红土镍矿冶炼工艺选型指南，适配不同矿石品位

红土镍矿是由含镍橄榄石矿床经长期风化、淋浸、 侵蚀、富集而形成的，在这个过程中，矿物中的镁、硅、铁、铝等可溶性元素不断耗减，同时镍、钴等元素不断富集，有时还富含钪， 最终镍的含量可达到0.2% ～0.4%。风化过程会形成3种不同的矿石类型，即氧化物矿石（褐铁矿）、粘土 硅酸盐矿石和含水硅酸镁（腐泥石）矿石。不同种类的矿石成分差异性大、分布较为不均。红土镍矿的处理工艺根据矿物成分和品位差异主要有为火法冶金和湿法冶金。

火法处理工艺

回转窑－电炉还原熔炼（RKEF工艺）

作为红土镍矿熔炼的基本工艺，RKEF技术所贡献的的镍产量占据全球领先地位，大多用于生产高品位镍铁。该工艺因具有低污染、高效率、高品位、高资源回收率等优点，且工艺较为成熟，得到许多冶炼厂的应用。

在RKEF工艺中，红土镍矿首先经过破碎筛分干燥去除矿物中大部分游离水。干燥后的矿物进入回转窑，先在缺氧条件下进行选择性预还原，随后在矿热电炉中于1500～1600℃的高温下进行还原熔炼产出镍铁（镍质量分数＞8%）。该镍铁还需进一步精炼提纯，最终可得到镍质量分数达25%以上的高品位镍铁产品。

高炉法（BF工艺）

高炉法是我国冶炼镍矿资源自主研发的工艺。近年来，为响应国家淘汰落后产能及加强环保等号召，能耗高、效率低的小高炉已不再使用。但中国不锈钢市场需求仍不断增长，国际镍价格也高居不下，随之高炉法开始广泛应用于红土镍矿冶炼。高炉法最突出的特点是生产效率高，可以处理大规模的镍铁资源。然而，掣肘的是红土镍矿中的镍铁含量较低，采用高炉法冶炼时，容易产生大量的高黏度矿渣，从而使得镍铁的分离较为困难。一般工业上为了高炉生产高效性，需要调整焦炭的添加量，有时还会加入萤石来改善铁水的流动性，提高物质分离效果，但同时也会给环境带来较大污染。

直接还原－磁选工艺（RotaryKiln-DRI）

直接还原－磁选工艺是一种低能耗低成本的镍铁生产工艺，它对所有类型的红土镍矿均适用。该工艺首先将红土镍矿依次进行破碎、筛分、干燥处理，随后按比例添加还原剂（如煤粉等）和熔剂（如石灰石等）混合均匀，压制成含碳球团进入下一步还原焙烧工序，焙烧产物经研磨后形成矿浆，最后通过磁选分离提取出镍铁合金产品。该工艺具有较高的镍回收率，污染物的排放量较少，能有效降低对环境的影响，但在还原焙烧过程中，因受到ＦｅＮｉ合金颗粒生长的限制，镍和铁的回收效率会有所影响。

烧结－鼓风炉熔炼

在红土镍矿的初期冶炼技术中，烧结－鼓风炉熔炼工艺属于较早采用的方法之一。该工艺的处理流程为：首先将红土镍矿进行破碎、干燥及筛分预处理，随后按比例在矿料中配入焦粉、石膏和黄铁矿等辅料，混合压制成团。最后团料在鼓风炉中进行高温熔炼，得到最终产物低镍锍，其中镍的回收率可达85%左右。烧结－鼓风炉熔炼工艺主要适合处理镍品位高于1%的红土镍矿。此方法的优势在于工艺成熟可靠、操作简便且可生产多种镍系产品，但同时也存在能源消耗大、环境污染严重以及对矿石成分适应性较弱等局限性。

湿法处理工艺

酸浸工艺

该工艺流程为：原矿研磨→煅烧→加入硫酸加压浸出→硫化氢还原中和浸出液→镍沉淀提取。该工艺特点在于操作温度较高（250～260℃）、压强大（4.3～4.8MPa），浸出时间较短（45～60min），适合处理氧化镁质量分数小于5%，镍质量分数大于1%的褐铁矿型红土镍矿。但由于高压酸浸对设备及操作条件等有一定要求，因此又开发出一种高效且易操作的常压酸浸工艺。该工艺具有操作简便，能耗低，投资少等优点，对于褐铁矿层或过渡层红土镍矿较为适用。目前，该技术尚局限于实验室范围，对于工业生产的规模化应用还有待突。

还原焙烧－氨浸工艺

还原焙烧－氨浸工艺又被称为Caron工艺，该工艺的主要是通过金属与氨络合作用，将镍、钴溶解于溶液中，而其它杂质因无法形成可溶性络合物滞留于残渣中，从而实现镍、钴的高效分离与提取。Caron工艺的优点是溶剂易回收和循环利用、腐蚀性较小，但该工艺的能耗较高，且镍、钴的回收率低（Ni约为75%～80%，Co＜60%），适合处理硅质量分数大于10%、镍质量分数约1%的红土镍。