近年來，我國再生鉛工業(yè)取得了快速發(fā)展。再生鉛產(chǎn)量快速增長，從1999年的9.74萬噸，增長到2010年的135 萬噸。再生鉛占鉛總產(chǎn)量的比重大幅提高。由于鉛的可再生性和資源的日益匱乏性，決定了再生鉛工業(yè)必將是今后鉛工業(yè)的發(fā)展方向。
廢鉛酸蓄電池以及在鉛冶煉、鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鉛渣灰是再生鉛生產(chǎn)的主要原材料，同時，也屬國家嚴格控制的危險廢物。因此，采用先進的冶煉技術安全處置這些含鉛物料，對減少社會環(huán)境風險，消除回收利用過程中的重金屬鉛二次污染具有重要的意義。
近年來，我國再生鉛冶煉技術取得了較大進展，引進的廢鉛酸蓄電池破碎分選生產(chǎn)線增多，為再生鉛冶煉技術提升提供了較好的基礎，但是，國內(nèi)再生鉛冶煉技術水平與國際先進水平相比還有較大差距，主要體現(xiàn)在：金屬回收率低、重金屬污染嚴重、能耗高、生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)過程二次污染仍相當嚴重。2008年以來，重金屬污染事件頻發(fā)，使我國再生鉛工業(yè)整體技術水平低的矛盾進一步顯現(xiàn)，成為制約再生鉛發(fā)展的主要問題之一。在全球倡導循環(huán)經(jīng)濟、綠色經(jīng)濟和低碳經(jīng)濟的今天，研究開發(fā)新的再生鉛冶煉技術，提高冶煉技術水平，減少重金屬污染和S02排放，除低生產(chǎn)能耗，降低碳排放，是當前國內(nèi)再生鉛行業(yè)面臨的重要課題。
1 國內(nèi)外再生鉛技術冶煉現(xiàn)狀
再生鉛冶煉技術的起步借鑒了原生鉛的生產(chǎn)，大量使用鼓風爐冶煉技術，以及原生鉛中用于處理浮渣的反射爐冶煉技術，現(xiàn)在，這些技術通過改良后仍然部分使用。隨著再生鉛工業(yè)的發(fā)展和再生鉛比重的不斷提升，適用于再生鉛生產(chǎn)的冶煉技術也取得了重大的進展，各類火法和濕法冶煉技術均在再生鉛工廠中得到實踐應用。
1.1 國外先進再生鉛冶煉技術及特點
國外先進的再生鉛冶煉技術可以分為三類：短窯冶煉技術、反射爐/鼓風爐/轉爐組合冶煉技術、濕法冶煉技術。
1.1.1 短窯冶煉技術
以歐洲發(fā)達國家為代表，普遍采用短窯冶煉技術，電池破碎分選后，鉛屑和鉛膏分別在短窯中熔煉，屬間歇熔煉法。鉛膏采用脫硫技術，脫硫后鉛膏冶煉溫度一般為1100℃，未脫硫的鉛膏物料，冶煉溫度一般為1300℃以上。在熔煉過程中加入鐵屑、純堿、白煤等作助熔劑，渣率一般為10-20%，渣含鉛一般為3-5%。其工藝技術特點是機械化程度高，作業(yè)靈活，生產(chǎn)過程清潔。
1.1.2反射爐和鼓風爐/轉爐組合冶煉技術
以美國為代表，普遍采用反射爐和鼓風爐/轉爐冶煉技術，廢鉛酸蓄電池經(jīng)破碎分選、鉛膏脫硫后，采用兩種爐型處理：如反射爐----鼓風爐流程、反射爐----轉爐流程等，冶煉溫度一般為
1250-1300℃以上。其工藝技術特點是規(guī)模大、生產(chǎn)效率高，運行成本低。
1.1.3濕法冶煉技術
近年來，對再生鉛濕法冶煉技術研究取得進展，主要技術有：鉛膏脫硫轉化—還原浸出—電解沉積、鉛膏直接浸出--電解沉積和鉛膏直接電解沉積等工藝。相繼開發(fā)出有代表性的Placid技術、Plint技術、Ginatta技術、 RSR技術等，但都還沒有大規(guī)模工業(yè)化應用。
1.2 國內(nèi)再生鉛冶煉技術現(xiàn)狀
自上世紀90年代以來，國內(nèi)開始在再生鉛冶煉技術方面進行研究并取得進展，如“八五”科技攻關項目“無污染再生鉛技術”等。近年來，一些新的再生鉛冶煉技術開始應用，但是，國內(nèi)整體再生鉛冶煉技術與世界先進水平相比，還有較大差距，主要表現(xiàn)在先進的技術與傳統(tǒng)的技術并存，并且傳統(tǒng)的再生鉛冶煉技術形成的產(chǎn)能占據(jù)相當大的比重。國內(nèi)再生鉛冶煉技術主要有五大類：傳統(tǒng)的采用沉淀冶煉工藝、簡陋的小反射爐冶煉技術、廢鉛酸蓄電池破碎分選后鉛屑和鉛膏分開冶煉(短窯冶煉/反射爐冶煉)技術，廢鉛酸蓄電池破碎分選，鉛屑單獨冶煉/鉛膏進入原生鉛系統(tǒng)的冶煉技術，還處于研究階段的濕法/火—濕聯(lián)合冶煉技術(如固相電解法還原技術、鉛膏直接制備超細氧化鉛技術)，再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術。
2 再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術
2.1 再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術的提出
再生鉛生產(chǎn)過程中，重金屬鉛的排放是造成二次污染的突出問題，這些問題僅通過末端治理技術很難得到妥善解決，再生鉛冶煉新技術必須將鉛污染防治作為主要問題之一，從工藝上進行解決。
傳統(tǒng)的再生鉛生產(chǎn)過程中，鉛污染主要來自四個方面：
(1)在廢鉛酸蓄電池人工拆解過程中，隨著廢酸水的排放，重金屬鉛進入水體污染環(huán)境;
(2)傳統(tǒng)的再生鉛高溫冶煉過程中產(chǎn)生大量的廢氣，生產(chǎn)每噸再生鉛平均產(chǎn)生廢氣7000m3，若僅通過簡易的除塵設備進行末端治理，排放廢氣中的鉛濃度仍達100mg/m3 以上，嚴重超標，即使采用較完善的除塵設備，鉛排放濃度也很難保證穩(wěn)定達標;
(3)傳統(tǒng)的再生鉛冶煉技術采用鐵屑沉淀冶煉工藝，再生鉛生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢渣，廢渣率高達30%左右。由于硫化鐵和硫化鉛形成了鉛锍，棄渣中的鉛含量高達10%左右，對環(huán)境造成二次污染。
(4)傳統(tǒng)的再生鉛技術采用簡易的小型反射爐間歇熔煉，熱效率低，高強度的人工作業(yè)，設備密閉性差，敞開式的作業(yè)，設備周圍煙氣繚繞，鉛煙、鉛塵大量排放，對操作工作形成危害，對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。
再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術從工藝本身削減了上述環(huán)節(jié)鉛的排放：
(1)采用機械破碎分選技術、鉛膏脫硫技術、副產(chǎn)品回收技術，回收副產(chǎn)品硫酸鈉，生產(chǎn)廢水全部循環(huán)利用;
(2)采用低溫熔煉技術，占廢鉛酸電池32%的鉛屑不進入1300℃ 以上的高溫冶煉系統(tǒng)，僅需在400℃ 進行低溫熔化。采用新的冶煉工藝，鉛膏的冶煉溫度也從1300 ℃ 降到900-1000℃以內(nèi)，從而減少了鉛在冶煉過程中的高溫揮發(fā);
(3)采用氧燃技術，冶煉過程中產(chǎn)生的廢氣量降低60%以上。同時配置先進的除塵及淋洗等末端治理技術和設施，使廢氣中的鉛排放量大幅度削減;
(4)鉛物料在冶煉之前進行工藝脫硫，在低溫連續(xù)熔煉過程中，不需要加入鐵屑換硫，只加入還原劑和少量助熔劑，從而使氧化鉛渣還原生產(chǎn)過程中僅產(chǎn)生少量廢渣，廢渣的產(chǎn)生量大幅度降低，廢渣中含鉛量大幅度削減;
(5)通過對生產(chǎn)裝備的研究，生產(chǎn)過程中實現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)，再生鉛冶煉過程在密閉狀態(tài)下進行，通過機械化程度的提高，減少人與鉛的接觸，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。
2.2 再生鉛低溫連續(xù)熔煉工藝過程
再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術是在借鑒國外先進技術的基礎上，自主研究的一項新的再生鉛冶煉技術，相對于傳統(tǒng)的再生鉛冶煉技術，該技術具有冶煉溫度低、生產(chǎn)過程連續(xù)、三廢排放低和節(jié)能等特點。再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術是通過廢鉛酸蓄電池機械破碎分選，得到干凈的鉛屑和鉛膏。鉛屑用輸送帶直接送到專用的鉛屑熔煉轉爐中，在400℃下進行低溫連續(xù)熔煉，產(chǎn)出再生鉛及鉛灰，鉛灰進入連續(xù)熔煉爐的配套系統(tǒng);鉛膏進入脫硫系統(tǒng)，脫硫后鉛膏、收塵灰及其他含鉛渣灰物料經(jīng)過嚴格計量配料后，通過上料機送到連續(xù)熔煉爐中，在低于900℃ 下冶煉，產(chǎn)出軟鉛及氧化鉛渣，液態(tài)鉛直接送到精煉爐中生產(chǎn)精鉛，液態(tài)氧化鉛渣短窯中加入還原劑和少量熔劑，在1000℃ 下進行還原冶煉，產(chǎn)生再生鉛和含鉛小于2%殘渣。
2.3 低溫連續(xù)熔煉技術機理
2.3.1 廢鉛酸蓄電池的物料構成
來自專業(yè)再生鉛廠的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，廢鉛酸蓄電池主要組成為鉛屑占32%，鉛膏占40%，PP占5%，重塑/隔板占4%，電池液占19%。
鉛膏各組份含量為 PbSO4 65.0% 、 PbO2 29.5% 、PbO4.5% 、P b0.6%、其它 0.4%。
2.3.2 反應機理
碳酸鉛的分解，當碳酸鉛加熱到315 ℃，即開始分解為氧化鉛，在部分還原劑存在的情況下，PbO 、PbSO4、PbS之間發(fā)生相互反應。利用鉛化合物之間的相互反應，在脫硫鉛膏及其他含鉛物料進行連續(xù)熔煉過程中，生成金屬鉛及氧化鉛渣。由于氧化鉛具有強氧化性，可將銻等有色金屬氧化，富集到氧化渣中，產(chǎn)出的金屬鉛純度較高(俗稱軟鉛)，可以直接精煉成99.985%的精鉛。
在還原冶煉過程中，氧化鉛渣被還原生產(chǎn)再生鉛(富含銻等有色金屬的鉛合金，俗稱硬鉛，直接用于生產(chǎn)鉛合金產(chǎn)品)。
2.3.3 連續(xù)熔煉機理
廢鉛酸蓄電池上的鉛屑，主要成份是金屬鉛，通過鉛屑輸送帶直接將鉛屑輸送到專用的鉛屑熔煉轉爐中熔化，通過“一種鉛屑轉爐的出料系統(tǒng)裝置”使鉛金屬與渣灰自動分離，實現(xiàn)連續(xù)進料、出料，產(chǎn)生金屬鉛及固體粉狀鉛渣，鉛渣進入下道工序連續(xù)熔煉爐的配料系統(tǒng)。
脫硫后鉛膏及其他含鉛物料，經(jīng)過計量配料系統(tǒng)配料后，由螺旋式進料機采用連續(xù)進料方式，輸送到連續(xù)熔煉爐上熔煉，爐內(nèi)實現(xiàn)冶煉溫度穩(wěn)定，冶煉氣氛穩(wěn)定，料層經(jīng)過交互反應、靜置、層析過程后，通過液位控制，超過液位的鉛自動流出，氧化渣在爐內(nèi)積存，當達到一定量時將鉛渣直接送到短窯中還源冶煉，產(chǎn)生再生鉛及貧鉛渣。實現(xiàn)連續(xù)出鉛，間歇出渣的作業(yè)方式。
2.3.4 低溫熔煉機理
金屬鉛熔點為327 ℃ ，可直接在400 ℃的溫度下熔化，減少45%以上含鉛物料進入1300 ℃ 的高溫冶煉系統(tǒng)，實現(xiàn)低溫熔煉。
硫酸鉛加入鐵屑，需在1300 ℃ 才能完成積淀熔煉反應，而碳酸鉛在315 ℃ 就分解成氧化鉛， PbO 、PbSO4、PbS 之間的相互反應在 850℃ 就可完成，實現(xiàn)脫硫鉛膏及含鉛膏及含鉛物料的低溫熔煉;氧化鉛的還原反應在 700℃之前已進行劇烈反應，工業(yè)實踐證明，在1000℃ 之前，以上冶煉反應即全部完成，冶煉溫度從高于1300℃以上降到1000 ℃ 以內(nèi)，實現(xiàn)了鉛料的低溫冶煉。
2.4 低溫連續(xù)熔煉核心技術組成
再生鉛低溫熔煉技術由以下核心技術組成：
廢鉛酸蓄電池破碎分選技術。引進先進的破碎分選技術，利用重力分選和篩選技術，確保分選的物料潔凈，鉛屑含鉛膏和其他非金屬物質(zhì) ≤5%，鉛膏的水含量范圍在10-20%之間。
鉛膏脫硫技術。脫硫率≥92%，脫硫后鉛膏含硫率∠0.5%。
廢鉛酸蓄電池鉛柵低溫連續(xù)熔煉技術。采用熱效率更高的轉爐，熔化溫度約400℃，可實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。
氧燃技術。采用氧燃技術廢氣量減少60%以上，火焰短，火焰溫度高，以輻射傳熱為主，熱效主提高40%，節(jié)能30%以上，爐內(nèi)冶煉氣氛更容易控制，煙塵率低，金屬回收率高。
一種鉛屑轉爐的出料系統(tǒng)裝置?？蓪崿F(xiàn)液態(tài)鉛和固體粉狀鉛渣自動分離，無需人工去渣。
深度脫氧工藝。脫除鉛液中金屬氧化物和非金屬雜質(zhì)，提高鉛液純凈度，改善鉛及鉛合金的使用性能。
2.5 再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術裝備
再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術主要由 3臺冶煉爐組合而成，分別為鉛屑熔煉轉爐、連續(xù)熔煉爐、短窯，形成連續(xù)的生產(chǎn)流程，3臺冶煉爐的冶煉溫度、熔煉氣氛、物料、產(chǎn)品、功能各不相同，從而實現(xiàn)了再生鉛熔煉的低溫和連續(xù)性。
鉛屑熔煉轉爐：通過輸送帶與破碎分選系統(tǒng)相連，包括爐體、驅動裝置、進料裝置、出料裝置、燃燒系統(tǒng)、除塵裝置;
連續(xù)熔煉爐：屬熔池熔煉爐，包括爐體、兩套進料系統(tǒng)、多套氧燃系統(tǒng)、液態(tài)渣輸送系統(tǒng)、除塵系統(tǒng);
短窯：包括爐體、驅動裝置、一套氧燃系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、除塵系統(tǒng);
輔助設施：物料烘干系統(tǒng)、配料及計量系統(tǒng)、供氧站、供能系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。
2.6 技術經(jīng)濟指標
(1)鉛屑連續(xù)熔煉轉爐技術經(jīng)濟指標
生產(chǎn)能力：2.5--3.2t/h ，可調(diào)整，應與破碎分選系統(tǒng)鉛屑生產(chǎn)能力配套
熔煉溫度：400 -420℃
能耗：28 kgce/ t 鉛
一次出鉛率：80 - 85%
產(chǎn)渣率：15%
煙塵率：1.5%
渣含鉛：85-90%(進入下道工序冶煉)
(2)連續(xù)熔煉爐技術經(jīng)濟指標
床能率：3.2 -3.5 t/ m2.d
熔煉溫度：850-900℃
能耗：180-190kgce/ t鉛
一次出鉛率：50-52%
渣率：60-65%
渣含鉛60%
煙塵率：6-7%
(3)短窯還原技術經(jīng)濟指標
生產(chǎn)能力：75-80t/d
熔煉溫度：950-1000℃
能耗：190-210kgce/t
金屬回收率：大于99%
廢渣率：5%
渣含鉛：小于2%
煙塵率：8%
3 再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術特點
再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術采用更加合理的冶煉工藝，占30%以上的鉛屑料不需進入高溫冶煉系統(tǒng)，直接在低溫下進行熔化，同時鉛膏料的冶煉溫度降低了300-400 ℃，實現(xiàn)了再生鉛的低溫熔煉。該技術采用專用的冶煉設備，實現(xiàn)了再生鉛冶煉過程連續(xù)作業(yè)，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)自動化水平，再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術具有以下特點：
3.1 冶煉溫度低
鉛屑冶煉溫度由1300℃降低至400 ℃ ，鉛膏料冶煉溫度由1300℃降低至1000℃以內(nèi)。
3.2 生產(chǎn)過程連續(xù)
熔煉過程連續(xù)進行，熔煉爐保持衡定的冶煉溫度和冶煉氣氛，單臺設備進料、出料連續(xù)進行，工序間物料轉運連續(xù)進行。熔煉過程在密閉、微負壓狀態(tài)下進行，無煙氣泄漏，生產(chǎn)過程清潔。
3.3 削減鉛排放
削減廢氣量，廢氣量減少60%以上，廢氣中鉛濃度小于2 mg/m3 ，生產(chǎn)每噸鉛減少廢氣中鉛排放量約695g。煙塵率由18%降到8%以下，煙塵全部返回冶煉系統(tǒng)回收利用。
削減廢渣量，廢渣量由傳統(tǒng)技術的30%減少到5%，廢渣含鉛由10%降到2%以下，噸再生鉛產(chǎn)品減少廢渣量250kg，減少重金屬鉛排放約29 kg 。
3.4 節(jié)能
采用再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術，降低再生鉛冶煉溫度，同時設備熱效率提高，降低了能耗，冶煉綜合能耗平均為 129kgce/t 鉛，遠低于傳統(tǒng)工藝的500-600kgce/t鉛。
3.5 生產(chǎn)效率提高
生產(chǎn)過程可實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，具有較高的生產(chǎn)效率，機械化程度高，國內(nèi)傳統(tǒng)的冶煉技術采用簡易小型反射爐進行間歇作業(yè)，由3臺爐組成的成套設備年產(chǎn)能達10萬噸以上。
按年生產(chǎn)100 萬噸再生鉛計算，與傳統(tǒng)的再生鉛冶煉技術相比，年可削減廢氣量45億立方米，年廢氣排放的鉛削減795噸，年減少廢渣量25萬噸，年減少廢渣含鉛量2.9萬噸，年節(jié)約能耗38萬噸標煤，年減少二氧化碳排放量86萬噸。
4 結論
再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術是以自主研發(fā)的技術為主，借鑒部分國外先進技術而形成先進的再生鉛冶煉技術。該技術的應用降低了再生鉛冶煉的溫度，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的連續(xù)化，具有低排放、低能耗、高效率、高回收率、生產(chǎn)過程清潔等特點，可大幅度削減再生鉛生產(chǎn)過程中的重金屬鉛及二氧化硫、二氧化碳排放量具有很好的推廣前景。該技術適用于生產(chǎn)能力大于5萬噸以上的再生鉛企業(yè)。該技術的推廣有助于提高我國再生鉛集中度，提高再生鉛冶煉技術水平，防治重金屬鉛對環(huán)境造成污染，對再生鉛工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有積極的示范作用。
廢鉛酸蓄電池以及在鉛冶煉、鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鉛渣灰是再生鉛生產(chǎn)的主要原材料，同時，也屬國家嚴格控制的危險廢物。因此，采用先進的冶煉技術安全處置這些含鉛物料，對減少社會環(huán)境風險，消除回收利用過程中的重金屬鉛二次污染具有重要的意義。
近年來，我國再生鉛冶煉技術取得了較大進展，引進的廢鉛酸蓄電池破碎分選生產(chǎn)線增多，為再生鉛冶煉技術提升提供了較好的基礎，但是，國內(nèi)再生鉛冶煉技術水平與國際先進水平相比還有較大差距，主要體現(xiàn)在：金屬回收率低、重金屬污染嚴重、能耗高、生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)過程二次污染仍相當嚴重。2008年以來，重金屬污染事件頻發(fā)，使我國再生鉛工業(yè)整體技術水平低的矛盾進一步顯現(xiàn)，成為制約再生鉛發(fā)展的主要問題之一。在全球倡導循環(huán)經(jīng)濟、綠色經(jīng)濟和低碳經(jīng)濟的今天，研究開發(fā)新的再生鉛冶煉技術，提高冶煉技術水平，減少重金屬污染和S02排放，除低生產(chǎn)能耗，降低碳排放，是當前國內(nèi)再生鉛行業(yè)面臨的重要課題。
1 國內(nèi)外再生鉛技術冶煉現(xiàn)狀
再生鉛冶煉技術的起步借鑒了原生鉛的生產(chǎn)，大量使用鼓風爐冶煉技術，以及原生鉛中用于處理浮渣的反射爐冶煉技術，現(xiàn)在，這些技術通過改良后仍然部分使用。隨著再生鉛工業(yè)的發(fā)展和再生鉛比重的不斷提升，適用于再生鉛生產(chǎn)的冶煉技術也取得了重大的進展，各類火法和濕法冶煉技術均在再生鉛工廠中得到實踐應用。
1.1 國外先進再生鉛冶煉技術及特點
國外先進的再生鉛冶煉技術可以分為三類：短窯冶煉技術、反射爐/鼓風爐/轉爐組合冶煉技術、濕法冶煉技術。
1.1.1 短窯冶煉技術
以歐洲發(fā)達國家為代表，普遍采用短窯冶煉技術，電池破碎分選后，鉛屑和鉛膏分別在短窯中熔煉，屬間歇熔煉法。鉛膏采用脫硫技術，脫硫后鉛膏冶煉溫度一般為1100℃，未脫硫的鉛膏物料，冶煉溫度一般為1300℃以上。在熔煉過程中加入鐵屑、純堿、白煤等作助熔劑，渣率一般為10-20%，渣含鉛一般為3-5%。其工藝技術特點是機械化程度高，作業(yè)靈活，生產(chǎn)過程清潔。
1.1.2反射爐和鼓風爐/轉爐組合冶煉技術
以美國為代表，普遍采用反射爐和鼓風爐/轉爐冶煉技術，廢鉛酸蓄電池經(jīng)破碎分選、鉛膏脫硫后，采用兩種爐型處理：如反射爐----鼓風爐流程、反射爐----轉爐流程等，冶煉溫度一般為
1250-1300℃以上。其工藝技術特點是規(guī)模大、生產(chǎn)效率高，運行成本低。
1.1.3濕法冶煉技術
近年來，對再生鉛濕法冶煉技術研究取得進展，主要技術有：鉛膏脫硫轉化—還原浸出—電解沉積、鉛膏直接浸出--電解沉積和鉛膏直接電解沉積等工藝。相繼開發(fā)出有代表性的Placid技術、Plint技術、Ginatta技術、 RSR技術等，但都還沒有大規(guī)模工業(yè)化應用。
1.2 國內(nèi)再生鉛冶煉技術現(xiàn)狀
自上世紀90年代以來，國內(nèi)開始在再生鉛冶煉技術方面進行研究并取得進展，如“八五”科技攻關項目“無污染再生鉛技術”等。近年來，一些新的再生鉛冶煉技術開始應用，但是，國內(nèi)整體再生鉛冶煉技術與世界先進水平相比，還有較大差距，主要表現(xiàn)在先進的技術與傳統(tǒng)的技術并存，并且傳統(tǒng)的再生鉛冶煉技術形成的產(chǎn)能占據(jù)相當大的比重。國內(nèi)再生鉛冶煉技術主要有五大類：傳統(tǒng)的采用沉淀冶煉工藝、簡陋的小反射爐冶煉技術、廢鉛酸蓄電池破碎分選后鉛屑和鉛膏分開冶煉(短窯冶煉/反射爐冶煉)技術，廢鉛酸蓄電池破碎分選，鉛屑單獨冶煉/鉛膏進入原生鉛系統(tǒng)的冶煉技術，還處于研究階段的濕法/火—濕聯(lián)合冶煉技術(如固相電解法還原技術、鉛膏直接制備超細氧化鉛技術)，再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術。
2 再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術
2.1 再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術的提出
再生鉛生產(chǎn)過程中，重金屬鉛的排放是造成二次污染的突出問題，這些問題僅通過末端治理技術很難得到妥善解決，再生鉛冶煉新技術必須將鉛污染防治作為主要問題之一，從工藝上進行解決。
傳統(tǒng)的再生鉛生產(chǎn)過程中，鉛污染主要來自四個方面：
(1)在廢鉛酸蓄電池人工拆解過程中，隨著廢酸水的排放，重金屬鉛進入水體污染環(huán)境;
(2)傳統(tǒng)的再生鉛高溫冶煉過程中產(chǎn)生大量的廢氣，生產(chǎn)每噸再生鉛平均產(chǎn)生廢氣7000m3，若僅通過簡易的除塵設備進行末端治理，排放廢氣中的鉛濃度仍達100mg/m3 以上，嚴重超標，即使采用較完善的除塵設備，鉛排放濃度也很難保證穩(wěn)定達標;
(3)傳統(tǒng)的再生鉛冶煉技術采用鐵屑沉淀冶煉工藝，再生鉛生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢渣，廢渣率高達30%左右。由于硫化鐵和硫化鉛形成了鉛锍，棄渣中的鉛含量高達10%左右，對環(huán)境造成二次污染。
(4)傳統(tǒng)的再生鉛技術采用簡易的小型反射爐間歇熔煉，熱效率低，高強度的人工作業(yè)，設備密閉性差，敞開式的作業(yè)，設備周圍煙氣繚繞，鉛煙、鉛塵大量排放，對操作工作形成危害，對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。
再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術從工藝本身削減了上述環(huán)節(jié)鉛的排放：
(1)采用機械破碎分選技術、鉛膏脫硫技術、副產(chǎn)品回收技術，回收副產(chǎn)品硫酸鈉，生產(chǎn)廢水全部循環(huán)利用;
(2)采用低溫熔煉技術，占廢鉛酸電池32%的鉛屑不進入1300℃ 以上的高溫冶煉系統(tǒng)，僅需在400℃ 進行低溫熔化。采用新的冶煉工藝，鉛膏的冶煉溫度也從1300 ℃ 降到900-1000℃以內(nèi)，從而減少了鉛在冶煉過程中的高溫揮發(fā);
(3)采用氧燃技術，冶煉過程中產(chǎn)生的廢氣量降低60%以上。同時配置先進的除塵及淋洗等末端治理技術和設施，使廢氣中的鉛排放量大幅度削減;
(4)鉛物料在冶煉之前進行工藝脫硫，在低溫連續(xù)熔煉過程中，不需要加入鐵屑換硫，只加入還原劑和少量助熔劑，從而使氧化鉛渣還原生產(chǎn)過程中僅產(chǎn)生少量廢渣，廢渣的產(chǎn)生量大幅度降低，廢渣中含鉛量大幅度削減;
(5)通過對生產(chǎn)裝備的研究，生產(chǎn)過程中實現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)，再生鉛冶煉過程在密閉狀態(tài)下進行，通過機械化程度的提高，減少人與鉛的接觸，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。
2.2 再生鉛低溫連續(xù)熔煉工藝過程
再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術是在借鑒國外先進技術的基礎上，自主研究的一項新的再生鉛冶煉技術，相對于傳統(tǒng)的再生鉛冶煉技術，該技術具有冶煉溫度低、生產(chǎn)過程連續(xù)、三廢排放低和節(jié)能等特點。再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術是通過廢鉛酸蓄電池機械破碎分選，得到干凈的鉛屑和鉛膏。鉛屑用輸送帶直接送到專用的鉛屑熔煉轉爐中，在400℃下進行低溫連續(xù)熔煉，產(chǎn)出再生鉛及鉛灰，鉛灰進入連續(xù)熔煉爐的配套系統(tǒng);鉛膏進入脫硫系統(tǒng)，脫硫后鉛膏、收塵灰及其他含鉛渣灰物料經(jīng)過嚴格計量配料后，通過上料機送到連續(xù)熔煉爐中，在低于900℃ 下冶煉，產(chǎn)出軟鉛及氧化鉛渣，液態(tài)鉛直接送到精煉爐中生產(chǎn)精鉛，液態(tài)氧化鉛渣短窯中加入還原劑和少量熔劑，在1000℃ 下進行還原冶煉，產(chǎn)生再生鉛和含鉛小于2%殘渣。
2.3 低溫連續(xù)熔煉技術機理
2.3.1 廢鉛酸蓄電池的物料構成
來自專業(yè)再生鉛廠的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，廢鉛酸蓄電池主要組成為鉛屑占32%，鉛膏占40%，PP占5%，重塑/隔板占4%，電池液占19%。
鉛膏各組份含量為 PbSO4 65.0% 、 PbO2 29.5% 、PbO4.5% 、P b0.6%、其它 0.4%。
2.3.2 反應機理
碳酸鉛的分解，當碳酸鉛加熱到315 ℃，即開始分解為氧化鉛，在部分還原劑存在的情況下，PbO 、PbSO4、PbS之間發(fā)生相互反應。利用鉛化合物之間的相互反應，在脫硫鉛膏及其他含鉛物料進行連續(xù)熔煉過程中，生成金屬鉛及氧化鉛渣。由于氧化鉛具有強氧化性，可將銻等有色金屬氧化，富集到氧化渣中，產(chǎn)出的金屬鉛純度較高(俗稱軟鉛)，可以直接精煉成99.985%的精鉛。
在還原冶煉過程中，氧化鉛渣被還原生產(chǎn)再生鉛(富含銻等有色金屬的鉛合金，俗稱硬鉛，直接用于生產(chǎn)鉛合金產(chǎn)品)。
2.3.3 連續(xù)熔煉機理
廢鉛酸蓄電池上的鉛屑，主要成份是金屬鉛，通過鉛屑輸送帶直接將鉛屑輸送到專用的鉛屑熔煉轉爐中熔化，通過“一種鉛屑轉爐的出料系統(tǒng)裝置”使鉛金屬與渣灰自動分離，實現(xiàn)連續(xù)進料、出料，產(chǎn)生金屬鉛及固體粉狀鉛渣，鉛渣進入下道工序連續(xù)熔煉爐的配料系統(tǒng)。
脫硫后鉛膏及其他含鉛物料，經(jīng)過計量配料系統(tǒng)配料后，由螺旋式進料機采用連續(xù)進料方式，輸送到連續(xù)熔煉爐上熔煉，爐內(nèi)實現(xiàn)冶煉溫度穩(wěn)定，冶煉氣氛穩(wěn)定，料層經(jīng)過交互反應、靜置、層析過程后，通過液位控制，超過液位的鉛自動流出，氧化渣在爐內(nèi)積存，當達到一定量時將鉛渣直接送到短窯中還源冶煉，產(chǎn)生再生鉛及貧鉛渣。實現(xiàn)連續(xù)出鉛，間歇出渣的作業(yè)方式。
2.3.4 低溫熔煉機理
金屬鉛熔點為327 ℃ ，可直接在400 ℃的溫度下熔化，減少45%以上含鉛物料進入1300 ℃ 的高溫冶煉系統(tǒng)，實現(xiàn)低溫熔煉。
硫酸鉛加入鐵屑，需在1300 ℃ 才能完成積淀熔煉反應，而碳酸鉛在315 ℃ 就分解成氧化鉛， PbO 、PbSO4、PbS 之間的相互反應在 850℃ 就可完成，實現(xiàn)脫硫鉛膏及含鉛膏及含鉛物料的低溫熔煉;氧化鉛的還原反應在 700℃之前已進行劇烈反應，工業(yè)實踐證明，在1000℃ 之前，以上冶煉反應即全部完成，冶煉溫度從高于1300℃以上降到1000 ℃ 以內(nèi)，實現(xiàn)了鉛料的低溫冶煉。
2.4 低溫連續(xù)熔煉核心技術組成
再生鉛低溫熔煉技術由以下核心技術組成：
廢鉛酸蓄電池破碎分選技術。引進先進的破碎分選技術，利用重力分選和篩選技術，確保分選的物料潔凈，鉛屑含鉛膏和其他非金屬物質(zhì) ≤5%，鉛膏的水含量范圍在10-20%之間。
鉛膏脫硫技術。脫硫率≥92%，脫硫后鉛膏含硫率∠0.5%。
廢鉛酸蓄電池鉛柵低溫連續(xù)熔煉技術。采用熱效率更高的轉爐，熔化溫度約400℃，可實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。
氧燃技術。采用氧燃技術廢氣量減少60%以上，火焰短，火焰溫度高，以輻射傳熱為主，熱效主提高40%，節(jié)能30%以上，爐內(nèi)冶煉氣氛更容易控制，煙塵率低，金屬回收率高。
一種鉛屑轉爐的出料系統(tǒng)裝置?？蓪崿F(xiàn)液態(tài)鉛和固體粉狀鉛渣自動分離，無需人工去渣。
深度脫氧工藝。脫除鉛液中金屬氧化物和非金屬雜質(zhì)，提高鉛液純凈度，改善鉛及鉛合金的使用性能。
2.5 再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術裝備
再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術主要由 3臺冶煉爐組合而成，分別為鉛屑熔煉轉爐、連續(xù)熔煉爐、短窯，形成連續(xù)的生產(chǎn)流程，3臺冶煉爐的冶煉溫度、熔煉氣氛、物料、產(chǎn)品、功能各不相同，從而實現(xiàn)了再生鉛熔煉的低溫和連續(xù)性。
鉛屑熔煉轉爐：通過輸送帶與破碎分選系統(tǒng)相連，包括爐體、驅動裝置、進料裝置、出料裝置、燃燒系統(tǒng)、除塵裝置;
連續(xù)熔煉爐：屬熔池熔煉爐，包括爐體、兩套進料系統(tǒng)、多套氧燃系統(tǒng)、液態(tài)渣輸送系統(tǒng)、除塵系統(tǒng);
短窯：包括爐體、驅動裝置、一套氧燃系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、除塵系統(tǒng);
輔助設施：物料烘干系統(tǒng)、配料及計量系統(tǒng)、供氧站、供能系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。
2.6 技術經(jīng)濟指標
(1)鉛屑連續(xù)熔煉轉爐技術經(jīng)濟指標
生產(chǎn)能力：2.5--3.2t/h ，可調(diào)整，應與破碎分選系統(tǒng)鉛屑生產(chǎn)能力配套
熔煉溫度：400 -420℃
能耗：28 kgce/ t 鉛
一次出鉛率：80 - 85%
產(chǎn)渣率：15%
煙塵率：1.5%
渣含鉛：85-90%(進入下道工序冶煉)
(2)連續(xù)熔煉爐技術經(jīng)濟指標
床能率：3.2 -3.5 t/ m2.d
熔煉溫度：850-900℃
能耗：180-190kgce/ t鉛
一次出鉛率：50-52%
渣率：60-65%
渣含鉛60%
煙塵率：6-7%
(3)短窯還原技術經(jīng)濟指標
生產(chǎn)能力：75-80t/d
熔煉溫度：950-1000℃
能耗：190-210kgce/t
金屬回收率：大于99%
廢渣率：5%
渣含鉛：小于2%
煙塵率：8%
3 再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術特點
再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術采用更加合理的冶煉工藝，占30%以上的鉛屑料不需進入高溫冶煉系統(tǒng)，直接在低溫下進行熔化，同時鉛膏料的冶煉溫度降低了300-400 ℃，實現(xiàn)了再生鉛的低溫熔煉。該技術采用專用的冶煉設備，實現(xiàn)了再生鉛冶煉過程連續(xù)作業(yè)，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)自動化水平，再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術具有以下特點：
3.1 冶煉溫度低
鉛屑冶煉溫度由1300℃降低至400 ℃ ，鉛膏料冶煉溫度由1300℃降低至1000℃以內(nèi)。
3.2 生產(chǎn)過程連續(xù)
熔煉過程連續(xù)進行，熔煉爐保持衡定的冶煉溫度和冶煉氣氛，單臺設備進料、出料連續(xù)進行，工序間物料轉運連續(xù)進行。熔煉過程在密閉、微負壓狀態(tài)下進行，無煙氣泄漏，生產(chǎn)過程清潔。
3.3 削減鉛排放
削減廢氣量，廢氣量減少60%以上，廢氣中鉛濃度小于2 mg/m3 ，生產(chǎn)每噸鉛減少廢氣中鉛排放量約695g。煙塵率由18%降到8%以下，煙塵全部返回冶煉系統(tǒng)回收利用。
削減廢渣量，廢渣量由傳統(tǒng)技術的30%減少到5%，廢渣含鉛由10%降到2%以下，噸再生鉛產(chǎn)品減少廢渣量250kg，減少重金屬鉛排放約29 kg 。
3.4 節(jié)能
采用再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術，降低再生鉛冶煉溫度，同時設備熱效率提高，降低了能耗，冶煉綜合能耗平均為 129kgce/t 鉛，遠低于傳統(tǒng)工藝的500-600kgce/t鉛。
3.5 生產(chǎn)效率提高
生產(chǎn)過程可實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，具有較高的生產(chǎn)效率，機械化程度高，國內(nèi)傳統(tǒng)的冶煉技術采用簡易小型反射爐進行間歇作業(yè)，由3臺爐組成的成套設備年產(chǎn)能達10萬噸以上。
按年生產(chǎn)100 萬噸再生鉛計算，與傳統(tǒng)的再生鉛冶煉技術相比，年可削減廢氣量45億立方米，年廢氣排放的鉛削減795噸，年減少廢渣量25萬噸，年減少廢渣含鉛量2.9萬噸，年節(jié)約能耗38萬噸標煤，年減少二氧化碳排放量86萬噸。
4 結論
再生鉛低溫連續(xù)熔煉技術是以自主研發(fā)的技術為主，借鑒部分國外先進技術而形成先進的再生鉛冶煉技術。該技術的應用降低了再生鉛冶煉的溫度，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的連續(xù)化，具有低排放、低能耗、高效率、高回收率、生產(chǎn)過程清潔等特點，可大幅度削減再生鉛生產(chǎn)過程中的重金屬鉛及二氧化硫、二氧化碳排放量具有很好的推廣前景。該技術適用于生產(chǎn)能力大于5萬噸以上的再生鉛企業(yè)。該技術的推廣有助于提高我國再生鉛集中度，提高再生鉛冶煉技術水平，防治重金屬鉛對環(huán)境造成污染，對再生鉛工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有積極的示范作用。
