L'extraction du cuivre des minerais sulfurés est un procédé métallurgique complexe, dont la conversion au convertisseur est une étape clé. La matte de cuivre fondue est ensuite raffinée en cuivre blister. Ce procédé permet non seulement d'éliminer efficacement les impuretés, mais aussi d'augmenter significativement la pureté du cuivre, préparant ainsi le terrain pour le raffinage ultérieur.

Le processus de conversion commence par le transfert de la matte de cuivre fondue dans un convertisseur (BOF). La matte, produit intermédiaire issu de la fusion du minerai sulfuré, est principalement composée de sulfure cuivreux (Cu₂S) et de sulfure ferreux (FeS). Dans le convertisseur, de l'air ou de l'air enrichi en oxygène est insufflé dans la masse fondue par des tuyères afin d'apporter l'oxygène nécessaire à la réaction d'oxydation. La conversion est un processus intensément exothermique, qui maintient des températures élevées (environ 1 200 °C) sans nécessiter de combustible supplémentaire.

En atmosphère oxydante, le fer et le soufre sont préférentiellement oxydés. Le sulfure ferreux réagit avec l'oxygène pour former de l'oxyde ferreux et du dioxyde de soufre. L'oxyde ferreux se combine au flux de quartz ajouté pour former des scories de silicate, qui sont périodiquement évacuées du convertisseur. Simultanément, du soufre s'échappe sous forme de gaz SO₂, récupérable pour la production d'acide, réduisant ainsi la pollution environnementale.

À mesure que le fer et le soufre sont continuellement éliminés, la concentration en sulfure cuivreux du métal fondu augmente progressivement. Une fois les impuretés largement éliminées, le Cu₂S restant subit une oxydation pour produire du cuivre boursouflé et du SO₂. Le produit final est appelé « cuivre boursouflé », en raison des dépressions en forme de bulles qui se forment à sa surface lors de la solidification, dues à la fuite de SO₂. La pureté du cuivre boursouflé est d'environ 98,5 % à 99,5 %, les principales impuretés étant de faibles quantités de métaux tels que le fer, le soufre, l'arsenic et l'antimoine.

Le procédé de soufflage du convertisseur est efficace et économique, permettant la récupération du soufre et une valorisation optimale des scories, réduisant ainsi l'impact environnemental. Cependant, ce procédé nécessite un contrôle précis du volume d'air, de la température et du rapport de flux pour garantir une réaction suffisante et maximiser la récupération du cuivre. Le cuivre blister subit également un pyroraffinage et un raffinage électrolytique pour produire du cuivre électrolytique de haute pureté.

En résumé, le soufflage de convertisseurs est l'une des technologies clés de la fusion du cuivre. Il élimine efficacement le fer et le soufre par réaction d'oxydation et convertit la matte en cuivre blister, ce qui incarne la combinaison parfaite des principes chimiques et des pratiques industrielles du génie métallurgique.