氧化焙烧(oxidizing roasting)

　　使物料中的全部或部分硫化物转变为氧化物的焙烧方法。氧化焙烧是焙烧方法中应用最广泛的一种，目的是为了获得氧化物，并回收其中的热量、有价成分，以及使对生物有害的soz气转化为有用的商品。此外，有时为了挥发除去硫化矿中的砷和锑等有害杂质，也进行氧化焙烧，脱砷焙烧即是一例。

　　氧化焙烧是硫化矿的氧化脱硫过程，如铅、锌的熔炼，便先要将铅、锌的硫化物变成氧化物后，再还原成金属。

　　过程和原理   氧化焙烧是在氧化气氛中和低于焙烧物料熔点的温度下进行的。当焙烧物料升高到某一温度时，有的硫化物由于热分解首先变成低价金属硫化物和硫。FeS2即为一例，反应为：

　　MeS2(s)=MeS(s)+1／2S2(g)                                 (1)

　　离解出来的单质硫在空气中燃烧生成SO2

　　1／2S2(g)+O2(g)=SO2(g)                                      (2)

 　ΔG=–362070+73.41(J)

　　硫化物氧化焙烧的基本反应为：

　　2MeS+3O2=2MeO+2SO2                                      (3)

　　硫化物的氧化是放热反应，并且当硫化物受热至着火温度时，其热效应能使过程在不需外加热的条件下自发进行。表中列出了几种主要硫化物在673～977K的温度范围内氧化的标准吉布斯自由能变化△Gθ和平衡常数KP值，由表可看出，所列硫化物氧化成氧化物的反应，其标准吉布斯自由能变化都具有相当大的负值，从热力学角度衡量反应都能进行到底，因此硫化矿的氧化焙烧不需补充燃料。为使这种焙烧的反应继续进行，必须提供足够高的温度和氧气。在空气中加热硫化矿达到某一温度后，反应便成为连续进行的状态。这一温度称为着火点，一般因硫化矿的种类和粒度而异，实际上，焙烧是在比着火点高得多的温度下进行的，因为在着火点附近的温度下，其氧化反应速度缓慢。

　　从表中各硫化物氧化反应的△Gθ和KP值中大致可以看出，FeS、ZnS和CaS容易氧化，而Cu2S等则较难氧化。

　　硫化物的氧化焙烧是在回转窑、多膛焙烧炉、流态化焙烧炉(见流态化焙烧)等中进行的。

　　分类和应用   按硫化物中所含的全部或部分硫氧化为SO2而除去的方式又分为全氧化焙烧或死烧(dead roasting)和半氧化焙烧。当金属硫化物需首先变成氧化物而后还原成金属，并若有硫残存对金属回收率和炉况等有不良影响时，便需要进行全氧化焙烧。炼锌中的锌精矿流态化焙烧和硫化镍(Ni3S2)精矿、钼精矿、铅精矿等的脱硫焙烧，都属全氧化焙烧。当熔炼需要残留部分硫时，如铜、镍造锍熔炼便采用半氧化焙烧。

　　氧化焙烧大多属熔炼前的炉料准备作业，按焙烧产物形状又可分为粉末焙烧和烧结焙烧。粉末焙烧的产物是焙砂，如硫化锌精矿氧化焙烧，便属此类型。在20世纪50年代以前，世界各国广泛采用机械耙动多膛炉进行粉末焙烧。由于多膛炉生产能力低，已逐渐被先进的流态化焙烧炉所代替。烧结焙烧的产物为烧结块，如硫化铅精矿烧结焙烧就属此类型。

　　火法炼锑系利用硫化锑矿易于氧化及氧化锑易挥发的特性，从而使锑与矿石中的脉石分离。其过程不需添加熔剂或其他的置换物质，能量消耗也较少。硫化锑矿氧化挥发焙烧采用的设备除古老的直井炉外，多年来研究或投入生产的挥发设备有回转窑、流态化炉、烧结机、转炉、隧道窑、飘悬炉等。