【摘 要】
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随着新能源产业快速发展，能源金属镍需求量急剧增长，红土镍矿已成为镍冶炼重要原料。红土镍矿高温硫化冶炼镍锍工艺是未来重要发展方向，红土镍矿经硫化熔炼产低镍锍，再经吹炼产高镍锍，后经湿法浸出净化产硫酸镍，可直接为新能源行业提供原料。但该工艺硫化冶炼理论基础薄弱，亟需开展相关基础研究。本文通过热力学分析，揭示了红土镍矿硫化熔炼低镍锍过程物相演变规律，阐明了硫化熔炼过程机理。结果表明：在一定硫化熔炼条件下
【基金项目】
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国家自然科学基金（51904351;U20A20273）； 国家重点研发计划（2019YFC1907400）； 湖南省杰出青年科学基金（2022JJ10078）； 湖湘青年英才项目（2021RC3005）； 中南大学创新驱动（2020CX028）；
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随着新能源产业快速发展，能源金属镍需求量急剧增长，红土镍矿已成为镍冶炼重要原料。红土镍矿高温硫化冶炼镍锍工艺是未来重要发展方向，红土镍矿经硫化熔炼产低镍锍，再经吹炼产高镍锍，后经湿法浸出净化产硫酸镍，可直接为新能源行业提供原料。但该工艺硫化冶炼理论基础薄弱，亟需开展相关基础研究。本文通过热力学分析，揭示了红土镍矿硫化熔炼低镍锍过程物相演变规律，阐明了硫化熔炼过程机理。结果表明：在一定硫化熔炼条件下，红土镍矿中镍氧化物转变历程为NiO→Ni→Ni2S2，钴氧化物转变历程为CoO→Co→Co9S8，铁氧化物转变途径为Fe2O3→Fe3O4→FeO→FeS或Fe2O3→Fe3O4→Fe→Fe→FeS；金属与S亲和力强弱顺序：Ni≈Fe ＞ Co；金属与O亲和力强弱顺序：Fe＞Co＞Ni。经理论计算：硫化熔炼过程，当硫磺添加量为矿料质量的2%，碳添加量为矿料质量的4%时，产出镍锍品位为21.45%，镍、钴回收率分别为99.43%、87.58%，硫直接利用率为62.68%。目前，红土镍矿高温硫化熔炼镍锍，已初步实现工业应用，与常规RKEF技术相比，过程绿色低碳，是具有里程碑意义的技术变革。
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