硫酸渣是硫酸厂利用黄铁矿生产硫酸时排出的烧渣,目前全国各地均大量堆存着硫酸渣,不仅会占用农田,还会造成环境污染,硫酸渣的主要成分为铁的氧化物,高效利用硫酸渣已经变得迫在眉睫。作为世界上镍生产和消费量最大的国家,我国每年需要从印尼、菲律宾等国进口大量红土镍矿,生产冶炼不锈钢的主要原料镍铁。红土镍矿生产镍铁主要有火法冶炼和湿法冶炼两种工艺。本文针对硫酸渣煤基自还原提炼铁和菲律宾高铁低镍高铝型低品位红土镍矿煤基自还原提炼镍铁工艺及机理进行研究。分别对硫酸渣和红土矿的煤基自还原理论基础和热力学、还原过程工艺参数及添加剂作用等方面进行分析和阐述。硫酸渣煤基自还原研究表明:对硫酸渣S1,还原产物金属化率随还原温度升高而升高,当还原温度达到1250℃时,还原产物金属化率均在96%以上;随配碳比和温度的变化试样的脱硫率变化不大,变化在38%~40%,还原后样品的含硫量在1.10%~1.16%之间。对硫酸渣S2,当压块渣相碱度为2.5,还原温度为1250℃时,得到的金属铁颗粒相对较大,磁选出的铁粉的铁品位达到88.58%,效果较好;还原得到的海绵铁在1500℃熔分后,得到的金属铁平均含铁量均在90%以上。随着碱度的提高总脱硫率升高,当渣相碱度为2.5时,脱硫率达到87.1%,金属硫含量降低到0.15%~0.16%。红土矿煤基自还原研究表明:(1)采用压块还原后细磨磁选工艺,只加萤石的A系列试样,Ni的收得率随着细磨时间延长而增加,镍铁粉中Ni含量在细磨10min后达到1.32%,低于理论镍铁含镍量(Ni/(Ni+Fe))1.65%。从镍铁粉的扫描电镜照片中可以清晰看出,金属相与渣相是相互镶嵌的,金属相颗粒十分细小,通过细磨无法实现金属相和渣相的完全单体分离。(2)采用压块还原后高温熔分工艺,在只添加氟化钙的A系列中,当内配碳比不大于0.5时,还原产物在1500℃无法实现渣铁分离;当内配碳比从0.6增加到1.0时,还原产物在1500℃能实现渣铁良好分离,铁和镍收得率逐渐提高,但镍的品位从1.79%下降到1.34%;只加消石灰的B系列中,当内配碳比提高到1.2时,在1550℃下渣铁不能良好分离;同时加入萤石和消石灰的C系列中,1200℃还原后在1550℃熔分,渣铁能分离良好。若要提高金属中的Ni含量,需要抑制氧化铁的还原。当内配碳比为0.6时,金属中镍达到1.79%,高于红土矿理论镍铁比,但其收得率只有71.3%。