銅礦鼓風爐熔煉的基本原理（溫度區域分布）

         銅礦、石灰石、石英等爐料進入鼓風爐后，依次進行干燥、分解、氧化、造锍、造渣與渣锍分離等過程。根據爐內溫度和物料的分布，沿爐子高度分為三個區域：預熱區、焦點區、本床區。

1. 預熱區

        預熱區位于爐子上部，溫度為250-600℃到1000-1100℃。爐料進入爐內后受到上升爐氣的加熱，被干燥脫水。隨著溫度逐漸升高，在中間精礦柱的交界面上，發生燒結作用。水分蒸發時，在料柱內部產生大量的水蒸氣，當這些水蒸氣向兩側釋出時，使致密的中心料柱形成許多氣體通道，為氣-固兩相間的反應創造了良好的條件。在料柱里面則受到兩側上升爐氣的間接加熱和較重的料柱壓力形成具有一定強度的精礦塊。據研究，在同樣氣氛下加熱，爐料受壓愈大，加溫愈高，料塊強度也愈大。在預熱區，銅精礦中的高價硫化物，如黃鐵礦（FeS2）、黃銅礦（CuFeS2）或銅藍（CuS）等受到上升爐氣的加熱后，將分別按下列反應進行分解：

2FeS2=2FeS+S2 （500-600℃時開始）
4CuFeS2=2Cu2S+4FeS+S2 （550-700℃時開始）
4CuS=2Cu2S+S2（550-600℃時開始）

        上述反應都是吸熱反應，反應速度決定于精礦的粒度組成、爐氣溫度、爐氣中S2的分壓以及爐料的受熱性質。高價硫化物的分解是密閉鼓風爐熔煉脫硫的主要途徑，在熔煉銅精礦時脫硫率為50%-55%，而高價硫化物離解脫硫約占總脫硫率的70%。
        當溫度超過硫的沸點（444.5℃）時，上述反應釋放出來的S2蒸氣容易按下式與爐氣中的過剩氧發生氧化反應生成SO2：

S2+2O2=2SO2

2. 焦點區

        焦點區的溫度最高為1250-1300℃，一般位于風口以上600-800mm處，這一區域的氣氛是強氧化性的，是進行半自熱熔煉的主要反應。
        在焦點區內主要存在赤熱的焦炭和石英石積存層。由風口鼓入的空氣一個短暫的預熱過程后，首先使焦炭燃燒，過剩的空氣使熔融的硫化物氧化，生成的氧化物與石英石造渣。焦炭燃燒熱和反應熱使生成的爐渣和尚未氧化的硫化物一起熔融，銅锍與爐渣一道過熱后流入本床。其主要化學反應：

2FeS+3O2+SiO2=2FeO•SiO2+2SO2+1079kj

        此外，在有SiO2存在的條件下，從轉爐返回的轉爐渣中有Fe3O4以及在預熱區形成的Fe3O4將被FeS還原：

3 Fe3O4+FeS+5SiO2=5(2FeO•SiO2)+ SO2－19.9kj

        但FeS通過焦點區的時間很短，在鼓風爐中發生的氧化反應很有限。上述反應物之間的接觸不好，仍有一部分Fe3O4沒有被還原，故后續被流經風口區的銅锍和爐渣所溶解。
        在焦點區焦炭依靠鼓風爐中的氧燃燒：

C｜O2＝CO2｜407.4kj

3. 本床區

        本床區位于焦點區下面，溫度為1200-1250℃。在該區域內，各種熔體產物匯集在這里，并進行充分的交互反應，然后連續地流入前床，進行澄清分離。
        在本床區進行交互反應調整熔體成分的過程中，最主要的反應是溶解在爐渣中的少量Cu2O被銅锍中的FeS再硫化以及產物中的Fe3O4也會被FeS還原，這就保證了熔煉產物中的Fe3O4大大降低和渣含銅損失減少。其反應是：

(Cu2S)+[FeS]=(FeO)+[ Cu2S]
3(Fe3O4)+[FeS]+5SiO2=5(2FeO•SiO2)+SO2