闪速熔炼的原料主要是干燥的铜精矿,还有渣精矿;为冶炼造渣,还需要添加一些石英砂熔剂。铜精矿主要有铜和铁的硫化物,如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu3FeS3)、黄铁矿(FeS2)等;渣精矿含有硫化铜(Cu2S)、少量金属铜和一些化合物,如铁橄榄石(2FeO·SiO4),磁铁矿(Fe3O4)等。
闪速炉内进行的主要物理化学变化包括燃料的燃烧,硫化物的离解,硫和铁的氧化,烟灰的熔化分解,造铜锍和造渣。
硫化铜精矿的主要矿物组成是FeS、CuFeS、CuS、ZnS、PbS等。
黄铁矿(FeS2)在反应塔内首先离解,所得的硫蒸气及FeS进一步氧化为SO2和FeO,FeO再与熔剂中的SiO2发生造渣反应,其反应式为:
黄铁矿在反应塔内还以下列反应直接氧化:
生成的Fe2O3在有硫化物存在时容易转化为磁性氧化铁:
Fe3O4在温度低于1000~1100℃时始终不变化,但在温度达1300~1500℃的反应塔内,发生下列反应,很快被SiO2和FeS分解:
在反应塔内由于氧化反应强烈,炉料在炉内停留的时间很短促,各组分之间的接触不良,Fe3O4不能完全被还原,而溶解于炉渣和铜锍中,一同进入沉淀池。
