近年来，我国再生铅工业取得了快速发展。再生铅产量快速增长，从1999年的9.74万吨，增长到2010年的135 万吨。再生铅占铅总产量的比重大幅提高。由于铅的可再生性和资源的日益匮乏性，决定了再生铅工业必将是今后铅工业的发展方向。
废铅酸蓄电池以及在铅冶炼、铅酸蓄电池生产过程中产生的含铅渣灰是再生铅生产的主要原材料，同时，也属国家严格控制的危险废物。因此，采用先进的冶炼技术安全处置这些含铅物料，对减少社会环境风险，消除回收利用过程中的重金属铅二次污染具有重要的意义。
近年来，我国再生铅冶炼技术取得了较大进展，引进的废铅酸蓄电池破碎分选生产线增多，为再生铅冶炼技术提升提供了较好的基础，但是，国内再生铅冶炼技术水平与国际先进水平相比还有较大差距，主要体现在：金属回收率低、重金属污染严重、能耗高、生产效率低，生产过程二次污染仍相当严重。2008年以来，重金属污染事件频发，使我国再生铅工业整体技术水平低的矛盾进一步显现，成为制约再生铅发展的主要问题之一。在全球倡导循环经济、绿色经济和低碳经济的今天，研究开发新的再生铅冶炼技术，提高冶炼技术水平，减少重金属污染和S02排放，除低生产能耗，降低碳排放，是当前国内再生铅行业面临的重要课题。
1 国内外再生铅技术冶炼现状
再生铅冶炼技术的起步借鉴了原生铅的生产，大量使用鼓风炉冶炼技术，以及原生铅中用于处理浮渣的反射炉冶炼技术，现在，这些技术通过改良后仍然部分使用。随着再生铅工业的发展和再生铅比重的不断提升，适用于再生铅生产的冶炼技术也取得了重大的进展，各类火法和湿法冶炼技术均在再生铅工厂中得到实践应用。
1.1 国外先进再生铅冶炼技术及特点
国外先进的再生铅冶炼技术可以分为三类：短窑冶炼技术、反射炉/鼓风炉/转炉组合冶炼技术、湿法冶炼技术。
1.1.1 短窑冶炼技术
以欧洲发达国家为代表，普遍采用短窑冶炼技术，电池破碎分选后，铅屑和铅膏分别在短窑中熔炼，属间歇熔炼法。铅膏采用脱硫技术，脱硫后铅膏冶炼温度一般为1100℃，未脱硫的铅膏物料，冶炼温度一般为1300℃以上。在熔炼过程中加入铁屑、纯碱、白煤等作助熔剂，渣率一般为10-20%，渣含铅一般为3-5%。其工艺技术特点是机械化程度高，作业灵活，生产过程清洁。
1.1.2反射炉和鼓风炉/转炉组合冶炼技术
以美国为代表，普遍采用反射炉和鼓风炉/转炉冶炼技术，废铅酸蓄电池经破碎分选、铅膏脱硫后，采用两种炉型处理：如反射炉----鼓风炉流程、反射炉----转炉流程等，冶炼温度一般为
1250-1300℃以上。其工艺技术特点是规模大、生产效率高，运行成本低。
1.1.3湿法冶炼技术
近年来，对再生铅湿法冶炼技术研究取得进展，主要技术有：铅膏脱硫转化—还原浸出—电解沉积、铅膏直接浸出--电解沉积和铅膏直接电解沉积等工艺。相继开发出有代表性的Placid技术、Plint技术、Ginatta技术、 RSR技术等，但都还没有大规模工业化应用。
1.2 国内再生铅冶炼技术现状
自上世纪90年代以来，国内开始在再生铅冶炼技术方面进行研究并取得进展，如“八五”科技攻关项目“无污染再生铅技术”等。近年来，一些新的再生铅冶炼技术开始应用，但是，国内整体再生铅冶炼技术与世界先进水平相比，还有较大差距，主要表现在先进的技术与传统的技术并存，并且传统的再生铅冶炼技术形成的产能占据相当大的比重。国内再生铅冶炼技术主要有五大类：传统的采用沉淀冶炼工艺、简陋的小反射炉冶炼技术、废铅酸蓄电池破碎分选后铅屑和铅膏分开冶炼(短窑冶炼/反射炉冶炼)技术，废铅酸蓄电池破碎分选，铅屑单独冶炼/铅膏进入原生铅系统的冶炼技术，还处于研究阶段的湿法/火—湿联合冶炼技术(如固相电解法还原技术、铅膏直接制备超细氧化铅技术)，再生铅低温连续熔炼技术。
2 再生铅低温连续熔炼技术
2.1 再生铅低温连续熔炼技术的提出
再生铅生产过程中，重金属铅的排放是造成二次污染的突出问题，这些问题仅通过末端治理技术很难得到妥善解决，再生铅冶炼新技术必须将铅污染防治作为主要问题之一，从工艺上进行解决。
传统的再生铅生产过程中，铅污染主要来自四个方面：
(1)在废铅酸蓄电池人工拆解过程中，随着废酸水的排放，重金属铅进入水体污染环境;
(2)传统的再生铅高温冶炼过程中产生大量的废气，生产每吨再生铅平均产生废气7000m3，若仅通过简易的除尘设备进行末端治理，排放废气中的铅浓度仍达100mg/m3 以上，严重超标，即使采用较完善的除尘设备，铅排放浓度也很难保证稳定达标;
(3)传统的再生铅冶炼技术采用铁屑沉淀冶炼工艺，再生铅生产过程中产生大量的废渣，废渣率高达30%左右。由于硫化铁和硫化铅形成了铅锍，弃渣中的铅含量高达10%左右，对环境造成二次污染。
(4)传统的再生铅技术采用简易的小型反射炉间歇熔炼，热效率低，高强度的人工作业，设备密闭性差，敞开式的作业，设备周围烟气缭绕，铅烟、铅尘大量排放，对操作工作形成危害，对周边环境产生影响。
再生铅低温连续熔炼技术从工艺本身削减了上述环节铅的排放：
(1)采用机械破碎分选技术、铅膏脱硫技术、副产品回收技术，回收副产品硫酸钠，生产废水全部循环利用;
(2)采用低温熔炼技术，占废铅酸电池32%的铅屑不进入1300℃ 以上的高温冶炼系统，仅需在400℃ 进行低温熔化。采用新的冶炼工艺，铅膏的冶炼温度也从1300 ℃ 降到900-1000℃以内，从而减少了铅在冶炼过程中的高温挥发;
(3)采用氧燃技术，冶炼过程中产生的废气量降低60%以上。同时配置先进的除尘及淋洗等末端治理技术和设施，使废气中的铅排放量大幅度削减;
(4)铅物料在冶炼之前进行工艺脱硫，在低温连续熔炼过程中，不需要加入铁屑换硫，只加入还原剂和少量助熔剂，从而使氧化铅渣还原生产过程中仅产生少量废渣，废渣的产生量大幅度降低，废渣中含铅量大幅度削减;
(5)通过对生产装备的研究，生产过程中实现连续化作业，再生铅冶炼过程在密闭状态下进行，通过机械化程度的提高，减少人与铅的接触，实现了清洁生产。
2.2 再生铅低温连续熔炼工艺过程
再生铅低温连续熔炼技术是在借鉴国外先进技术的基础上，自主研究的一项新的再生铅冶炼技术，相对于传统的再生铅冶炼技术，该技术具有冶炼温度低、生产过程连续、三废排放低和节能等特点。再生铅低温连续熔炼技术是通过废铅酸蓄电池机械破碎分选，得到干净的铅屑和铅膏。铅屑用输送带直接送到专用的铅屑熔炼转炉中，在400℃下进行低温连续熔炼，产出再生铅及铅灰，铅灰进入连续熔炼炉的配套系统;铅膏进入脱硫系统，脱硫后铅膏、收尘灰及其他含铅渣灰物料经过严格计量配料后，通过上料机送到连续熔炼炉中，在低于900℃ 下冶炼，产出软铅及氧化铅渣，液态铅直接送到精炼炉中生产精铅，液态氧化铅渣短窑中加入还原剂和少量熔剂，在1000℃ 下进行还原冶炼，产生再生铅和含铅小于2%残渣。
2.3 低温连续熔炼技术机理
2.3.1 废铅酸蓄电池的物料构成
来自专业再生铅厂的经验数据，废铅酸蓄电池主要组成为铅屑占32%，铅膏占40%，PP占5%，重塑/隔板占4%，电池液占19%。
铅膏各组份含量为 PbSO4 65.0% 、 PbO2 29.5% 、PbO4.5% 、P b0.6%、其它 0.4%。
2.3.2 反应机理
碳酸铅的分解，当碳酸铅加热到315 ℃，即开始分解为氧化铅，在部分还原剂存在的情况下，PbO 、PbSO4、PbS之间发生相互反应。利用铅化合物之间的相互反应，在脱硫铅膏及其他含铅物料进行连续熔炼过程中，生成金属铅及氧化铅渣。由于氧化铅具有强氧化性，可将锑等有色金属氧化，富集到氧化渣中，产出的金属铅纯度较高(俗称软铅)，可以直接精炼成99.985%的精铅。
在还原冶炼过程中，氧化铅渣被还原生产再生铅(富含锑等有色金属的铅合金，俗称硬铅，直接用于生产铅合金产品)。
2.3.3 连续熔炼机理
废铅酸蓄电池上的铅屑，主要成份是金属铅，通过铅屑输送带直接将铅屑输送到专用的铅屑熔炼转炉中熔化，通过“一种铅屑转炉的出料系统装置”使铅金属与渣灰自动分离，实现连续进料、出料，产生金属铅及固体粉状铅渣，铅渣进入下道工序连续熔炼炉的配料系统。
脱硫后铅膏及其他含铅物料，经过计量配料系统配料后，由螺旋式进料机采用连续进料方式，输送到连续熔炼炉上熔炼，炉内实现冶炼温度稳定，冶炼气氛稳定，料层经过交互反应、静置、层析过程后，通过液位控制，超过液位的铅自动流出，氧化渣在炉内积存，当达到一定量时将铅渣直接送到短窑中还源冶炼，产生再生铅及贫铅渣。实现连续出铅，间歇出渣的作业方式。
2.3.4 低温熔炼机理
金属铅熔点为327 ℃ ，可直接在400 ℃的温度下熔化，减少45%以上含铅物料进入1300 ℃ 的高温冶炼系统，实现低温熔炼。
硫酸铅加入铁屑，需在1300 ℃ 才能完成积淀熔炼反应，而碳酸铅在315 ℃ 就分解成氧化铅， PbO 、PbSO4、PbS 之间的相互反应在 850℃ 就可完成，实现脱硫铅膏及含铅膏及含铅物料的低温熔炼;氧化铅的还原反应在 700℃之前已进行剧烈反应，工业实践证明，在1000℃ 之前，以上冶炼反应即全部完成，冶炼温度从高于1300℃以上降到1000 ℃ 以内，实现了铅料的低温冶炼。
2.4 低温连续熔炼核心技术组成
再生铅低温熔炼技术由以下核心技术组成：
废铅酸蓄电池破碎分选技术。引进先进的破碎分选技术，利用重力分选和筛选技术，确保分选的物料洁净，铅屑含铅膏和其他非金属物质 ≤5%，铅膏的水含量范围在10-20%之间。
铅膏脱硫技术。脱硫率≥92%，脱硫后铅膏含硫率∠0.5%。
废铅酸蓄电池铅栅低温连续熔炼技术。采用热效率更高的转炉，熔化温度约400℃，可实现连续作业。
氧燃技术。采用氧燃技术废气量减少60%以上，火焰短，火焰温度高，以辐射传热为主，热效主提高40%，节能30%以上，炉内冶炼气氛更容易控制，烟尘率低，金属回收率高。
一种铅屑转炉的出料系统装置。可实现液态铅和固体粉状铅渣自动分离，无需人工去渣。
深度脱氧工艺。脱除铅液中金属氧化物和非金属杂质，提高铅液纯净度，改善铅及铅合金的使用性能。
2.5 再生铅低温连续熔炼技术装备
再生铅低温连续熔炼技术主要由 3台冶炼炉组合而成，分别为铅屑熔炼转炉、连续熔炼炉、短窑，形成连续的生产流程，3台冶炼炉的冶炼温度、熔炼气氛、物料、产品、功能各不相同，从而实现了再生铅熔炼的低温和连续性。
铅屑熔炼转炉：通过输送带与破碎分选系统相连，包括炉体、驱动装置、进料装置、出料装置、燃烧系统、除尘装置;
连续熔炼炉：属熔池熔炼炉，包括炉体、两套进料系统、多套氧燃系统、液态渣输送系统、除尘系统;
短窑：包括炉体、驱动装置、一套氧燃系统、进料系统、除尘系统;
辅助设施：物料烘干系统、配料及计量系统、供氧站、供能系统、控制系统。
2.6 技术经济指标
(1)铅屑连续熔炼转炉技术经济指标
生产能力：2.5--3.2t/h ，可调整，应与破碎分选系统铅屑生产能力配套
熔炼温度：400 -420℃
能耗：28 kgce/ t 铅
一次出铅率：80 - 85%
产渣率：15%
烟尘率：1.5%
渣含铅：85-90%(进入下道工序冶炼)
(2)连续熔炼炉技术经济指标
床能率：3.2 -3.5 t/ m2.d
熔炼温度：850-900℃
能耗：180-190kgce/ t铅
一次出铅率：50-52%
渣率：60-65%
渣含铅60%
烟尘率：6-7%
(3)短窑还原技术经济指标
生产能力：75-80t/d
熔炼温度：950-1000℃
能耗：190-210kgce/t
金属回收率：大于99%
废渣率：5%
渣含铅：小于2%
烟尘率：8%
3 再生铅低温连续熔炼技术特点
再生铅低温连续熔炼技术采用更加合理的冶炼工艺，占30%以上的铅屑料不需进入高温冶炼系统，直接在低温下进行熔化，同时铅膏料的冶炼温度降低了300-400 ℃，实现了再生铅的低温熔炼。该技术采用专用的冶炼设备，实现了再生铅冶炼过程连续作业，提高了生产效率和生产自动化水平，再生铅低温连续熔炼技术具有以下特点：
3.1 冶炼温度低
铅屑冶炼温度由1300℃降低至400 ℃ ，铅膏料冶炼温度由1300℃降低至1000℃以内。
3.2 生产过程连续
熔炼过程连续进行，熔炼炉保持衡定的冶炼温度和冶炼气氛，单台设备进料、出料连续进行，工序间物料转运连续进行。熔炼过程在密闭、微负压状态下进行，无烟气泄漏，生产过程清洁。
3.3 削减铅排放
削减废气量，废气量减少60%以上，废气中铅浓度小于2 mg/m3 ，生产每吨铅减少废气中铅排放量约695g。烟尘率由18%降到8%以下，烟尘全部返回冶炼系统回收利用。
削减废渣量，废渣量由传统技术的30%减少到5%，废渣含铅由10%降到2%以下，吨再生铅产品减少废渣量250kg，减少重金属铅排放约29 kg 。
3.4 节能
采用再生铅低温连续熔炼技术，降低再生铅冶炼温度，同时设备热效率提高，降低了能耗，冶炼综合能耗平均为 129kgce/t 铅，远低于传统工艺的500-600kgce/t铅。
3.5 生产效率提高
生产过程可实现连续作业，具有较高的生产效率，机械化程度高，国内传统的冶炼技术采用简易小型反射炉进行间歇作业，由3台炉组成的成套设备年产能达10万吨以上。
按年生产100 万吨再生铅计算，与传统的再生铅冶炼技术相比，年可削减废气量45亿立方米，年废气排放的铅削减795吨，年减少废渣量25万吨，年减少废渣含铅量2.9万吨，年节约能耗38万吨标煤，年减少二氧化碳排放量86万吨。
4 结论
再生铅低温连续熔炼技术是以自主研发的技术为主，借鉴部分国外先进技术而形成先进的再生铅冶炼技术。该技术的应用降低了再生铅冶炼的温度，实现生产过程的连续化，具有低排放、低能耗、高效率、高回收率、生产过程清洁等特点，可大幅度削减再生铅生产过程中的重金属铅及二氧化硫、二氧化碳排放量具有很好的推广前景。该技术适用于生产能力大于5万吨以上的再生铅企业。该技术的推广有助于提高我国再生铅集中度，提高再生铅冶炼技术水平，防治重金属铅对环境造成污染，对再生铅工业的持续健康发展具有积极的示范作用。
