闪速炉冶炼镍产生的镍渣,其铁含量较高并含有镍、铬、钴、铜等有价金属元素,是重要的二次资源,合理开发利用既符合二次资源综合利用的要求,又能保护环境并可创造一定的经济效益。本课题以铁品位39.40%和SiO₂含量32.50%的镍渣为原料,针对镍渣中铁以铁橄榄石形式存在难以还原的问题,在镍渣中分别添加碳酸钙、碳酸钠和氧化钙以促进镍渣的碳热还原。考察了还原温度、还原时间和添加剂含量等因素对还原产物中铁还原回收指标的影响。采用热重实验确定样品还原过程的失重量,从而计算出还原产物中铁的还原度;通过立式还原炉对样品进行还原实验,对实验后的还原产物进行化学分析及磁选分离,确定还原产物中铁的金属化率和回收率;利用XRD和SEM-EDS对还原产物的物相组成及微观形貌进行检测,结合热力学计算和实验验证,明确各添加剂强化还原的机理,以此作为镍渣资源化利用的理论依据,从而实现镍渣的有效回收利用。研究结果表明:在1373 K-1473 K的范围内,还原温度的升高对镍渣中铁各项指标（还原度、金属化率、铁回收率、铁品位）具有积极作用,继续升温至1523 K时,镍渣还原产物中铁的各项指标逐渐降低。还原时间对镍渣还原也有明显作用,在1473 K保温时间从0延长至45min时,三种含有不同添加剂的还原产物中铁的各项指标持续上升,继续保温至60min时,添加CaCO₃和CaO的镍渣还原产物中铁的各项指标继续上升,但上升趋势明显变缓;添加Na₂CO₃的还原产物中铁的金属化率曲线略微下降,铁的还原度和回收率曲线小幅上升。三种添加剂均能增大镍渣中铁橄榄石的还原反应速率并降低镍渣还原反应所需温度。当镍渣中不含添加剂时铁橄榄石的还原反应初始温度为987.90 K,加入CaCO₃、Na₂CO₃和CaO后铁橄榄石还原反应初始温度分别降低为648.64 K、904.64K和720.45 K。三种添加剂均能不同程度地提高镍渣中铁的还原回收指标。在1473 K保温45min的条件下,无添加剂镍渣的还原产物中铁的还原度、金属化率和回收率分别为58.17%、72.57%和77.43%,而镍渣加入6%CaCO₃后以上值相应提升至85.03%、95.37%和94.31%;加入6%Na₂CO₃时分别提升至79.13%、92.56%和91.73%;加入6%CaO时分别提升到74.75%、93.27%和92.39%。三种添加剂中效果最好的是CaCO₃、其次是CaO、最后是Na₂CO₃。利用添加剂促进镍渣的碳热还原主要是通过添加剂与镍渣中的铁橄榄石反应来实现的,由于Ca²⁺或Na²⁺对SiO₄^2-的吸引能力强,减弱了SiO₄^2-对铁橄榄石中FeO的束缚,使其更易与还原剂碳反应生成金属铁。