随着我国经济的发展,不锈钢及制造业对于镍的需求亦不断增加,世界上镍的需求也不断增加。世界上镍的原料来源主要有硫化镍矿和红土镍矿两种。硫化镍矿品质高,选冶技术成熟,我国有硫化镍矿储量丰富的金川矿区,因此长期以来以硫化镍矿作为生产镍合金的原料,但随着不断被开采,硫化镍矿资源日渐枯竭,剩余硫化镍矿的开采冶炼难度不断增加,人们开始将目光投向占有世界陆基镍资源总储量72%的红土镍矿。并且随着红土镍矿选冶工艺的进步,来自于红土镍矿生产的镍合金所占的比例逐年增加。现今世界上应用最广泛的红土镍矿冶炼工艺是回转窑预还原-电炉还原熔炼(RKEF)工艺,适用于处理硅镁型红土镍矿。由于原矿中Si O2含量高,致使炉渣熔点高,粘度大,流动性差,自然碱度低,不利于脱除有害元素,在冶炼过程中需加入生石灰以提高炉渣的碱度以及流动性,但会增加渣量,使电耗增加,且镍的损失增大,出于经济性的考虑,要求减少Ca O的加入量甚至不加Ca O,通过配不同成分的红土矿以改变渣的碱度,并控制条件使铁部分还原,剩余的Fe O留在渣中以改善炉渣流动性。本论文针对红土镍矿低钙冶炼渣系Mg O-Si O2-Fe O-Ca O-Al2O3,通过对渣系热力学性质的分析,建立模型,从理论上探究了炉渣的碱度、氧化性以及冶炼温度对该渣系与镍铁合金之间主要元素Ni、P、S的分配规律的影响,并结合Factsage计算与相关文献数据对模型进行了验证,获得如下结果:(1)推导得出了镍硫磷等元素在炉渣与合金之间的分配比计算模型。(2)Ni在炉渣与合金间的分配比随温度升高而减小,随Fe O含量增加而增加,随碱度的增加先增加后减小,大约在Mg O/Si O2=0.6左右取得最大值,并且随温度升高此种趋势愈发明显。但温度的影响在Fe O含量低时的并不显著。S在炉渣与合金间的分配比随温度升高而增大,随Fe O含量增加而减小,随碱度的增加先增加后减小,大约在Mg O/Si O2=0.6左右取得最大值。P在炉渣与合金间的分配比随温度升高而减小,随Fe O含量增加而增大,随碱度的增加先增加后减小,大约在Mg O/Si O2=0.6左右取得明显的峰值,但温度升高时其峰值降低,以致不再突出。(3)通过Factsage计算结果以及相关文献的实验数据进行验证,因为基于共存理论建立作用浓度模型可以较好地反映炉渣成分与性质,本模型可以取得较贴近实际的结果。因此本文所推导出的理论模型,可以更方便地用于计算镍、硫、磷等元素在炉渣与合金之间的分配比并对其进行分析以弄清镍、硫、磷等元素在炉渣与合金之间的行为,从而为实现红土镍矿低钙冶炼提供理论支持。