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作为不锈钢的主要合金元素,镍成为当今世界不可或缺的重要金属之一。但是随着硫化镍矿资源的逐渐枯竭,占镍总储量70%的红土镍矿的开发显得尤为重要。本文综述了国内外红土镍矿开发利用的现状,为解决高镁硅红土镍矿含镁废渣和废液的处理问题,提出采用高镁硅红土镍矿真空碳热还原-磁选工艺,制得金属镁和镍铁,得到如下结论：对红土镍矿原矿的TG-DSC分析和预处理实验研究表明：在103.4℃时脱除吸附水,581.7℃时脱除结晶水,794.2℃时脱除蛇纹石中所含有的结构水,817.7℃时蛇纹石脱羟基,预处理温度为800℃时,碳热还原过程中镁的活性最高,镁的还原率为99.96%。干燥温度在800℃以上时,预处理产物中的镁橄榄石(Mg2SiO4)相逐渐增多,镁的活性降低,在1200℃时干燥焙烧物料,镁的还原率仅为96.06%,相比于800℃干燥的物料的镁的还原率降低了3.90%。红土镍矿真空碳热还原反应过程中,可以在冷凝套管中得到金属镁的冷凝物,但在冷凝过程中,金属镁蒸气与CO发生逆反应,使金属镁被氧化,还会与挥发的SiO的歧化产物Si发生反应,生成Mg2Si。粗镁真空蒸馏精炼过程中,杂质硅的脱除率很高,在实验温度范围内都大于99%,但随着温度的升高,杂质钙的脱除率下降,由823K时的97.84%下降到923K时的93.87%。所以真空蒸馏温度为823K时真空蒸馏提纯的效果最佳。配碳比对红土镍矿真空碳热还原的实验研究表明：随着配碳比由1升到1.5,硅的直收率上升比较明显,1350℃时由56.68%上升到71.09%,1400℃时由51.43上升到70.73%,1450℃时由45.43上升到68.86%,而铁和镍的直收率也相应的增加,在反应温度为1350℃,配碳比为1.5时达到最大,分别为97.82%和98.18%。反应剩余物中氧化物消失,主要以硅铁合金为主。添加剂CaO强化红土镍矿真空碳热还原的实验研究表明：随着CaO加入量的增加,还原渣中Si的直收率增加,Fe、Ni的直收率也随之增加,当CaO添加量>20%时,硅的直收率为均在80%以上,而铁镍的直收率也均在96%以上。并且随着CaO加入量的增多,渣相中出现了Ca2SiO4相,说明CaO的加入可以有效的破坏Mg2SiO4结构,从而产生新的Ca2Si04相；并且渣相中的FeSi合金相的衍射强度逐渐减弱,出现了金属Fe相,可以使铁镍与硅在磁选过程中得到更好的分离效果。还原渣的磁选实验研究表明：随着CaO加入量的增加,磁选后的磁性物质中硅和钙的含量逐渐降低,铁镍的富集倍数逐渐增加,当CaO加入量为22.64%时,铁镍的富集倍数达到最大,分别为原矿中的6.32倍和6.72倍。磁选过程中,铁镍的直收率基本都在90%以上,较好的达到了磁选分离的效果。红土镍矿真空碳热还原磁选工艺全流程中,铁的直收率都大于84%,其中当CaO加入量为20%时,铁的直收率达到最大的92.54%；镍的直收率都大于90%,其中当CaO加入量为14.16%时,镍的直收率达到最大的97.27%。达到了较好的富集分离效果。本文首次提出高镁硅红土镍矿真空碳热还原-磁选新工艺,综合利用红土镍矿中的有价金属,提取金属镁和镍铁,解决了传统冶炼工艺因镁产生的污染问题,具有较好的产业化研究价值。