目前,日益减少的硫化镍矿资源已经不能满足世界各国对镍铁的需求。镍富集性差,但储量丰富、开采方便的氧化镍矿逐渐成为镍铁合金主要原材料,现有的镍铁处理工艺在处理低镍的氧化镍矿时存在能耗高、工序复杂的问题,开发一种低污染、低能耗、适应性强的镍矿处理工艺是氧化镍矿处理的必然趋势。现有镍铁处理工艺中,湿法冶炼镍铁工艺普遍存在废液难处理、污染严重的问题。从投资、技术成熟等角度来看火法冶炼镍铁工艺占据主导地位。火法冶炼中应用最广泛的是回转窑-电炉技术,但每降低0.1%的镍含量将提高能耗3%~4%,且废气处理及CO回收设备及工序复杂。为此,在原有工艺的基础上,提出了一种新型镍铁熔炼工艺,内容如下:1.提出一种新型竖罐式镍铁熔炼还原工艺。该工艺借鉴大江山法及镁还原罐作为反应容器的方法,将镍矿与煤粉压球后装入还原罐内,直接加热还原,熔炼产生的废气作为二次流燃料燃烧,熔炼后产物经水淬、磁选及精炼等后续工作。本工艺直接高效利用CO及干馏气、设备简单、采用蓄热式燃烧技术。2.以还原炉内表面和还原罐外表面形成的腔体作为反应域,借助fluent模拟软件研究炉膛三维空间内复杂的燃烧、流动、辐射的耦合问题。得到还原罐表面温度分布作为球团内部反应模拟的边界条件。3.以还原罐壁及内部球团矿作为研究对象,分析其内部传热过程,建立差分方程并求解。将燃烧过程计算结果作为边界条件,提供给还原计算过程,得到加热熔炼3h后还原罐内部温度分布场,并对热工参数的选择进行分析。4.研究不同的热工参数对加热熔炼过程的影响,最终发现影响物料转换率的因素在于球团较低的导热能力。采用套罐方式模拟得到球团转换率达到0.87。通过正交试验,得出加热时间为3h,还原罐表面温度1400℃,孔隙率0.45是较佳的熔炼工艺参数。在这种工况下,球团转换率达到0.95。