金属镍是生产不锈钢的主要原材料之一,2018年中国用于生产不锈钢的镍资源占镍消耗量的70%左右。随着近年来电动汽车行业的兴起镍金属的需求量进一步增加。生产金属镍的主要矿产有硫化镍矿和红土镍矿,随着硫化镍矿资源日趋干涸,储量丰富的红土镍矿,已成为镍金属生产的主要原料,可大致分为两类:褐铁矿型和腐植土型。褐铁矿型红土镍矿含铁量较高,含镍量相对较高,含镁较低,适用于高压酸浸法处理。红土镍矿组分多为高硅高镁,镍含量较低,湿法成本过高,适用于RKEF法处理。本文以印尼的某硅镁型红土镍矿为原料,经预还原后熔炼生产镍铁,主要对熔分过程进行系统的研究。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等检测手段对原矿和预还原焙烧矿进行物相及矿物组成进行研究。结果表明预还原过程中红土镍矿复杂的矿物结构在高温下逐渐转变为简单矿相。预还原过程矿石中并未形成镍铁珠,镍铁仍以较为分散的形式存于矿相中。根据矿物组分含量,选择SiO2-CaO-MgO-Al2O3四元熔炼渣系。采用FactSage软件模拟计算了该渣系的液相线温度图,确定了低液相线温度的范围,确定CaO加入量范围。理论计算加入CaO后渣系熔化温度及黏度的变化。理论计算结果表明:加入一定量的CaO后渣系的熔化温度、黏度均有所降低。实验结果表明:渣的熔化温度变化规律和黏度变化规律,与理论计算结果变化趋势基本一致。结合原料组成及渣系黏度、熔化温度以及熔炼所需能耗等因素,选择CaO加入量为15 wt%。实验室熔分实验结果表明,最佳的熔分条件为:熔炼时间60 min,熔炼温度1500℃,助熔剂加入量为15%。最佳熔分条件下,对配碳量12%的焙烧矿进行熔分实验。可得到的合金镍品位为11.13%,镍回收率为93.05%。在实验室确定的最佳熔分实验条件情况下,针对该型红土镍矿,根据熔分实验最佳条件进行中试扩大试验。得到最佳熔炼过程参数:熔炼时间30min,熔炼过程中温度控制在1550℃~1650℃,CaO加入量为15 wt%,预还原焙烧矿配碳量12%。可以得到镍品位为11.22%的合金,镍回收率达到95.39%。