马明生， 尉克俭， 裴忠冶， 李兴杰， 郭亚光

(中国恩菲工程技术有限公司， 北京 100038)

世界陆基镍的储量约为417亿t，其中39.14%以硫化矿的形式存在, 赋存在氧化矿床中的镍占镍储量的60.86%[1]，而世界上约70%的镍是从硫化矿中提取的。随着可经济利用硫化镍矿和高品位红土镍矿资源日益枯竭, 经济开发大量存在的低品位红土镍矿成为当今镍冶金的研究热点。以直接还原工艺为代表的红土矿冶炼工艺成为近年来研究热点，现已有多种解决方案应用于炼铁技术领域[2-4]。

本文采用多种手段分析了红土矿在高温非等温过程中矿物相转变机理和还原机理。

1 试验原料及试验方法

1.1 试验原料

本试验主要原料是东南亚某国红土镍矿，干燥处理后的矿石化学多元素分析结果如表1所示。

表1 红土镍矿化学多元素分析 %

从表1中可以看出，该红土镍矿镍品位为2.06%，铁品位为8.49%；主要杂质为MgO和SiO2，含量高达22.7%和41.8%；P、S含量较低，仅为0.042%和0.12%。测试结果中15.13%的烧失为矿石中的结晶水。

矿石的XRD测试结果如图1所示，可以看出矿石中主要矿物有Lizardite(利蛇纹石)、Willemseite(镍滑石)、Nepouite(镍绿泥石)、Clinochrysotile(斜纤蛇纹石)、Quartz(石英)。由于原矿中镁的含量较高，镍主要和镁及铁呈类质同象结构以硅酸盐矿物的形式存在，所以很难直接用物理的方法将铁和镍富集分离回收。

图1 矿石XRD测试结果

1.2 试验及测试方法

本试验以干燥红土镍矿为主要原料，配入还原煤和辅料。各物料分别破碎至粒径1 mm后混合均匀。配合料在高温电阻炉中在900 ℃、1 000 ℃、1 100 ℃、1 200 ℃和1 300 ℃分别进行2 h的高温还原试验。……