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镍是重要的战略物资。经过多年的开发利用我国高品位硫化镍矿已经稀缺。红土镍矿和低品位硫化镍矿的开发利用日益受到重视。本论文针对我国四川红土镍矿和新疆低品位铜镍氧硫矿进行了综合利用的工艺和理论研究。在对四川红土镍矿和新疆低品位铜镍氧硫矿矿物的化学组成、矿相进行检测分析,并对相关化学反应做了热力学分析,判断化学反的可能性。在此基础上设计红土镍矿和铜镍氧硫矿的硫酸焙烧-水浸的火法-湿法联合工艺流程。利用单因素实验研究各因素对红土镍矿和铜镍氧硫矿中有价组元与硫酸反应的影响,采用正交实验优化工艺参数;研究矿相转化;研究红土镍矿中组元与硫酸反应的动力学;研究铁、镍、铜、铝、镁与硅的分离;利用单因素实验研究浸出的工艺条件,采用正交实验优化浸出的工艺参数;研究红土镍矿焙烧熟料溶出过程的动力学;研究浸出液中铁、镍、铜、铝、镁分离提取的工艺技术条件,以及加工成产品的方法;研究把一些物质制备成特殊材料的方法和工艺条件。打通了红土镍矿和低品位铜镍氧硫矿综合利用的工艺流程,其中的有价组元铁、镍、铜、铝、镁都被分离提取,化工原料循环利用或成为产品,没有废弃物排放。获得了红土镍矿和铜镍氧硫矿有价组元分离提取的技术原型和理论基础,为我国四川红土镍矿和新疆低品位铜镍氧硫矿的开发利用提供理论依据和技术支持。结论如下:1.采用硫酸焙烧红土镍矿,得到了铁、铝、镍、镁的提取率与焙烧温度、焙烧时间、物料配比、矿粉粒度的关系。影响铁、铝、镍、镁提取率的各因素主次顺序为:物料配比>焙烧时间>焙烧温度>矿粉粒度。焙烧的优化工艺条件为焙烧温度450℃,焙烧时间120 min,物料配比2.5,矿粉粒度小于80μmm。2.硫酸与红土镍矿混合焙烧,铁、镍、铝、镁的反应速率符合有固体产物层生成的收缩未反应核模型,受内扩散控制。铁的表观活化能为E=20.83KJ·mol-1动力学方程为1+2（1-α）-3（1-α）2/3=0.05635exp（-20426/RT）t铝的表观活化能为E=17.35kJ·mol-1,动力学方程为1+2（1-α）-3（1-α）2/3=0.03449exp（-17350/RT）t镍的表观活化能为E=20.93kJ·mol-1,动力学方程为1+2（1-α）-3（1-α）2/3=0.06828exp（-20926/RT）t镁的表观活化能为E=19.44kJ·mol-1,动力学方程为1+2（1-α）-3（1-α）2/3=0.00506exp（-19437/RT）t3.红土镍矿焙烧熟料加水溶出,得到了铁、铝、镍、镁的溶出率与溶出温度、液固比、溶出时间、搅拌强度等因素的关系。影响铁、铝、镍、镁溶出率的各因素的主次顺序为:溶出时间>搅拌强度>液固比>溶出温度。溶出的优化工艺条件为:溶出温度60℃,溶出时间60min,液固比2.5:1,搅拌强度400r·min-1。4.红土镍矿焙烧熟料加水溶出。铁、铝、镍、镁的溶出速率符合有固体产物层生成的收缩未反应核模型,受外扩散控制。铁的表观活化能E=6.23KJ·mol-1。溶出的动力学方程为1-（1-α）2/3=0.1453exp（-6235/RT）t镍的表观活化能E=6.07KJ·mol-1。溶出的动力学方程为1-（1-α）2/3=0.129exp（-6070/R T）t,铝的表观活化能E=8.92kJ·mol-1。溶出的动力学方程为1-（1-α）2/3=0.4428exp（-8917/RT）t镁的表观活化能E=8.63KJ·mol-1。溶出的动力学方程为1-（1-α）2/3=0.3991exp（-8632/RT）t5.打通了硫酸焙烧法综合利用红土镍矿矿的工艺流程,给出各工序的技术条件。实现了铁、镍、铝、镁、硅的分离。给出了制备羟基氧化铁、氢氧化铝、硫化镍、碱式碳酸镁、氢氧化镁和硅酸钙、纳米Fe203纤维、纳米铁粉等产品的方法。制备了羟基氧化铁、氢氧化铝、硫化镍、碱式碳酸镁、氢氧化镁、硅酸钙、纳米Fe203纤维、纳米铁粉等产品,并做了表征。6.采用单因素实验研究镍铜氧硫矿与硫酸混合焙烧的工艺条件,得到铁、镍、铜、铝、镁的转化率与焙烧温度、物料配比、焙烧时间、矿粉粒度等因素的关系。采用正交实验研究镍铜氧硫矿焙烧的优化工艺条件,得到各影响因素的主次顺序为:物料配比>焙烧温度>焙烧时间>矿粉粒度。镍铜氧硫矿焙烧的优化工艺条件为:焙烧温度300℃,焙烧时间120min,酸矿比1.2:1,矿粉粒度小于80μm。铁的转化率达到96%以上,镍的转化率达到98%以上,铜的转化率达到99%以上,铝的转化率达到98%以上,镁的转化率达到97%以上。7.采用单因素实验研究铜镍氧硫矿焙烧熟料加水溶出,得到铁、镍、铜、铝、镁的溶出率与溶出温度、液固比、溶出时间、搅拌强度等因素的关系。采用正交实验研究铜镍氧硫矿焙烧熟料加水溶出,得到各影响溶出因素的主次顺序为:溶出时间>搅拌强度>液固比>溶出温度。铜镍氧硫矿焙烧熟料加水溶出的优化工艺条件为:溶出温度60℃,溶出时间60min,液固比2.5:1,搅拌强度400r·min-1。8.打通了硫酸焙烧法综合利用铜镍氧硫矿的工艺流程,给出各工序的技术条件。实现了铁、镍、铜、铝、镁、硅的分离。给出了制备羟基氧化铁、氢氧化铝、硫化镍、碱式碳酸镁、氢氧化镁和硅酸钙、纳米铜粉等产品的方法。制备了羟基氧化铁、氢氧化铝、硫化镍、碱式碳酸镁、氢氧化镁、硅酸钙、纳米铜粉等产品,并做了表征。