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随着镍需求量的增加和硫化镍矿资源的较少,红土镍矿的开发与利用显得尤为重要。攀枝花某公司以印尼、菲律宾红土镍矿为原料,选择回转窑直接还原-电炉深还原、熔分工艺生产镍铁合金,生产线运行平稳,并取得了很多经验,粗镍铁合金产品质量稳定。尽管如此,生产中还是存在一些问题有待解决：(1)红土镍矿直接还原规律有待深入研究,以便给出更合理的直接还原工艺参数,在较短的时间、较低的能源消耗下获得满足要求的金属化球团。(2)球团还原过程二次粉化容易造成窑体结圈,球团粉化率较高,对后续电炉深还原操作带来有害影响,必须研究球团还原过程二次粉化的原因,研究提高球团强度、减少粉化的方法。针对上述问题,开展了一系列研究工作：(1)确定球团高温软化点,测定球团膨胀率,分别测定湿球、干球抗压强度和落下强度。经实验得出：球团高温软化点确定为1150℃；球团收缩率在1100℃时达到最大为8%；膨润土适宜加入量为6%,此时湿球和干球落下强度分别为6.3次/球和8.5次/球,抗压强度分别为21.56N/球和174.44N/球；适宜的水分加入量为8%,此时湿球落下强度及抗压强度分别为6.8次/球和24.5N/球。(2)采用DTA-TG对原料的脱水及还原过程热力学进行了研究,确定了各个阶段的反应进行及反应机理。由还原热力学分析可知,当温度达到452℃时NiO就开始还原成为金属Ni。通过X射线衍射分析矿物组成,红土镍矿矿物组成主要为蛇纹石(Mg,Fe, Ni)3Si205(OH)4,蛇纹石受热分解的最终产物是镁橄榄石和顽火辉石的混合相,同时蛇纹石中的镍以类质同象的方式跟随镁进入此混合相中,用物理的方法难以将其中的镍分离出来。(3)通过电镜观察镍铁的长大、聚集情况以及镍铁品位情况综合考虑得出：含碳量为4%,氧化钙用量为20%,还原温度1300℃,还原60mmin,磨矿细度0.074mm,磁场强度为1000Gs,该条件下镍铁中镍和铁的品位分别为7.29%和69.16%,镍和铁的回收率分别为95.05%和91.7%。(4)为了得到更好的还原效果,实验中又加入硫化亚铁,四硼酸钠复合添加剂。经过实验得出：当氧化钙用量为10%,硫化亚铁含量为6%,四硼酸钠含量为2%时,磁选后镍铁中镍和铁的品位较高为8.47%和88.65%；当氧化钙用量为14%,硫化亚铁含量为5%,四硼酸钠含量为2%时,镍和铁的回收率较高为83.53%和98.96%。