铁矿型红土镍矿中有价金属的研究结果表明:在盐酸浓度为10 mol/L,原料粒度为200目,浸出温度80℃,固液比1:4,浸出时间120 min时,镍、钴、锰、铁、镁的浸出率分别为34.3%、90.67%、64.23%、76.46%、48.12%。其中,镍浸出率较低是因为在酸浸出过程中,镍和铁的浸出特性较为相似,导致浸出率均较低。从镍、钴、锰的浸出动力学研究可知,本实验的浸出过程不符合广泛采用的收缩核模型,而用Avrami方程进行拟合则具有很好的线性,根据Arrhenius公式可以求得浸出过程中镍、钴、锰的表观活化能分别为7.96、4.00和4.98 k J/mol,三者浸出的活化能值均介于4~12 k J/mol范围内,且浸出温度对反应速率常数的影响并不明显,综上所述,可以判断出镍、钴、锰的浸出过程受扩散条件控制。本论文主要研究了三种不同的红土镍矿处理工艺,采用还原焙烧-磁选工艺回收镍、铁,该方法简便可行,无需消耗溶剂,但耗能较高;与还原焙烧-磁选工艺相比,采用氯化离析-磁选工艺回收镍、钴的工艺,其温度更低,耗能少,且镍、钴收率更高;采用常压盐酸浸出红土镍矿的工艺表明,酸浸对该类型红土镍矿中镍的提取率较低。上述研究结果可为褐铁矿型红土镍矿的高效开发利用提供理论参考。