氧化镍矿生产镍铁(production of ferronickel from nickel oxide ore)

硅镁镍矿中的镍和部分铁在高温下被还原剂选择性还原成金属，产出镍铁的过程，为氧化镍矿处理的一种方法。产品供合金钢生产使用。

自20世纪50年代新喀里多尼亚多尼安博(Doniambo)冶炼厂首先采用回转窑–电炉熔炼氧化镍矿生产镍铁以来，此法已在全世界获得广泛应用。1988年世界镍铁产品的含镍量约占氧化镍矿总产镍量的65％。降低电炉熔炼的电耗是该法需待解决的重要课题。

典型的硅镁镍矿含镍量较低(Ni l.8％～3.5％)，水分含量很高(30％～45％)，在熔炼时形成熔点较高的炉渣和金属相。在镍铁生产中必须配有完善的干燥设施和可产生高温的电炉。生产流程包括干燥、煅烧与预还原、熔炼和精炼等环节。

干燥   用直接加热的干燥窑除去矿石表面水分的作业。窑温维持在523K左右，得到含水分15％～20％的预干燥矿石。

煅烧与预还原   用回转窑除去矿石中的化学结合水并选择性地将镍氧化物还原成金属的作业。在回转窑内混有还原剂(碎煤或焦)的预干燥矿石与烟气逆向运行，随着炉料向窑头方向移动，其温度和被还原程度逐渐提高。矿石在673K温度区域内完全脱水，在773～873K温度区域开始被还原。排料端窑温控制在1073～1173K，此时矿石中绝大部分镍的氧化物被还原成金属，而铁的氧化物只有一部分被还原成金属，其余成为氧化亚铁。

熔炼   在电炉内直接处理热烧矿，产出粗镍铁和炉渣的作业。电炉产出粗镍铁一般含Ni 25％、C 2.5％、S 0.4％、Si 1.5％、P 0.15％，熔点1513K；炉渣一般含FeO 12％、SiO2 45％、MgO 30％，液化温度1858K。电炉熔炼每吨炉料的电耗通常为450～500kW•h。

精炼   除去粗镍铁中的硫、硅、碳、铬和磷等杂质使之达到产品标准的作业。例如中国1号镍铁产品标准要求这些杂质含量各小于0.03％。通常在镍铁包中加入纯碱、石灰或碳化钙进行炉外精炼除硫。脱硫镍铁注入转炉内，向金属炉体鼓入空气或工业氧气，氧化残留的杂质。碳成为CO气体除去，而硅、铬、磷等则形成氧化物进入炉渣。粗镍铁经铸锭或粒化成最终产品。