镍渣是闪速炉提取镍过程中产生的副产品,国内每年新增量约200万吨,累计堆存量达4000万吨。镍渣中含有40%的铁及微量镍、铜等有价金属元素,是潜力巨大的可利用含铁资源。ITmk3工艺具有环境污染小、成本低、生产周期短等特点,能够利用低品位及难处理矿石资源,产品是与高炉生产的铁水性质相似的珠铁,能够代替部分废钢使用。为了高效回收利用镍渣中的铁,本文提出以镍渣为原料,石墨为还原剂,并配加适量氧化钙（分析纯）压制成团块,系统研究镍渣含碳球团直接还原制备珠铁相关工艺参数和基础理论。镍渣主要成分为FeO 50.66%、SiO₂ 32.5%、MgO 9.7%、CaO 1.2%。采用FactSage热力学软件模拟计算,获得CaO-SiO₂-MgO三元渣系较低温度下的CaO质量比例,控制碱度分别为0.6、0.7、0.8、0.9、1.0时,还原产物渣的液相温度区间为1350℃¹450℃。根据ITmk3工艺特点,采用高温箱式炉模拟ITmk3工艺研究了不同参数的影响,即不同盛样容器、温度、碱度及还原时间对镍渣含碳球团还原制备珠铁过程的影响。研究结果表明:在C/O=1.2、温度1400℃,碱度0.8,还原时间12min,还原渣铁分离良好。对珠铁及渣进行分析检测,全铁含量为93.89%,碳以渗碳体形式存在,Ni、Cu及S含量分别为1.04%、0.68%和1.2%,还原产物渣主要由化学性质稳定的镁黄长石组成。镍渣含碳球团形成珠铁经历还原反应、渗碳反应及渣铁聚集分离三个步骤,其中渗碳与渣铁聚集分离是关键步骤。镍渣经过还原产生大量铁单质,随着渗碳反应的进行,金属铁与还原产物渣分别发生聚集,由于界面张力的差异,实现金属铁与渣相的分离。采用相继模型研究镍渣含碳球团还原反应动力学,镍渣含碳球团还原过程由碳的气化反应控制,反应活化能为199.64kJ·mol^-1。