现代火法炼铜工艺中,仍以熔炼-吹炼两段法技术为主,但因其间断操作造成烟气量波动较大、二氧化硫易泄漏问题,从而导致低空污染严重。同时随着环境保护和节能减排的要求日趋严格,一步炼铜技术逐渐受到重视,将成为今后火法炼铜行业的研究重点,该工艺还具有强化冶炼过程、提高生产率及简化冶炼工序等特点。本课题将以辉铜矿为主的高品位硫化铜精矿,并添加黄铜矿,通过热力学分析及实验结果研究直接冶炼粗铜的可操作性。本课题采用辉铜矿和黄铜矿为原料,运用Fact Sage热力学软件计算了辉铜矿和黄铜矿型铜精矿分别单独直接冶炼粗铜热力学理论数据,以及以渣型和热量互补为前提,调整辉铜矿和黄铜矿混合比例至冶炼铁硅比0.4、0.6、0.9及1.2,Ca O为添加剂降低熔渣粘度,探讨了在1100～1350℃物相平衡、熔渣成分、粗铜元素含量及铜直收率随温度的变化关系,分析了1300℃下熔渣渣型,铜直收率、粗铜品位、粗铜含S、渣含铜、熔渣粘度及渣量等冶炼参数。借助热力学数据结果,对所得最优渣型可行性调控实验方案进行验证,考察了气体喷吹速率、喷吹时间以及沉降时间对铜直收率的影响,利用化学成分分析、XRD、EPMA等手段对最佳实验条件下所得实验结果进行分析,并与理论数据对比。由于辉铜矿在直接冶炼过程中析出Si O₂,使得熔渣粘度增大,流动性差,进行正常冶炼难度较大;黄铜矿直接冶炼因其造渣困难,自热能力不足,渣中尖晶石含量高导致直接冶炼较困难。通过调整辉铜矿和黄铜矿混合比例,添加Ca O降低熔渣粘度,得到铜直收率在83.31%～95.53%之间,渣含铜为4.26%～16.45%,理论上可实现辉铜矿混黄铜矿一步冶炼。对辉铜矿混黄铜矿冶炼粗铜进行实验验证,在喷吹速率0.4 min/L、喷吹时间为理论时间1.4倍、沉降时间2 h的最佳实验条件下,可得铜直收率为71.83%～83.79%,而渣含铜为15.84%～18.02%,这是由于机械夹带使得渣中铜含量较高,导致铜直收率较理论值偏低。通过本课题研究可以为辉铜矿混黄铜矿一步炼铜生产实践形成理论指导。