含鉛鋅赤褐鐵礦氧化焙燒脫硫性能和機理

羅立群，雷嚴明，沈洪濤，劉成，葉遠林

(1. 武漢理工大學 資源與環境工程學院，湖北 武漢，430070；2. 礦物資源加工與環境湖北省重點實驗室，湖北 武漢，430070)

硫元素在鋼鐵制品中是有害雜質元素，會使鋼材產生“熱脆性”從而影響鋼材性能，因此，需要在鐵精礦中控制硫含量。因地質成礦差異，我國新疆、云南、貴州等地區形成的鐵礦石資源中含有鉛鋅等雜質元素，且部分鐵礦石含硫量較高。鉛鋅在高爐中易被還原，鉛鋅雜質滲透進爐體耐火磚中或揮發進入高爐粉塵，引發塵泥回用時鉛鋅利用率低的惡性循環，嚴重影響高爐壽命、生產安全和產品質量[1-3]。因此，在含鉛鋅赤褐鐵礦的開發利用中，需要脫除硫、鉛、鋅三種有害雜質元素。

目前含鐵物料的脫硫方法主要有浮選法、浸出法和焙燒法[4-5]。浮選法脫硫優點是工藝可靠，指標穩定。NAKHAEI 等[6]對高硫鐵尾礦先采用重磁分離再反浮選脫硫效果較好，可得到鐵品位為63.7%，硫質量分數為0.085%的最終精礦。浮選法脫硫需要根據含硫礦物的理化特性和可浮性合理選擇選別流程和藥劑制度。浸出脫硫法的優點是生產設備簡單，流程簡便、脫硫成本低。李浩然等[7]研究了某硫鐵礦燒渣生物浸出脫硫效果，對氧化亞鐵硫桿菌進行培育、馴化得到菌株KZ12，在最優條件下硫質量分數可降至0.33%。化學浸出脫硫法的缺點是環境污染較大，須加強對浸出液的清潔處理與循環利用。針對環境友好型的生物浸出法，須對含硫雜質培育高效菌種，實現短周期高效浸出。深度還原焙燒是處理含鉛鋅赤褐鐵礦的有效方法，鉛鋅雜質可以通過高溫還原、揮發而被脫除[8]，硫在含鉛鋅赤褐鐵礦中多以低價態的硫化物形式產出，通過還原焙燒工藝無法被有效脫除[9-10]，而氧化焙燒能使低價態硫氧化為二氧化硫后逸出。張紅強等[11]對白云鄂博含硫1.80%的鐵精礦進行氧化焙燒，硫質量分數降到0.002%，能夠實現有害元素硫的脫除，不過須注意焙燒產物的收集與處理。含鉛鋅赤褐鐵礦中的硫主要以鉛、鋅、鐵等金屬硫化物形式存在為主，氧化焙燒可有效脫除自然硫和硫化物形式的硫，進而實現含鉛鋅赤褐鐵礦中含硫雜質的有效脫除。目前，學者們僅針對高硫鋁土礦(主要含硫礦物為黃鐵礦)氧化焙燒脫硫進行了一定研究，但對含鉛鋅難選赤褐鐵礦中氧化焙燒脫除含硫雜質的研究較少。

本文以含鉛鋅赤褐鐵礦試樣為研究對象，采用預熱氧化焙燒法預先脫硫，研究高溫氧化焙燒過程對含鉛鋅赤褐鐵礦的脫硫效果，通過焙燒前后產物的礦相分析、顯微觀察鑒定以及拉曼光譜測試手段，分析脫硫過程中的脫硫機理和含鉛鋅硫化礦物的轉化過程特性，以期為后續含鉛鋅赤褐鐵礦石資源的開發利用提供參考。

1 實驗

1.1 試樣及性質

原礦試樣取自新疆和靜地區含鉛鋅赤褐鐵礦，化學多元素分析結果和硫物相分析(采用化學滴定法測定)結果見表1 和表2，X 射線衍射譜見圖1，含鉛鋅赤褐鐵礦中含硫礦物產出特征如圖2 所示。由表1 可知：原礦試樣中全鐵(TFe)質量分數為46.32%， Fe2O3為59.72%， 硫為3.34%， 鉛為1.50%，鋅為1.25%，為高硫含鉛鋅赤褐鐵礦。由表2可知：原礦中的硫主要以硫化物形式存在，占全硫的77.81%，自然硫僅占7.10%，硫酸鹽形式的硫占15.09%。

表1 原礦試樣的化學多元素分析結果(質量分數)Table 1 Chemical multi-element analysis results of raw sample %

表2 原礦試樣的硫物相分析結果Table 2 Sulphur phase analysis results of raw sample

圖1 原礦試樣XRD圖譜Fig. 1 XRD pattern of raw sample

圖2 原礦試樣中主要含硫礦物的顯微鏡照片(反光)Fig. 2 Microscopic photos of main sulfur-containing minerals in raw ore samples(reflected light)

從圖1可以看出，該礦石中主要鐵礦物為赤鐵礦，含有少量方鉛礦和黃鐵礦；因鋅含量較低，未出現其特征峰。從圖2(a)可以看出，黃鐵礦為自形-半自形粒狀結構，可見立方體及五角十二面體晶體截面形態，被褐鐵礦交代，呈尖角狀、細脈-網脈狀或鑲邊結構；方鉛礦為不規則粒狀，沿巖石裂隙中的透明礦物粒間分布，呈填隙結構，交代閃鋅礦等(見圖2(b))；赤鐵礦呈半自形-它形粒狀結構，可見其針狀晶體形態，部分顆粒沿長軸定向分布，呈脈狀或條帶狀(見圖2(b)和(c))；圖2(d)中，閃鋅礦呈固溶體分解結構，交代赤鐵礦，局部被方鉛礦尖角狀交代。硫物相分析和巖礦鑒定[12]結果表明試樣中雜質硫主要以硫化物形式存在，且硫化物多為黃鐵礦、白鐵礦等含鐵硫化物，以及含鉛、鋅、銅等有色金屬硫化礦。

1.2 實驗原理與方法

1.2.1 實驗原理

含鐵硫化物在高溫氧化時，可發生如式(1)～(3)所示的反應[13]，含鉛鋅有色金屬硫化礦高溫氧化時則發生如式(4)～(8)所示的反應[14-15]。

FeS2在高溫下發生氧化反應，根據反應氣氛中氧含量，分別被氧化為FeO、Fe3O4和Fe2O3，在氧氣充足的條件下，FeS2最終被氧化為Fe2O3，反應式如下：

PbS的熔點為1 120 ℃[16]，PbS在高溫氧化時，發生如式(4)～(6)所示反應，反應產物有PbSO4(或稱鉛礬)、PbO和單質Pb。

當焙燒溫度達950 ℃時，ZnS發生氧化反應生成ZnO，雜質硫以SO2的形式脫除，反應式見式(7)[16]。

PbSO4的標準生成焓為-918.39 kJ/mol，焙燒溫度為900 ℃以上，PbSO4開始分解成PbO；1 000 ℃以上，PbSO4分解速度加快，發生如式(8)所示反應[16]。

1.2.2 實驗過程

原礦試樣經閉路破碎、篩分至粒徑小于2.0 mm 后混勻、縮分備用，實驗時每次準確稱取礦樣50.00 g 置于剛玉坩堝中，當馬弗爐達到設定溫度后，放于爐中保溫自然氧化焙燒，并開始計時，待反應結束后取出，稍微冷卻后，置于干燥器中冷卻，粉磨制樣后進行測試分析。

焙燒后試樣的硫含量測定方法采用GB/T 6730.16—2016[17]測定。

脫硫率計算式如下：

式中：η為脫硫率，%；SO為原樣中硫質量分數，%；SR為焙燒試樣中硫質量分數，%。

1.3 儀器及測試分析

采用德國Bruker D8 Advance 銅靶X 射線衍射儀對焙燒試樣進行物相分析，管壓為50 kV，電流為30 mA，衍射角為10°～70°，掃描步長為0.02°，掃描速度為3°/min，光散狹縫為1°，接收狹縫為0.30 mm，放散射狹縫為1°。XRD 數據分析采用Jade軟件，繪圖采用Origin軟件。

采用德國LEICA M205 A超景深三維顯微鏡進行顯微觀察，該顯微鏡擁有超大景深和較高的分辨率，且具有優良的色彩再現能力，在較高放大倍數下能清晰觀察到焙燒產物的原始表觀形貌和礦物晶粒特征。

采用法國HORIBA LabRAM HR Evolution 拉曼光譜儀進行拉曼光譜測試。測試條件如下：激光器波長為532 nm，分辨率為3～5 cm-1，波長范圍為200～1 500 cm-1，積分時間為15 s，積分次數為2，激光器功率為50 mW。拉曼數據分析采用CrystalSleuth軟件。

2 結果與分析討論

2.1 氧化焙燒脫硫效果及鉛鋅轉化過程

2.1.1 焙燒溫度對脫硫效果及鉛鋅轉化的影響

通常氧化焙燒溫度和焙燒時間都是影響焙燒過程、產物組分與礦相、脫硫效果的重要因素，特別是焙燒溫度是決定反應能否發生的前提，因此，首先考察不同氧化焙燒溫度對赤褐鐵礦脫硫效果的影響。根據前述金屬硫化物各溫區的氧化反應進程，選定焙燒溫度分別為600、750、900和1 050 ℃，焙燒溫度對脫硫效果的影響如圖3(a)所示，焙燒溫度對鉛鋅質量分數的影響如圖3(b)所示。

圖3 焙燒溫度對脫硫效果及鉛鋅質量分數的影響Fig. 3 Effects of roasting temperature on desulfurization rate and lead and zinc mass fractions

由圖3(a)可知，不同焙燒溫度對脫硫效果的影響有顯著差異。當焙燒溫度為600 ℃時，焙燒試樣顏色仍為棗紅色，試樣總體脫硫率為11.15%～16.38%，僅單質硫和少量黃鐵礦在此階段發生氧化[18]；當焙燒溫度為750 ℃時，試樣中脫硫效果逐漸提高，此時脫硫率可達27.53%，焙燒試樣顏色無明顯變化。當焙燒溫度升至900 ℃時，脫硫效果進一步提升，脫硫率可達56.79%，剩余硫質量分數為1.44%，此焙燒溫度下試樣為暗紅色；當焙燒溫度達到1 050 ℃時，焙燒試樣變為黑紅色，試樣的脫硫效果顯著提高，最大脫硫率為92.51%，此時硫質量分數為0.25%。對于以硫化物與自然硫形式存在的低價硫，其脫硫率達98.64%，表明提高氧化焙燒溫度有利于鐵礦石中雜質硫的氧化脫除，主要是因為提高溫度能促進自然硫和金屬硫化物如FeS2、PbS、ZnS 的氧化反應進程，雜質硫反應生成SO2逸出。隨著焙燒溫度的升高，焙燒礦顏色由棗紅色逐漸轉變為紅黑色。其中，在750～900 ℃和900～1 050 ℃這2 個溫度區間內，氧氣擴散速率增快，脫硫率提升幅度較大，且焙燒溫度越高，脫硫效率越高。

氧化焙燒溫度對鉛鋅質量分數的影響如圖3(b)所示。當焙燒溫度從600 ℃升至1 050 ℃時，試樣鉛質量分數為1.35%～1.57%。從圖3(b)可以看到，隨著焙燒溫度的升高，各溫區的焙燒試樣中鋅質量分數穩定在1.10%左右，表明在此溫區的氧化焙燒過程對鉛鋅的脫除無明顯影響。

2.1.2 焙燒時間對脫硫效果及鉛鋅轉化的影響

為考察氧化焙燒時間對赤褐鐵礦脫硫效果及鉛鋅質量分數的影響過程，參照上述各焙燒溫區條件，分別設定焙燒時間為5、15、30、60、90和120 min，脫硫過程實驗結果如圖4所示。

圖4 焙燒時間對脫硫效果及鉛鋅質量分數的影響Fig. 4 Effects of roasting time on desulfurization rate and lead and zinc mass fractions

由圖4(a)可知，當焙燒溫度為600 ℃，焙燒時間從5 min 延長到120 min 時，試樣脫硫率為4.49%～16.38%，總體脫硫效果不高。在750 ℃焙燒溫度下，當焙燒30 min 后，再延長焙燒時間其脫硫率增幅較小，此時脫硫率可達23.34%。在焙燒溫度為1 050 ℃的條件下，焙燒時間對脫硫效果影響顯著，脫硫率隨焙燒時間延長而顯著上升，焙燒時間為5 min時脫硫率為15.27%，30 min時為79.79%，60 min 時脫硫率達到92.51%，見圖4(a)，此時硫質量分數降為0.25%。繼續延長焙燒時間，脫硫率提升較少。同時，在各焙燒溫度條件下，脫硫效果的快速增長多發生在前30 min，至60 min后其提升均較少，表明脫硫過程存在閾值，因此，對于含鉛鋅赤褐鐵礦氧化焙燒脫硫，脫硫過程最佳的焙燒時間可選為60 min。

氧化焙燒時間對鉛鋅質量分數的影響如圖4(b)所示。在焙燒時間從5 min 增加到60 min 的范圍內，試樣的鉛質量分數為1.35%～1.46%，鋅質量分數為1.05%～1.32%，焙燒試樣鉛鋅質量分數隨焙燒時間的延長無明顯變化，即使是在脫硫效果最佳的氧化焙燒溫度和焙燒時間條件下，對鉛鋅的脫除均無明顯提升效果。

2.2 氧化焙燒產物特性

2.2.1 焙燒產物的物相組成分析

為了查明氧化焙燒脫硫過程硫化物及鉛鋅雜質的相態變化，取焙燒時間為60 min，焙燒溫度分別為750、900、1 050 ℃的焙燒礦和原礦進行XRD檢測，不同焙燒溫度的試樣和原礦試樣XRD 圖譜如圖5所示。

圖5 原礦和不同溫度焙燒礦的XRD圖譜Fig. 5 XRD patterns of raw ore and roasted samples at different temperatures

原礦鑒定分析和化學分析結果表明，該試樣主要為赤鐵礦、部分褐鐵礦及石英，少量方鉛礦、黃鐵礦和閃鋅礦，其中硫多以方鉛礦形式存在，少量以黃鐵礦、閃鋅礦的形式存在。因閃鋅礦含量較低，在圖5中并未出現其特征峰。相比于原礦試樣，隨著焙燒溫度升高，焙燒試樣中方鉛礦、黃鐵礦的衍射峰逐漸減弱。在1 050 ℃的焙燒溫度下，方鉛礦的衍射峰完全消失，說明硫化鉛在高溫下完全氧化。在750 ℃和900 ℃的焙燒試樣中可發現硫酸鉛的存在，在1 050 ℃焙燒試樣中硫酸鉛特征峰消失，說明硫酸鉛在1 050 ℃下被分解為氧化鉛。不同溫度焙燒礦都產生了微弱的磁性鐵衍射峰，說明黃鐵礦在氧化焙燒過程生成了少量磁鐵礦[19-20]。1 050 ℃下大部分鐵礦物以仍以赤鐵礦的形式存在；殘留的少量硫主要以硫酸根的形式存在，此時鉛主要以氧化鉛的形式存在。

2.2.2 焙燒產物的化學分析

為探究氧化焙燒脫硫過程及硫相轉變規律，選擇最佳脫硫率為92.51%的焙燒試樣進行硫物相分析和化學多元素分析，即選擇焙燒溫度為1 050 ℃、焙燒時間為60 min 下的焙燒試樣進行化學分析，焙燒試樣和原礦試樣的硫物相分析結果如表3 所示，焙燒試樣化學多元素分析結果如表4所示。

表3 原礦試樣與焙燒試樣的硫物相分析結果Table 3 Results of sulfur phase analysis of raw and roasted samples

表4 焙燒試樣的化學多元素分析結果(質量分數)Table 4 Chemical multi-element analysis results of roasted samples %

從表3可以看出，原礦中雜質硫主要以硫化物形式賦存，占比為77.81%，1 050 ℃焙燒礦剩余硫質量分數為0.25%；而剩余硫主要以硫酸鹽形式存在，占比為88.00%，氧化焙燒對低價硫的脫硫率達98.64%。對比分析可知，赤褐鐵礦氧化焙燒脫硫存在低價態硫的氧化和硫酸鹽的分解2個主要過程。在600～900 ℃的溫度區間內，以金屬硫化物和自然硫的氧化脫硫反應為主；在900～1 050 ℃，則以金屬硫化物進一步氧化和少量硫酸鹽的分解脫硫反應為主，部分硫酸鹽成為焙燒產物中的殘余硫。焙燒試樣化學多元素分析結果表明焙燒礦中硫質量分數顯著降低，鐵鉛鋅等金屬元素質量分數無明顯變化。

2.2.3 焙燒產物的微觀分析

為進一步明確焙燒產物特性，揭示雜質硫、鉛元素的遷移特征，將方鉛礦和赤鐵礦按質量比1∶2混合進行氧化焙燒(900 ℃，60 min)，對焙燒試樣進行顯微觀察，結果分別如圖6(c)和(d)所示。圖6(a)和(b)所示為赤鐵礦原礦試樣的顯微特征圖，圖中不同大小的棗紅色赤鐵褐礦顆粒錯落分布。圖6(c)中焙燒礦表面有黃白色的物質生成，推測為橙黃色的氧化鉛和白色的鉛礬，即硫酸鉛混合物，與赤鐵礦包裹緊密；從圖6(d)可以看出，焙燒產物呈熔融微固結狀態，含有大量呈六方晶面的赤鐵礦，邊緣夾雜著少許硫酸鉛及未參與反應的石英，焙燒產物中微孔結構發育、各種形貌的細小孔洞明顯，表明氧化焙燒過程中有氣體參與、或雜質硫以二氧化硫氣體形式逸出。

圖6 原礦與氧化焙燒產物顯微特征Fig. 6 Microscopic characteristics of raw ore and oxidation roasting products

用超景深三維顯微鏡可在較高倍數下清晰觀察到焙燒產物的原始表觀形貌和晶粒特征，故對此焙燒試樣進行三維超景深顯微觀察鑒定[21-22]，顯微鏡照片如圖7所示。

圖7 氧化焙燒產物超景深顯微鏡照片(900 ℃，60 min)Fig. 7 Oxidation roasting products observed by digital microscope(900 ℃, 60 min)

圖7(a)和(b)中赤鐵礦晶面清晰可見，具有明顯金屬光澤；由于方鉛礦屬等軸晶系，常呈立方晶形，具有一組完全解理面。由圖7(b)和(c)可見呈階梯狀分布的硫化鉛光滑解理面，說明焙燒溫度為900 ℃、焙燒時間為60 min的焙燒條件下仍殘留有部分硫化鉛未被氧化，與此焙燒條件下脫硫率為56.79%的結論相符，須繼續升高焙燒溫度以促進其氧化。硫鐵礦氧化焙燒過程中生成的磁鐵礦結晶程度較好，與生成的硫酸鉛結構緊密相連，且被高溫釉質層包裹，可見其八面體晶形，多數呈自形、半自形粒狀結構(見圖6(d))，這與圖5 中900 ℃焙燒試樣出現磁鐵礦衍射峰的情況相符。焙燒試樣微觀形貌分析說明金屬硫化物在焙燒過程中發生氧化反應，生成金屬氧化物和金屬硫酸鹽如硫酸鉛等。

使用LabRAM HR Evolution拉曼光譜儀，對焙燒溫度為900 ℃、焙燒時間為60 min 的焙燒礦樣品中的礦物特征點進行拉曼光譜測定，將焙燒礦各點的拉曼光譜與RRUFF 數據庫中礦物卡片的拉 曼光譜對比，結果如圖8所示。

圖8 焙燒試樣與礦物卡片的拉曼圖譜Fig. 8 Raman spectra of roasted samples and mineral cards

從圖8(a)可以看出，焙燒礦測試點的拉曼圖譜與RRUFF 數據庫中赤鐵礦卡片(卡片編號為R050300)的圖譜相匹配，說明焙燒礦產物中含有Fe2O3；圖8(b)中焙燒礦測試點的拉曼光譜與數據庫中鉛礬卡片(卡片編號為R040004)的拉曼光譜相匹配，確定該點樣品為PbSO4，所得結果與顯微特征分析結論均證實部分PbS 被氧化生成PbSO4；圖8(c)中焙燒礦測試點的拉曼圖譜與RRUFF 數據庫中石英卡片(卡片編號為X080016)的圖譜相匹配，說明焙燒產物中有未反應的SiO2。焙燒產物顯微觀察鑒定和拉曼光譜結果進一步證實了含鉛鋅赤褐鐵礦氧化焙燒脫硫過程中PbS氧化生成PbO和少量PbSO4；FeS2氧化生成Fe2O3和少量Fe3O4。

3 氧化焙燒脫硫機理分析

為了探究脫硫反應機理和金屬硫化物氧化焙燒過程的相變規律，利用FactSage熱力學軟件和相關熱力學數據[23]對焙燒脫硫過程可能發生的脫硫反應進行熱力學分析，涉及的主要反應及其自由能隨溫度的變化曲線如圖9所示。

圖9 吉布斯自由能與溫度的關系Fig. 9 Functional relationships between Gibbs free energy and temperature

從圖9可以看出，在溫度為600～1 050 ℃的范圍內，除反應式(8)以外，金屬硫化物氧化反應的吉布斯自由能均為負值，說明此溫度區間各脫硫反應均可自發進行，且式(2)和(3)的反應最易自發進行，生成Fe2O3和Fe3O4。比較含鐵硫化物(反應式(1)、(2)、(3))和有色金屬硫化物(反應式(4)、(5)、(7))的脫硫反應發現，含鐵硫化物更容易被氧化，生成SO2氣體，從而脫除雜質元素硫。從反應吉布斯自由能變化趨勢看，溫度越高越有利于脫硫反應的發生。

結合焙燒產物顯微分析和物相分析，在600～1 050 ℃的溫度范圍內，硫化鉛的脫硫反應以式(4)、(5)為主，生成PbO和PbSO4。從熱力學上看，生成的PbSO4在上述溫度范圍內，其分解反應的吉布斯自由能大于零，反應無法自發進行。在實際焙燒體系中，由于氧化反應放出熱量，反應激烈，PbSO4受熱后仍能被部分分解[24]，所以其焙燒產物以PbO為主，含少量PbSO4，這與產物特性分析結果相符合。

從焙燒試樣脫硫過程中鉛鋅雜質和含鐵礦物的轉化過程看，PbS 在焙燒過程中多數生成PbO，少量生成PbSO4，PbSO4分解為PbO，雜質硫以PbSO4的形式存在；ZnS在高溫下氧化焙燒，生成ZnO 和ZnSO4，當焙燒溫度達到1 050 ℃時，ZnSO4易發生分解，生成ZnO，所以ZnS高溫下氧化焙燒更趨向于形成ZnO；FeS2氧化生成Fe2O3和少量Fe3O4等物質。含鉛鋅赤褐鐵礦中金屬硫化物氧化焙燒脫硫過程相態變化示意圖如圖10 所示。預熱氧化焙燒可有效脫除含鉛鋅赤褐鐵礦中的雜質硫，鉛鋅鐵等金屬以氧化物的形式進入焙燒產物，但鉛鋅等金屬元素質量分數則無明顯變化(見圖3(b))，說明雜質硫沒有以金屬硫化物或硫酸鹽等形式直接脫除，而是被氧化為SO2進而脫除。所得焙燒產物經碳熱還原脫除鉛鋅，后經磁選獲得的鐵精礦可作為合格的煉鋼原料。

圖10 金屬硫化物氧化焙燒脫硫過程相態變化Fig. 10 Phase transformation during oxidation roasting and desulfurization of metal sulphides

4 結論

1) 含鉛鋅赤褐鐵礦中含硫3.34%(質量分數，下同)，含鉛、鋅分別為1.50%和1.25%，硫主要以硫化物和自然硫形式存在，含硫金屬化合物多為鐵、鉛、鋅硫化物。在750～1 050 ℃溫度下進行氧化焙燒脫硫，脫硫率從27.53% 迅速提高到92.51%。在試樣粒度小于2.0 mm、焙燒溫度為1 050 ℃、焙燒時間為60 min條件下，焙燒礦硫質量分數為0.25%，總脫硫率達92.51%，對低價硫的脫硫率達98.64%。氧化焙燒過程可有效脫除該類含鉛鋅赤褐鐵礦中的雜質硫。

2) 在氧化焙燒過程中，氧化焙燒溫度和焙燒時間均對脫硫效果的影響顯著，鐵、鉛、鋅硫化物中的硫均可通過氧化過程產生SO2而被脫除。隨著焙燒溫度的升高，含鉛鋅的硫化物雜質中PbS氧化產生PbO 和少量PbSO4，ZnS 主要氧化生成ZnO，焙燒產物中主要為Fe2O3、Fe3O4、PbO、ZnO、PbSO4等。焙燒礦顏色由棗紅色逐漸轉變為紅黑色，有少量磁性鐵礦物生成。當焙燒溫度達到1 050 ℃，金屬硫化物氧化焙燒脫硫過程較完全，硫酸鹽部分分解，殘留部分成為焙燒產物中的殘余硫。

3) 在氧化焙燒過程中，PbS主要被氧化為橙黃色的PbO和少量白色的PbSO4，ZnS主要被氧化為ZnO，FeS2主要被氧化為Fe2O3和少量Fe3O4，且含鐵硫化物比鉛鋅硫化物更容易發生氧化反應。隨著氧化焙燒溫度的提高，焙燒產物中逐漸出現多孔微小固熔體形貌和表面高溫釉質層。