本書基于紅土鎳礦的冶金方法——火法、濕法冶煉工藝展開,對紅土鎳礦的鎳冶煉技術(shù)進行了深入、全面的介紹，包括火法鎳冶煉工藝與裝備的知識和濕法冶煉的工藝技術(shù)；對紅土鎳礦的鎳產(chǎn)品、中間品 (如鎳鐵、鎳锍、混合氫氧化鎳鈷 MHP、混合硫化鎳鈷 MSP等)及奧氏體不銹鋼、新能源電池正極材料前驅(qū)體等結(jié)合生產(chǎn)實例，進行了詳細闡述。本書作者長期從事紅土鎳礦冶煉技術(shù)方面的研發(fā)與技術(shù)指導(dǎo)，書中內(nèi)容結(jié)合作者多年來的實踐經(jīng)驗，通過豐富的案例，全面介紹了目前國內(nèi)外紅土鎳礦的冶煉生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品現(xiàn)狀，會為業(yè)內(nèi)技術(shù)人員提供有益的借鑒。
本書可供鎳冶煉相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員，設(shè)計、研發(fā)人員以及不銹鋼、新能源電池前驅(qū)體等鎳冶煉相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)人員閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

本書基于紅土鎳礦的冶金方法——火法、濕法冶煉工藝展開，融合火法、濕法冶煉產(chǎn)品細分闡述，進而基于產(chǎn)品項下引出不同的冶煉工藝裝備技術(shù)，如火法只能生產(chǎn)出鎳鐵（進一步生產(chǎn)不銹鋼）、鎳锍，不能直接生產(chǎn)出金屬鎳，而火法的冶煉工藝裝備有高爐法、礦熱爐法、鼓風爐法、轉(zhuǎn)爐、直接還原法等；濕法不僅可以生產(chǎn)鎳中間品（如混合氫氧化鎳鈷（MHP）、混合硫化鎳鈷（MSP）），還可以生產(chǎn)鎳金屬，而濕法的冶煉工藝裝備有不同壓力、不同浸出液的浸出法（配合萃取法、電解法等方法）等。給讀者呈現(xiàn)一幅紅土鎳礦冶煉技術(shù)與產(chǎn)品的全景圖，讀者可以按需索驥，找到解決實際問題的方法。

隨著紅土鎳礦資源量的不斷發(fā)現(xiàn)及其冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展，以及全球?qū)︽囆枨蟮牟粩?增長，特別是奧氏體不銹鋼、新能源電池對鎳的巨大需求，使原生鎳（金屬鎳、鎳鐵及其他鎳中間產(chǎn)品）的產(chǎn)量不斷攀升，其生產(chǎn)成本不斷下降。利用紅土鎳礦經(jīng)火法冶煉鎳鐵，進而冶煉奧氏體不銹鋼，尤其以熱鎳鐵水為母料直接經(jīng) AOD 精煉爐冶煉工藝的完美實現(xiàn)，使得不銹鋼生產(chǎn)成本得到大幅度的降低，故這又進一步催長了社會對不銹鋼的需求量，進而又增加了對紅土鎳礦的需求。中國鎳消費約75%用于不銹鋼生產(chǎn)。 
近年來，快速發(fā)展的新能源電池，尤其是二次三元鋰離子電池，其正極材料使用大量的硫酸鎳，該硫酸鎳可利用紅土鎳礦經(jīng)火法冶煉鎳锍或經(jīng)濕法冶煉混合氫氧化鎳鈷、硫化鎳鈷等鎳中間產(chǎn)品作原料獲得。中國鎳消費約 15%左右用于電池制造。 
本書涵蓋了從紅土鎳礦的起源到鎳的火法、濕法全部提取方法原理及工藝過程，并列舉了典型的5個礦山和29個冶煉廠。全書共分6章，第1章概述，講述了鎳的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展、性質(zhì)、用途，概述了鎳礦資源，鎳冶金技術(shù)以及利用紅土鎳礦冶煉奧氏體不銹鋼、制備鋰離子電池正極材料前驅(qū)體；第2章紅土鎳礦，講述了紅土鎳礦石分類、礦床分類、成礦地質(zhì)特征、礦床形成過程與各種礦物特征，列舉了“菲律賓棉蘭老島TUBAY地區(qū)紅土鎳礦床”等5個典型礦床；第3章紅土鎳礦的火法冶金，講述了鎳鐵的冶煉、鎳锍的冶煉、奧氏體不銹鋼的冶煉；第4章紅土鎳礦的濕法冶金，講述了紅土鎳礦濕法冶金工藝、原理與產(chǎn)品工藝，紅土鎳礦制備鋰離子電池正極材料前驅(qū)體；第5章紅土鎳礦的火法與濕法聯(lián)合冶金，講述了高鎳锍的濕法精煉，高鎳鐵的濕法提取，紅土鎳礦還原焙燒-氨浸，紅土鎳礦還原焙燒-鹽酸浸出-熔煉鎳鐵；第6章紅土鎳礦冶煉工廠及生產(chǎn)實例，列舉了“多尼安博冶煉廠”等29個典型冶煉廠。
在本書著述過程中借鑒了15年來我們與國內(nèi)外設(shè)計院、科學(xué)院、紅土鎳礦礦山、鎳冶煉廠、不銹鋼廠和三元正極材料前軀體制造廠等的訪問、調(diào)研、往來技術(shù)交流資料，在此，謹向幫助過我們的各位學(xué)者、老師、作者、同仁致以深深的謝意。希望能列出所有提供幫助的單位及人員名字予以致謝，顯然這是不切實際的。但還是要感謝中國中鋼集團有限公司（黃天文、劉安棟、宮敬升、康忠先生）、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院(李新創(chuàng)、范鐵軍、肖邦國、姜曉東、劉曉民先生及鹿寧女士)、烏克蘭鈦科設(shè)計研究院（АЛександров先生）、烏克蘭國家冶金學(xué)院（виличкр、薩道夫尼克先生）、烏克蘭帕布什鎳廠（Nikita Novikov先生）、中國恩菲工程技術(shù)有限公司（劉誠、盧笠漁、李曰榮、付建國、陳學(xué)剛先生）、中國瑞林工程技術(shù)有限公司（吳潤華、徐赤農(nóng)、劉雪珂，唐尊球、葉逢春、王瑋先生）、加拿大赫氏公司（HATCH）（王友、戴劉韻、鄧華、黃衛(wèi)華先生及莊燕女士）、芬蘭奧圖泰公司（Outotec）(Olli Jarinen、周立先生)、韓國浦項集團(Posco)新事業(yè)發(fā)展部（李英龍、全戴佑先生）、中國科學(xué)院過程工程研究所（曲景奎先生及魏廣葉女士）、北京礦冶研究總院有限公司（孫留根先生）、中冶東方工程技術(shù)有限公司（徐啟文、于港、王世喜、王小功、王艷彪、王榮先生）、東北大學(xué)（薛向欣先生）、廣東佳納能源科技有限公司（文定強、張晨先生）、山西達康科工貿(mào)集團有限公司（王小峰先生）、罕王實業(yè)集團有限公司（楊敏女士）、青島陸洋興達國際貿(mào)易有限公司（李保坡先生），以及印尼能礦部研究與發(fā)展中心、印尼安塔姆公司、印尼青山工業(yè)園、印尼德龍工業(yè)園、印尼罕王-富域產(chǎn)業(yè)園、PT HANKING MAKMUR NICKELSEMLT。
謹以此書，向我們的母?！獤|北大學(xué)建校100周年（1923—2023）獻禮。
限于作者水平及鎳冶金工藝技術(shù)的快速發(fā)展，書中難免有不足之處，殷切希望讀者批評指導(dǎo)。

周建男 周天時

第1章鎳及冶煉技術(shù)概述001
1.1鎳的性質(zhì)及主要用途002
1.1.1鎳的性質(zhì)002
1.1.2鎳的主要用途002
1.2紅土鎳礦資源002
1.3鎳的冶煉技術(shù)003
1.3.1火法冶煉005
1.3.2濕法冶煉014
1.3.3氣化冶金-羰基法煉鎳020
1.3.4紅土鎳礦的其他處理工藝021
1.4紅土鎳礦火法和濕法聯(lián)合冶煉022
1.4.1高品位鎳鐵的生產(chǎn)022
1.4.2金屬鎳的生產(chǎn)022
1.4.3鐵的生產(chǎn)023
1.4.4鋼的生產(chǎn)023
1.4.5“半鋼”的冶煉023
1.5紅土鎳礦冶煉奧氏體不銹鋼024
1.6紅土鎳礦制備鋰離子電池正極材料前驅(qū)體024

第2章紅土鎳礦026
2.1紅土鎳礦石及礦床分類026
2.1.1紅土鎳礦礦石分類027
2.1.2紅土鎳礦礦床分類028
2.2紅土鎳礦成礦地質(zhì)特征029
2.2.1紅土鎳礦的成礦條件029
2.2.2紅土鎳礦垂向分帶規(guī)律030
2.2.3紅土鎳礦礦化剖面巖石元素的分布031
2.3紅土鎳礦礦床形成過程032
2.3.1腐巖化階段032
2.3.2紅土化階段033
2.3.3次生富集階段033
2.4紅土鎳礦礦物033
2.4.1氧化物、氫氧化物礦物034
2.4.2硅酸鹽、含水硅酸鹽礦物034
2.5紅土鎳礦礦床舉例038
2.5.1菲律賓棉蘭老島TUBAY地區(qū)紅土鎳礦床038
2.5.2菲律賓迪納加特群島瓦倫西亞鎳礦床043
2.5.3印尼北科納威鎳礦床044
2.5.4印尼摩落灣利（Morowali）縣鎳礦床053
2.5.5緬甸達貢山鎳礦床054

第3章紅土鎳礦的火法冶金058
3.1鎳鐵的冶煉058
3.1.1高爐法熔煉鎳鐵060
3.1.2礦熱爐熔煉鎳鐵106
3.1.3回轉(zhuǎn)窯粒鐵法冶煉鎳鐵127
3.1.4鎳鐵精煉132
3.1.5鎳鐵?；?44
3.1.6高品位鎳鐵冶煉149
3.2鎳锍的冶煉149
3.2.1造锍熔煉目的及原理150
3.2.2造锍熔煉造渣152
3.2.3造锍熔煉工藝154
3.2.4鼓風爐鎳锍熔煉155
3.2.5礦熱爐鎳锍熔煉155
3.2.6礦熱爐熔煉鎳鐵+轉(zhuǎn)爐熔煉鎳锍156
3.2.7射流熔煉-電熱分離爐冶煉鎳锍156
3.2.8低鎳锍的吹煉原理158
3.2.9低鎳锍的吹煉工藝160
3.2.10造锍熔煉中硫的行為162
3.2.11低锍吹煉中硫的行為163
3.2.12硫化鎳、粗鎳和鎳鐵合金電解陽極工藝165
3.2.13高鎳锍生產(chǎn)氧化鎳、金屬鎳168
3.2.14關(guān)于高鎳锍分離168
3.3紅土鎳礦奧氏體不銹鋼的冶煉169
3.3.1不銹鋼的冶煉原理172
3.3.2傳統(tǒng)的不銹鋼冶煉工藝181
3.3.3利用鎳鐵作母料的奧氏體不銹鋼冶煉工藝184

第4章紅土鎳礦的濕法冶金188
4.1紅土鎳礦濕法冶金工藝188
4.1.1紅土鎳礦的加壓酸浸工藝(HPAL)189
4.1.2還原焙燒-氨浸工藝(RRAL)198
4.2紅土鎳礦濕法冶金原理203
4.2.1電勢-pH圖204
4.2.2電勢-pH圖在鎳冶煉中的應(yīng)用205
4.3浸出206
4.3.1浸出的化學(xué)反應(yīng)206
4.3.2酸類浸出207
4.3.3氨浸208
4.3.4加壓酸性浸出209
4.3.5浸出流程209
4.4固液分離210
4.4.1重力沉降分離210
4.4.2過濾分離212
4.4.3離心分離213
4.4.4浸出礦漿的洗滌及流程213
4.5富集214
4.5.1水解沉淀法214
4.5.2硫化物沉淀法217
4.5.3碳酸鹽沉淀法218
4.5.4共沉淀法218
4.5.5置換沉淀法219
4.5.6有機溶劑萃取法220
4.5.7離子交換法222
4.6提取223
4.6.1電解沉積法、電解精煉法224
4.6.2加壓氫還原法226
4.6.3羰基法227
4.7紅土鎳礦濕法冶金產(chǎn)品工藝229
4.7.1氫氧化鎳鈷混合物（MHP）提取230
4.7.2硫化鎳鈷混合物（MSP）提取231
4.7.3金屬鎳的電積提取231
4.7.4金屬鎳的氫還原提取233
4.7.5硫酸鎳提取233
4.8紅土鎳礦制備鋰離子電池正極材料前驅(qū)體234
4.8.1鋰離子電池及其正極材料237
4.8.2三元鋰離子電池正極材料的制備246
4.8.3紅土鎳礦制備硫酸鎳（NiSO4·6H2O）、硫酸鈷（CoSO4·7H2O）251
4.8.4紅土鎳礦制備鋰離子電池正極材料LiFePO4前驅(qū)體研究253

第5章紅土鎳礦的火法與濕法聯(lián)合冶金255
5.1高鎳锍的濕法精煉255
5.1.1硫化鎳陽極電解精煉提鎳256
5.1.2粗鎳陽極電解精煉提鎳258
5.1.3硫酸浸出-電解沉積提鎳260
5.1.4鹽酸浸出-氫還原提鎳264
5.1.5加壓氨浸-氫還原提鎳268
5.1.6浸出制取硫酸鎳272
5.2高鎳鐵的濕法提取273
5.2.1鎳鐵陽極電解精煉提鎳273
5.2.2高鎳鐵浸出提鎳或制取硫酸鎳274
5.3紅土鎳礦還原焙燒-氨浸275
5.4紅土鎳礦還原焙燒-鹽酸浸出-熔煉鎳鐵275

第6章紅土鎳礦冶煉工廠及生產(chǎn)實例281
6.1多尼安博冶煉廠281
6.2勒阿弗爾鎳精煉廠287
6.3日向冶煉廠288
6.4中寶濱海鎳業(yè)有限公司291
6.5中色鎳業(yè)有限公司298
6.6寶鋼德盛不銹鋼有限公司300
6.7山西達康科工貿(mào)集團公司鎳冶煉廠302
6.8新發(fā)田鎳鐵冶煉廠305
6.9佐賀關(guān)鎳鐵冶煉廠307
6.10大江山冶煉廠308
6.11北海誠德鎳業(yè)有限公司312
6.12華樂合金股份公司313
6.13福建鼎信實業(yè)有限公司314
6.14利德冶煉廠315
6.15毛阿灣鎳廠318
6.16鎳港精煉廠318
6.17中冶瑞木鎳鈷有限公司318
6.18考斯鎳冶煉廠322
6.19布隆鎳冶煉廠324
6.20莫林莫林鎳冶煉廠325
6.21中冶瑞木新能源科技有限公司325
6.22拉瑞姆納鎳冶煉廠326
6.23尼加羅鎳廠329
6.24雅布盧鎳冶煉廠329
6.25志村鎳冶煉廠330
6.26別子鎳冶煉廠332
6.27哈賈伐爾塔鎳精煉廠332
6.28克里斯蒂安松鎳精煉廠332
6.29克維拉納鎳精煉廠332

參考文獻333