鉬是稀有金屬，不可再生且資源有限，在地殼的組成元素中占第37位，其含量為3×10-6，是高熔點稀有金屬，體積密度為10.3 g/cm3，熔點2 620 ℃。鉬在自然界中主要以鉬礦的形態(tài)出現(xiàn)，一般成礦后分布比較分散，不能像鐵礦那樣形成上億噸儲量的富集礦體，鉬精礦的主要成分是MoS2，純MoS2中含Mo 59.94%，S 40.06%。鉬鐵冶煉工藝分為焙燒和冶煉2個過程，在焙燒過程中將鉬精砂經回轉窯氧化焙燒為氧化鉬，在冶煉過程中將氧化鉬還原為鉬，并制成鉬鐵，要生產含硫量低的合格鉬鐵，鉬精礦的氧化焙燒便顯得尤為重要，必須保證鉬精礦比較徹底地脫硫，并使鉬焙砂有比較合適的氧化程度。
1 MoS2的氧化
由熱力學數(shù)據(jù)可知
1.1 反應溫度分析
式(1.1)反應是強放熱反應。常溫標準狀態(tài)下：T=298 K，ΔG01=-1 003.13 kJ/mol，說明反應在室溫下即能進行，焙燒反應一旦進行，不需要外部供應熱量。由于反應會放出大量的熱，使體系溫度升高。而對于放熱反應來說，溫度升高對反應不利。如果ΔG01≥0，必須使T≥5 052 K。顯然，體系不可能達到此溫度，反應不會停止，即實際生產的溫度下，反應式(1.1)會始終進行。
1.2 反應氣氛分析
為了計算方便，反應式(1.1)變形如下：
實際生產溫度上限為680 ℃（953 K），以1 000 K進行估算，設該體系中SO2分壓的上限為PSO2，體系壓力為P0（與大氣相通）。
因為不斷向爐內通空氣，氣體始終是流動的，PSO2不會太高，PSO2P0，
顯然，若假設爐內始終維持一個標準壓力（P0）的空氣，爐內的SO2永遠達不到此程度。那么爐內達到平衡的SO2分壓可如下計算：
顯然，爐內SO2分壓永遠達不到這個限度，那么氧化焙燒反應（1.1）始終能向右進行，即反應（1.1）能進行很完全，鉬精礦中的硫能比較徹底地脫除。
1.3 粒度對反應的影響
由以上分析可知，從熱力學角度，在生產能夠達到的任何溫度下，反應(1.3)始終能向右進行。但在實際焙燒過程中，MoS2的氧化反應速度較快才有實際意義。鉬精礦顆粒愈小，且與氧接觸條件愈好，反應速度愈快。實際測定的鉬精礦開始氧化溫度（宏觀開始反應溫度）和燃燒溫度（即激烈反應溫度）與鉬精礦粒度的關系見表1，這主要是動力學因素在起作用。
表1MoS2的開始氧化溫度、燃燒溫度與粒度的關系［3］
1.4 其他影響因素［4］
因MoS2氧化反應強烈放熱，當反應溫度升高時，反應的平衡將向左移動，而且反應本身放出的熱量足以維持焙燒反應正常進行，所以就MoS2氧化焙燒成MoO3反應本身來說，不需外部供熱。2反應充分進行，就應保證焙燒中有過剩的空氣，這樣可以降低氧化焙燒的溫度。
另外，MoO3（s）熔點較低（795 ℃），若焙燒溫度高于MoO3熔點，MoO3將熔化，必使精礦燒結，從而惡化反應條件，降低反應速度?？梢?，保證精礦不燒結也要求有過?？諝?，使其帶走部分反應熱，降低反應溫度。
由MoO3蒸氣壓與溫度的關系：
log(pMoO3/kPa)=-15.230×103(T/K)-1-4.02log(T/K)+26.28
可知700 ℃（973 K）時，pMoO3=41.23 Pa，焙燒溫度過高，變成氣體隨廢氣從爐內排出，造成Mo的損失。因此，必須注意控制焙燒溫度，同時還要回收廢氣中的MoO3。
2 共生硫化礦物的氧化
在相同的氧化焙燒條件下，與MoS2（s）共生的FeS、Cu2S、SnS等硫化物也發(fā)生氧化反應：
各種硫化物的氧化順序可根據(jù)生成氧化物反應的ΔG0T值來判定。幾種主要硫化物雜質及MoS2氧化反應的ΔG0T~T關系見圖1。
由圖1可知，在相同的氧化焙燒條件下，鉬精礦中硫化物的氧化順序為FeS、MoS2、PbS、CuS、SnS。的氧化物生成硫酸鹽。
銅硫化物的氧化反應［5］：
CuS(s)+3/2O2(g)=CuO(s)+SO2(g)[JY] （2.2）
ΔG02=［-398 400-81.96(T/K)］ J/mol[JY] （2.3）
Cu2S(s)=2O2(g)=2Cu2O(s)+SO2(g)[JY] （2.4）
ΔG04=［534 510-212.59(T/K)］ J/mol[JY] （2.5）
CuO(s)+SO3(g)=CuSO4(s)[JY] （2.6）
ΔG06=［-204 700-170.42(T/K)］ J/mol[JY] （2.7）
此外，CuO(s)、MoO3(s)還能生成鉬酸銅：
CuO(s)+MoO3(s)=CuMoO4(s)[JY] （2.8）
ΔG08=［-27 600-2.12(T/K)］ J/mol[JY] （2.9）
CuMoO4和MoO3在560 ℃生成低熔點共晶，從而使鉬精礦在焙燒過程中燒結，影響去硫效果，好在鉬精礦CuO含量很低，另反應（2.6）ΔG0833=-62.74 kJ/mol。而反應（2.8）ΔG0833=-29.37 kJ/mol，氧氣充分的條件下，反應（2.5）比反應（2.7）發(fā)生的可能性更大，且反應（2.6）為氣固反應，比固固反應更具有優(yōu)勢的動力學條件。所以，在本設計選擇的溫度范圍內，形成燒結的危險性較小。
PbS在鉬精礦中含量波動較大。焙燒鉬精礦時PbS也氧化，但因其在空氣中燃點較高，當焙燒溫度控制在600～650 ℃時，其不會強烈氧化。若發(fā)生局部反應，由于反應放熱量較大，也會引起鉬精礦局部過熱燒結，影響去硫效果。
綜上所述，鉬精礦中硫化物雜質在焙燒中若生成硫酸鹽時，因其分解溫度高于焙燒溫度，故不能分解，最后殘留在鉬精礦中，使之含硫量增加。因此，對鉬精礦中硫化物雜質含量必須加以限制，特別是硫化銅、硫化鋁能使鉬精礦燒結，影響焙燒效果，必須嚴格限制。
3 MoO3與雜質氧化物及鉬精礦的反應
輝鉬礦焙燒產生的MoO3可能與鉬精礦中的雜質氧化物反應生成鉬酸鹽，如：
CaO(s)+MoO3(s)=CaMoO4(s)[JY] （3.1）
CaCO3(s)+MoO3(s)=CaMoO4(s)+CO2(g)[JY] （3.2）
FeO(s)+MoO3(s)=FeMoO4(s)[JY] （3.3）
這類反應對焙燒過程及產品質量沒有害處［6］
在焙燒過程中，如果鉬精礦燒結成塊，則原來的氣-固相反應的良好條件被惡化。雖然體系內仍保留有過剩的空氣，但氧必須通過燒結塊殼向其內部尚未氧化的MoS2界面擴散，因此供氧不足，在界面處MoS2和MoO3反應生成MoO2：
MoS2(s)+6MoO3(s)=7MoO2(s)+2SO2(g)[JY] （3.4）
ΔG04=［67 900-351.38(T/K)］ J/mol[JY] （3.5）
此反應為吸熱反應，若焙燒溫度升高，反應（3.4）向右進行的可能性增大。溫度達600 ℃以上時，反應速度也很快。所以，在鉬精礦燒結塊內部必定有一層MoO2，在MoO2層內就有可能存在尚未氧化的MoS2。可見，在焙燒過程中，應盡量避免鉬精礦燒結成塊，以保持氣-固相反應的良好條件，確保焙燒去硫的效果［7］。
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