硫化矿物在氧化气氛条件下加热，将全部（或部分）硫脱除转变为相应的金属氧化物（或硫酸盐）的过程，称为氧化焙烧（或硫酸化焙烧）。在焙烧条件下，硫化矿物转变为金属氧化物和金属硫酸盐的反应可表示为：
2MS+3O 2 ＝2MO+2SO 2
2SO 2 +O 2 ＝2SO 3
MO+SO 3 ＝MSO 4
当炉气中的三氧化硫分压大于金属硫酸盐的分解压时，焙烧产物为金属硫酸盐，过程属于硫酸化焙烧（部分脱硫焙烧）。反之，当炉气中的三氧化硫分压小于金属硫酸盐的分解压时，焙烧产物为金属氧化物（全脱硫焙烧）。因此，在一定温度下，硫化矿物氧化焙烧产物取决于气相组成和金属硫化物、氧化物及金属硫酸盐的离解压。各种金属硫酸盐的分解温度和自由能不同，控制焙烧温度和炉气成分，即可控制焙烧产物组成，以达到选择硫酸化焙烧的目的。
进入焙烧作业的炉料组成相当复杂，例如，在焙烧过程中铁的硫化物反应为：
4FeS 2 +11O 2 ＝2Fe 2 O 3 +8SO 2
3FeS+5O 2 ＝Fe 3 O 4 +3SO 2
最后一个反应在700℃时将立即向右边移动。焙烧过程生成的氧化铁与其他金属化合物发生相互反应：
16Fe 2 O 3 +FeS 2 ＝11Fe 3 O 4 +2SO 2
10Fe 2 O 3 +FeS＝7Fe 3 O 4 +SO 2
6Fe 2 O 3 +Cu 2 S＝2Cu+4Fe 3 O 4 +SO 2
9Fe 2 O 3 +ZnS＝ZnO+6Fe 3 O 4 +SO 2
Fe 2 O 3 +MO＝MO·Fe 2 O 3
最后三个反应在600～800℃时进行甚为完全。此外，炉气中的SO 3 、SO 2 也是铁硫化物的氧化剂。黄铁矿是易焙烧的硫化物，其着火温度视粒度大小而异，焙烧结果得到氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁和未氧化的硫化亚铁，焙烧产物主要为氧化铁。
又如，在焙烧过程中铜的硫化物的反应为：
当有硫化物存在时，反应生成的硫酸铜会在很低温度下进行相互反应而分解：
因此，铜硫酸化焙烧的温度应小于650℃，氧化焙烧的温度应高于650℃，此时焙烧产物主要为未经氧化的硫化亚铜、氧化铜及少量的硫酸铜。