镍呈银白色,具有良好的耐腐蚀性,经常被用于不锈钢生产、医药、军工、航天等领域,是一种具有重要战略性意义的金属。地球上目前具有开采利用价值的陆基镍矿石大致分为硫化镍矿和氧化镍矿(红土镍矿)。全球镍的生产有超过60%源自于硫化镍矿,但随着高品位硫化镍矿日渐枯竭,低品位且更难进行冶炼的红土镍矿越来越得到人们的青睐。红土镍矿冶炼工艺大致可以分为火法和湿法两种。本实验所涉及的YN红土镍矿属于褐铁矿型红土镍矿,其镍含量较低,同时又有着较高的铁和铝。由于铝含量过高,无法直接入高炉使用。采用传统的火法冶金工艺,也不能得到品位和价值较高的镍铁产品,高附加值综合利用较困难。本文以YN红土镍矿作为原材料,采用钠化焙烧还原-磁选法处理。该工艺可以得到品位较高的镍铁产品、氧化铝和铁含量超过50%的磁选尾矿,其主要实验结果如下:1)通过偏光显微镜、扫描电镜、XRD和MLA矿物分析等多种分析手段考察了实验用镍矿的物相成分、镍元素赋存规律等。结果表明:该镍矿的主要物相构成为针铁矿,其次还有铬铁矿和赤铁矿。其中镍主要赋存于针铁矿中。2)对该工艺中可能发生的化学反应做了反应吉布斯自由能的计算。结果表明:配加钠盐添加剂、还原剂煤粉后,该镍矿在高温下经还原焙烧后进行物理磁选的思路是可行的。3)通过正交实验,找到了红土镍矿、硫酸钠添加剂和还原剂煤粉的配加比例,以及焙烧温度和焙烧时间等因素的大致范围。并通过单因素实验,找出了配加硫酸钠条件下实验的主要参数。由实验结果可以得出,当红土镍矿、硫酸钠和煤粉的质量配比为100:22:9,试样在1200℃下焙烧80min,磁场强度为150mT时,得到的镍铁精矿镍品位可达11.36%,整个流程镍元素的回收率可以达到83.35%。所得产品可直接作为原料冶炼不锈钢。4)通过添加碳酸钠可以使得实验用矿中的铝元素得以部分回收。由实验可得以下结论:红土矿,硫酸钠,碳酸钠和还原剂煤粉的质量配比为100:14:8:8,焙烧温度为1200℃以及焙烧时间为80min时,可以得到品位为4.59%,镍收率为88.58%的镍铁精矿,同时浸出过程中的铝浸出率可以达到60%以上。5)针对两种工艺开展了公斤级扩大实验,由于扩大实验的条件变化,所得镍铁精矿品位有了明显的提高。将得到的镍铁精矿进行熔分,熔分过程可以使产品品位有了进一步的提高。将复合钠盐工艺下产生的浸出液通过调整pH等操作,可以使铝资源得到了一定的回收。上述工艺可以得到镍品位较高的镍铁精矿,铁含量50%以上的磁选尾矿(富铁料),氧化铝等产品,使得所处理红土镍矿得到了有效的综合利用。