紅土鎳礦屬非結(jié)晶型礦種。不同鎳礦類型，成分波動(dòng)范圍為：Ni 0.87%～3.85%，F(xiàn)e 6%～50%，MgO 1.5%～32%，Si02 5%～58%，Al2o3 1%～15%，P 0.000 4%～0.000 2%，S 0.00l%～0.08%。 紅土鎳礦另一個(gè)特點(diǎn)是水分較高，尤其是中國紅土鎳礦主要進(jìn)口國菲律賓和印尼兩國氣候多雨潮濕，鎳礦中水分基本在30~35%范圍波動(dòng)。為確保鎳鐵冶煉爐況穩(wěn)定，鎳礦在入爐前必須進(jìn)行脫水，造塊處理。不同的鎳鐵生產(chǎn)廠家對(duì)入爐前鎳礦的脫水燒結(jié)處理普遍使用如下幾種預(yù)處理方式：

①回轉(zhuǎn)窯烘干→造塊→回轉(zhuǎn)窯高溫脫水、預(yù)熱。
②回轉(zhuǎn)窯烘干→造塊→豎爐燒結(jié)、預(yù)還原。
③回轉(zhuǎn)窯烘干→脫水、燒結(jié)（包括預(yù)還原）。 不同的鎳礦處理工藝的投資費(fèi)用及工藝操作難度不同，對(duì)整個(gè)鎳鐵冶煉工藝綜合能耗及產(chǎn)品質(zhì)量的影響也有所不同，因而，隨著中國鎳鐵生產(chǎn)的規(guī)?；?，選擇何種鎳礦預(yù)處理方式，值得分析。
硫化鎳精礦的火法冶煉
硫化鎳精礦的火法冶煉流程如圖29－2所示。其主要工藝特點(diǎn)如下：
（1）熔煉。鎳精礦經(jīng)干燥脫硫后即送電爐（或鼓風(fēng)爐）熔煉，目的是使銅鎳的氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧?，產(chǎn)出低冰鎳（銅鎳锍），同時(shí)脈石造渣。所得到的低冰鎳中，鎳和銅的總含量為8%－25%（一般為13%－17%），含硫量為25%。
（2）低冰鎳的吹煉。吹煉的目的是為了除去鐵和一部分硫，得到含銅和鎳70%－75%的高冰鎳（鎳高硫），而不是金屬鎳。轉(zhuǎn)爐熔煉溫度高于1230℃，由于低冰鎳品位低，一般吹煉時(shí)間較長。 （3）磨浮。高冰鎳細(xì)磨、破碎后，用浮選和磁選分離，得到含鎳67%－68%的鎳精礦，同時(shí)選出銅精礦和銅鎳合金分別回收銅和鉑族金屬。鎳精礦經(jīng)反射爐熔化得到硫化鎳，再送電解精煉或經(jīng)電爐（或反射爐）還原熔煉得粗鎳再電解精煉。 （4）電解精煉。粗鎳中除含銅、鉆外，還含有金、銀和鉑族元素，需電解精煉回收。與銅電解不同的是這里采用隔膜電解槽。用粗鎳做陽極，陰極為鎳始極片，電解液用硫酸鹽溶液硫酸鹽和氯化鹽混合溶液。通電后，陰極析出鎳，鉑族元素進(jìn)入陽極泥中，另行回收。產(chǎn)品電鎳純度為99.85%－99.99%。
用火冶法處理氧化鎳制取鎳鐵和金屬鎳
硅酸氧化礦可以用火冶法熔煉，經(jīng)還原、熔化和精煉得到鎳。還原時(shí)要爭取使氧化鎳*變?yōu)榻饘冁?。熔化時(shí)流言蜚語鎳鐵將同較輕的渣分開。鎳鐵的含鎳量取決于部分還原過程的選擇能力。采用焦炭作還原劑，也可采用硅鐵作還原劑。為了除去粗鎳鐵中的雜質(zhì)碳、硫、磷和鉻，必須進(jìn)行精煉。
在電爐中用碳直接部分還原煉制鎳鐵 在礦熱爐中采用碳熱法將礦石還原成鎳鐵，隨后進(jìn)行精煉。
所用礦石的成分為：Ni2.8%,CoO0.06%,Fe13%,Cr2O32%,MgO24%,SiO239%,化合水12%。這種礦石經(jīng)干燥后，放在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)預(yù)熱到750℃左右。重油的消耗量為每噸干礦石65-85L。在經(jīng)預(yù)熱的熱礦石中，加入約4%的焦粉，然后即將這種混合料，放在還原電爐中冶煉。在礦熱爐的容量為12500kV.A，電極直徑1250mm，爐膛內(nèi)徑11m。冶煉時(shí)每噸礦石的耗電量為600kW.h。每天可冶煉450t礦石，鎳鐵出爐溫度為1500℃，出渣溫度為1600℃。
爐料中90%以上的鎳回收到成分為Ni+Co24%，Si3%，C2%，Cr1.6%，P0.03%的粗鎳鐵中。
在鑄桶中用蘇打處理兩次而將硫除掉，在酸性轉(zhuǎn)爐中把鉻、硅、碳和磷吹掉。精煉好的鎳鐵大約1650℃時(shí)出爐， 鑄成約20kg重的錠塊。最終產(chǎn)品含Ni+Co29%，C0.02%，Cr0.02%，余量為鐵。
用冶煉鎳锍的方法制取鎳丸
采用的方法是，先將礦石作成球團(tuán)，經(jīng)燒結(jié)后同焦炭和石膏一起加到低爐身電爐中進(jìn)行還原冶煉。硫酸鈣被還原后，與鎳和鐵反應(yīng)生成硫化物。約含Ni27%，F(xiàn)e60%，S10%的鐵鎳锍，同附加料一起裝在轉(zhuǎn)爐中用空氣吹煉，使鐵渣化，成為約含有Ni78%，S22%的貧鐵鎳锍。然后采用流化床法在回轉(zhuǎn)窯中將硫焙燒到0.005%以下。這種氧化鎳經(jīng)磨細(xì)加糊加粘合劑混合后壓成3cm×2cm的圓柱形料塊。
為種料塊經(jīng)干燥后混加大量木炭，放在加熱的立式碳化硅馬弗爐中，于約1300下用一氧化碳還原，這種爐子與鋅豎罐法用的爐子相似。生產(chǎn)出鎳粒約含Ni99%，Cu0.07%，Co0.5%，F(xiàn)e0.1%，C0.04%，S0.004%。
用硅鐵部分還原的方法冶煉鎳鐵
礦石經(jīng)在回轉(zhuǎn)窯中干燥后，進(jìn)行分級(jí)，并除掉低品位的粗塊，這時(shí)的成分大致為：Ni1.65%，Co0.02%，F(xiàn)e12%，SiO250%，MgO25%，Cr2O31.5%，Al2O31.3%，化合水7%。
干燥的礦石經(jīng)破碎后，篩出小于0.08mm的篩下料，并放在多層焙燒爐中進(jìn)行預(yù)焙燒。篩上料則放在用煤氣加熱的回轉(zhuǎn)窯中，加熱到700℃左右，以除去水分和預(yù)熱礦石。加熱好的熱料即送到爐前料倉內(nèi)，接著再從料倉將料裝入14000kV.A開口式電爐中，電爐自焙電極直徑約1000mm，并配有水冷爐壁。冶煉每噸礦石的耗電量約為760kW.h，電極消耗量為5kg。
往熔化的氧化礦和金屬的混合液中添加一種強(qiáng)還原劑，并將礦石、還原劑和液態(tài)金屬充分混合。還原劑采用含硅50%的硅鐵。熔池的攪動(dòng)是通過在兩個(gè)鑄桶間的快速倒來倒去的方法實(shí)現(xiàn)的。
其還原順序如下：
（2Fe2O3）+[FeSi]=4(FeO)+(SiO2)+[Fe]
（2NiO）+[FeSi] =2[Ni]+[Fe]+( SiO2)
(2FeO)+[FeSi]=3[Fe]+(SiO2)
硅鐵中的鐵直接進(jìn)入金屬相。來自前步工序的1650℃的液態(tài)礦石、硅鐵（1.5L/kg液態(tài)礦石中的鎳）和鎳鐵，采用在兩個(gè)鑄桶（叫做“跳轉(zhuǎn)混合器"）間倒來倒去的方法進(jìn)行混合。同硅鐵的反應(yīng)是放熱的，所以可防止溫度在混合時(shí)下降得過多。每操作一次可生產(chǎn)出400kg鎳鐵，因而在2500kV.A的電爐中要定期裝入4000kg精礦用的爐料。
粗鎳鐵含磷達(dá)0.4%，這些磷可在電弧爐中，采用氧化鈣含量很高的渣，用鐵礦石氧化成P2O5后除掉。液態(tài)鎳鐵用硅鐵脫氧后鑄成13kg重的錠，其大致成分如下，Ni48%,S0.005%,P0.01%,C0.02%,Cr0.02%，Si0.9%,Co0.5%，Cu0.1%，其余為鐵。