镍因其特殊的物化性质而广泛应用于各类行业中。目前,高品位硫化镍矿日益枯竭致使镍资源开采重心逐渐向低品位资源丰富的氧化镍矿转移。我国云南地区红土镍矿具有硅镁含量高、镍品位低,且矿相复杂等特点,适合采用火法冶炼工艺进行生产利用。本论文主要研究该类镁质贫镍氧化矿在火法冶炼过程中矿石受热分解及煤基还原过程矿相转变规律与机制等相关问题,其研究结果为此类矿石的实际还原生产具有一定的指导意义。本文以云南省某地区镁质贫镍氧化矿为实验原料,首先采用化学分析、X射线衍射、扫描电子显微镜等分析方法,对原矿的成分、物相组成进行了详细研究。随后进行焙烧热分解实验,研究红土矿受热分解过程中的物相转变,并通过理论计算描述了矿石热分解过程结果表明,红土矿中主要成分是蛇纹石相[Mg₃Si₂O₅(OH)₄],升温至612℃后发生脱羟基反应,生成非晶态硅酸盐,有利于后续还原过程的进行;继续加热至817℃发生重结晶反应,生成致密橄榄石和顽辉石相以及少量的Si O₂,不利于后续还原过程的进行,计算模拟结果与实验结果吻合。再通过理论计算,研究含镍蛇纹石还原过程中氧离子的脱离顺序,预测还原开始的时间段,并讨论了矿相结构在还原过程的变化以及对还原过程的影响。最后采用煤基直接还原熔炼镁质贫镍氧化矿生产镍铁合金,理论分析和试验表明,矿石熔炼温度高于1500℃。通过L9(33)正交试验结果表明,在熔炼温度1600℃,配碳比2.0,焙烧时间45min条件下,可产出镍铁含量84.23%,镍品位7.19%,回收率82%的球状镍铁合金。