传统铋精矿火法冶炼工艺大体是采用烧结焙烧--鼓风炉(反射炉或转炉)熔炼--火法精炼工艺,但该工艺存在有价金属回收率低、原料中硫未能得到有效利用、二氧化硫烟气需要治理、熔炼工序长而复杂等一系列问题。为解决上述问题,本文提出含铅铋精矿富氧熔池熔炼直接炼铋工艺,即先对铋精矿进行氧化熔炼产出高铋合金和铅铋渣,再对铅铋渣进行还原熔炼产出铅铋合金。首先对熔炼过程主金属铅铋涉及到的一些基础反应进行热力学分析,其次对直接熔炼过程进行理论分析,接着在此基础上进行氧化熔炼和还原熔炼实验,实验过程中借助于XRD测试、热重分析及ICP元素分析等手段对熔炼后的渣及合金相进行分析,得出结论如下：(1)铋火法冶炼中,铅与铁一样,能置换硫化铋中铋,铅铋的硫化物、氧化物之间的交互反应,高温下最终产物是单质金属；通过对铅铋等的硫势氧势图的分析,表明直接熔炼含铅铋精矿从理论上是可行的,即存在铋直接熔炼的区域,并且该区域比铅的宽；用碳还原铅铋铜氧化物,理论上能进行得很彻底。(2)造渣熔池有助于减少金属挥发量,提高金属直收率,同时采用富氧有利于提高金属直收率,元素硫得到有效利用；含铅硫化铋精矿,采用两段熔炼是必要的,氧化段主要回收铋,还原段回收铅。(3)氧化熔炼实验过程中,得出较适宜的熔炼条件：铁硅比1～1.25,钙硅比为1,熔炼温度1200℃,75g铋精矿/125g水淬渣,采用富氧,氧气流量为0.81/min,通气管深度为35cm,吹炼时间为7min-10min,保温时间为45min。所得主金属直收率为：铋达80%～90%之间,铅40%-70%之间。(4)还原熔炼实验过程中,得出较适宜的熔炼条件：煤粉用量4%,铁硅比0.9,钙硅比0.8,还原时间75min,还原温度1200℃,此时金属直收率为铋78.9%,铅72.5%,铜87.7%,银96.5%。氧化熔炼和还原熔炼实验结果表明,该工艺是切实可行的,不仅解决了传统反射炉工艺存在的二氧化硫含量低难以制酸,热量得不到有效利用等问题；还综合回收了其它有价金属,流程工序短,生产效率高。图62幅,表31个,参考文献131篇。