تعد معالجة المعادن الحرارية بالفرن الدوار عملية أساسية لمعالجة مركزات القصدير متوسطة الجودة وإنتاج القصدير الخام. تتميز هذه العملية بقدرتها العالية على التكيف مع المواد الخام وإمكانية إنتاجها المستمر. تتضمن العملية بشكل أساسي تحضير المواد الخام، والصهر بالاختزال، وفصل المنتجات، ومعالجة غازات المداخن.

يُعدّ تحضير المواد الخام أمرًا أساسيًا. يجب خلط مُركّز القصدير (الذي يحتوي على نسبة تتراوح بين 40% و70% من القصدير) مع عامل اختزال (مسحوق أنثراسايت/فحم الكوك)، ومادة صهر (أساسًا الحجر الجيري/الجير)، ومواد إعادة التدوير (مثل السخام والخبث المحتوي على القصدير) بنسب دقيقة. يُعدّ الخلط السليم أمرًا بالغ الأهمية للتحكم في كفاءة الاختزال وتكوين خبث جيد.

تتم عملية الصهر بالاختزال في قلب فرن دوار. تُضاف مادة الشحنة المختلطة في الجزء الخلفي من الفرن، وتتحرك مع دوران الفرن (1-4 دورات في الدقيقة) نحو رأس الفرن المائل (منطقة درجة الحرارة العالية). بعد التسخين المسبق الجاف، واحتمال إزالة الكبريت المؤكسد وإزالة الزرنيخ في منطقة درجة الحرارة المتوسطة، تحدث تفاعلات رئيسية في منطقة الاختزال عالية الحرارة عند 1300-1450 درجة مئوية. يوفر احتراق الكربون الحرارة وينتج عامل الاختزال CO، الذي يُختزل SnO₂ إلى قصدير معدني. كما تُختزل أكاسيد الحديد جزئيًا، بينما يتفاعل المُصهور مع الشوائب (مثل SiO₂) لتكوين خبث سائل يتكون أساسًا من سيليكات الكالسيوم.

يُستكمل فصل المنتج عند رأس الفرن. يُفرّغ مصهور القصدير الخام الكثيف (الذي يحتوي على أكثر من 80% قصدير، ويحتوي على شوائب مثل الحديد والزرنيخ) من الطبقة السفلية ويُصبّ في سبائك. يُفرّغ الخبث السائل الأقل كثافة (محتوى القصدير المستهدف <1%) من الطبقة العلوية، ويمكن معالجته لاحقًا لاستعادة القصدير المتبقي. يجب توخي الحذر للتحكم في شدة الاختزال لمنع تكوّن سبائك قصدير-حديد صعبة المعالجة (الخبث الصلب).

معالجة غازات المداخن ضرورية. يُفرَّغ غاز المداخن عالي الحرارة (المحتوي على الغبار، وثاني أكسيد الكبريت، والقصدير المتطاير) من مؤخرة الفرن. بعد استعادة الحرارة المهدرة وتبريدها، يمر عبر أعاصير، أو مرشحات كهروستاتيكية، أو أكياس غبارية لالتقاط غبار القصدير والرصاص والزنك بكفاءة (لإعادته أو إعادة تدويره). وأخيرًا، يخضع لإزالة الكبريت والزرنيخ قبل الوصول إلى معايير الانبعاثات.

تكمن مزايا المعالجة الحرارية للفرن الدوار في قدرته الكبيرة على المعالجة، وقدرته على التكيف مع المواد الخام، وكفاءته الحرارية العالية. وهو مناسب بشكل خاص لمعالجة مركزات القصدير ذات المحتوى العالي من الحديد أو التركيبات المعقدة. يمكن تكرير القصدير الخام الناتج لاحقًا (من خلال الصهر، وإزالة الشوائب، والتبلور، والتجزئة) لإنتاج قصدير مكرر عالي النقاء. تُعد هذه العملية تقنية شائعة في معالجة القصدير الحديثة، مما يُظهر بوضوح الدور الرئيسي للفرن الدوار في الصهر الحراري للمعادن غير الحديدية المعقدة.