烧结焙烧所采用的铅锌精矿除方铅矿PbS, 闪锌矿ZnS外, 还含有其他各种金属硫化物及硅、 钙等的氧化物, 在强氧化气氛和高温的烧结条件下, 将发生不同的物理化学变化。

2.3.1 硫化铅的焙烧反应分析

在高温及氧化气氛下, 会生成PbO和PbSO4, 发生的反应如下: 

最初形成的PbSO4再与PbS相互作用而形成PbO: 

3PbSO4+PbS=4PbO+4SO2

如果反应物之间接触良好, 温度在550℃以上, 则反应从左向右进行到底。

PbO与PbSO4还会与未氧化的PbS发生交互反应: 

在烧结焙烧的强氧化气氛下, 金属铅会进一步氧化为PbO, 或金属铅与其他氧化物或PbSO4相互作用而形成PbO。

在烧结过程中常产生少量的铅, 其生成量随着烧结块含铅量的增高与SiO2含量的降低而增多。

在高温条件下, PbSO4也会分解变为PbO。所以, 在烧结焙烧条件下, PbS氧化的结果是生成PbO和PbSO4, 从PbS精矿的烧结焙烧目的来说, 由于PbSO4在鼓风炉还原熔炼的条件下, 不能还原得到金属铅, 而是还原成PbS进入铜锍, 所以, 必须在焙烧过程中全部变成PbO, 尽量减少PbSO4的生成。

在焙烧过程中, PbSO4与PbO比例视焙烧条件而定。PbSO4生成的条件及数量取决于焙烧的气氛、 焙烧的温度以及物料的组成。

PbSO4在气相中存在SO3时才能生成, 其反应按下式进行: 

2SO2+O2=2SO3

PbO+SO3=PbSO4

由以上两反应可见, 只要保证SO2能够转变为SO3, 并与氧化铅接触, 就有利于PbSO4的生成。

PbSO4生成的数量主要取决于焙烧的温度, 提高焙烧温度能够促使PbSO4分解。焙烧时, 在低温下(〈700℃)主要生成硫酸盐, 在高温下(705~1000℃)主要形成氧化物。

精矿中的脉石或加入其中的熔剂SiO2、 Fe2O3和CaO都能促进PbSO4的分解, 其化学反应为: 

综上所述, 在烧结焙烧过程中, 由于采用的温度在1000~1200℃, 同时炉料中存在有大量的脉石与熔剂, 加之焙烧过程的强化, PbS会达到完全氧化的目的, 所以, 烧结焙烧得到的烧结块中的铅主要是以游离的氧化铅和结合状的氧化铅锌(如硅酸盐等)的形式存在, 其次是金属铅、 硫酸铅及少量未氧化的硫化铅。