鉛酸電池行業(yè)的低碳材料與技術(shù)研究

方 瑜，舒月紅，陳紅雨

（1．華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510006；2．廣東高校儲(chǔ)能與動(dòng)力電池產(chǎn)學(xué)研結(jié)合示范基地，廣東 廣州 510006；3．電化學(xué)儲(chǔ)能材料與技術(shù)教育部工程研究中心，廣東 廣州 510006）

鉛酸電池行業(yè)的低碳材料與技術(shù)研究

方 瑜1，2，3，舒月紅1，2，3，陳紅雨1，2，3

（1．華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510006；2．廣東高校儲(chǔ)能與動(dòng)力電池產(chǎn)學(xué)研結(jié)合示范基地，廣東 廣州 510006；3．電化學(xué)儲(chǔ)能材料與技術(shù)教育部工程研究中心，廣東 廣州 510006）

淺析了鉛酸蓄電池行業(yè)低碳材料與技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展．一方面闡述了鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程各個(gè)環(huán)節(jié)中可能涉及到的低碳材料與技術(shù)，包括鉛粉、板柵合金、膠體電解質(zhì)、和膏涂板、固化、化成充電等；另一方面從預(yù)處理和鉛冶煉兩方面介紹了廢舊鉛酸蓄電池回收過程中所應(yīng)用到的低碳技術(shù)．

鉛酸蓄電池；鉛回收；低碳

電池工業(yè)是全球新能源領(lǐng)域和國際能源安全的重要組成部分，而鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)作為電池工業(yè)的重頭戲，是二十一世紀(jì)最有發(fā)展前途和應(yīng)用前景的新型綠色能源．鉛酸蓄電池行業(yè)本身就是低碳的代表，原因在于廢鉛酸蓄電池的回收和再生鉛的生產(chǎn)，一方面消除了廢鉛酸蓄電池這一含鉛危險(xiǎn)廢物在回收領(lǐng)域因處置不當(dāng)所造成的環(huán)境污染；另一方面也通過環(huán)保可行的方式實(shí)現(xiàn)了鉛資源的循環(huán)再生，實(shí)現(xiàn)了從再生到資源的轉(zhuǎn)變，完成了物質(zhì)的閉路循環(huán)．但是鉛酸蓄電池行業(yè)在生產(chǎn)和回收再生過程中具有高能耗、高污染的特點(diǎn)，這就是本文研究鉛酸蓄電池行業(yè)低碳材料與技術(shù)的原因所在．

1 鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程中的低碳材料與技術(shù)

在鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程中，從鉛粉生產(chǎn)、板柵鑄造、膠體電解液、和膏涂板，固化以及化成等幾個(gè)方面都涉及到低碳材料與技術(shù)的應(yīng)用，下面就這幾方面進(jìn)行闡述．

1．1 鉛粉制造

鉛粉生產(chǎn)作為整個(gè)鉛酸蓄電池生產(chǎn)的核心，生產(chǎn)的鉛粉主要是用于極板的鑄造．大多數(shù)鉛酸蓄電池制造企業(yè)所用的鉛粉是由70%～80%的Pb O和20%～30%的自由鉛組成的混合物．目前，生產(chǎn)鉛粉的方法主要有：球磨法、氣相氧化法、化學(xué)方法、電化學(xué)方法及超聲波法．

傳統(tǒng)的球磨法和氣相氧化法都存在著一定的局限性．球磨法能產(chǎn)生粒徑較細(xì)的鉛粉，但是其耗能高、噪音大，鉛粉機(jī)的單位功率產(chǎn)量低．氣相氧化法具有耗能低、產(chǎn)量大、操作易于控制、環(huán)境污染小等特點(diǎn)，但是其生產(chǎn)出的鉛粉粒徑太大，制成的極板孔隙大、初始容量較大，做成的電池充電接受性差、電池的初始容量偏低，化成后容易導(dǎo)致正極板變形彎曲[1]．

目前，各大蓄電池廠通過不斷地技術(shù)改進(jìn)與創(chuàng)新，將傳統(tǒng)的球磨法與氣相氧化法進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到更好的節(jié)能減排的效果．如在氣相氧化法前面加一道磨球工序，以減小鉛粉粒徑；在氣相氧化法中在正極鉛膏中加入紅丹，并且控制其固化濕度在95%以上，固化溫度在65～80℃，這樣可生產(chǎn)細(xì)顆粒、高氧化度的鉛粉[2]．上述工藝具有耗能低、產(chǎn)量大、操作易于控制、環(huán)境污染小且生產(chǎn)出來的鉛粉性能大大地提高．

除了以上工藝外，目前鉛粉的合成方法還包括有化學(xué)方法、電化學(xué)方法及超聲化學(xué)方法，但其關(guān)注的焦點(diǎn)在于如何更好地提高鉛粉的性能、擴(kuò)大其表面積方面，從而提高電池的性能．

1．1．1 化學(xué)方法

Joon－Ho Shin等人[3]采用化學(xué)方法讓純鋁或純鎂在含有Pb2＋的HC1溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度在90℃左右，得到海綿狀的鉛，之后將其在300－400℃的電爐中氧化將其球磨，可以得到氧化鉛．Julian Morales等 人[4]采 用 Pb（CH3－COO）4水 解 合 成Pb O，并將該產(chǎn)物在170℃的高壓環(huán)境中水熱處理四天．M．Cruz等人[5]對 Pb（CH3－COO）4的水溶液進(jìn)行化學(xué)噴霧熱解法，通過改變基體溫度、噴射速度以及溶液的濃度，探索出適合生產(chǎn)具有良好電化學(xué)性能的二氧化鉛的條件．通過該化學(xué)方法得到的氧化鉛顆粒規(guī)則粒徑小，只有幾微米，比表面積大，多孔，吸酸值有所升高，產(chǎn)物形態(tài)分布均勻，有的形狀類似平板狀，有利于后續(xù)反應(yīng)中一氧化鉛向二氧化鉛的轉(zhuǎn)化，并且具有良好的電化學(xué)行為，提高了電池初始容量和充電接受性，從而使電池的循環(huán)壽命更長，這樣既節(jié)省了電能，也減少了電池成品在充放電時(shí)所排放的污染物，同時(shí)金屬鉛的含量也有所下降，節(jié)省了鉛原料．

1．1．2 電化學(xué)合成法

N．Vatistas等人[6]采用電化學(xué)合成法，以 Ti/SnO2為基底，Pb（NO3）2，HNO3和 NaF的混合溶液為電解液能制得納米級(jí)二氧化鉛．PeikangShen等人[7]采用Pt，Au和Ti作為基底，加入甲醇和萘烷的Pb（NO3）2，HC1O4和NaF作為電鍍液來電沉積納米級(jí)二氧化鉛．電化學(xué)方法合成的產(chǎn)物內(nèi)部有硫酸鉛離子存在，在高溫條件下這些離子能夠促進(jìn)二氧化鉛還原，提高電化學(xué)活性．而且該方法能制造出納米級(jí)的氧化鉛，具有納米范圍的粒徑，高的比表面積和良好的電化學(xué)行為，使成品電池的初始容量和充電性能更理想，循環(huán)壽命更長，因此也節(jié)省了電能，減少了電池成品在充放電時(shí)所排放的污染物，既節(jié)能又減排．

1．1．3 超聲化學(xué)方法

超聲化學(xué)方法是相對來講更符合低碳理念的鉛粉制造方法，原因在于其在放電過程中能夠傳遞更多的電化學(xué)能量，具有良好的循環(huán)性能．Hasan Karami等人[8]對超聲化學(xué)方法合成納米一氧化鉛進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，將超聲技術(shù)引入化學(xué)反應(yīng)中，通過對超聲速度、反應(yīng)物濃度、溫度、以及加入結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的類型和用量等進(jìn)行探討，優(yōu)化出合成納米氧化鉛的超聲合成方法．在以硝酸鉛和碳酸鈉為原料，聚乙烷吡咯烷酮（PVP）為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的情況下，使用超聲化學(xué)方法合成的鉛粉不僅結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，而且在放電過程中能夠傳遞更多的電化學(xué)能量，具有良好的循環(huán)性能，能使成品電池充電后更加經(jīng)久耐用．

1．2 板柵合金鑄造

板柵主要起電子集流體以及固定活性物質(zhì)的作用，由于多孔的活性物質(zhì)會(huì)滲透硫酸，使板柵發(fā)生腐蝕，板柵的耐蝕性對蓄電池的恒久耐用性有著重要的影響．但是由于要發(fā)揮電子傳遞的重要作用，尤其是正極板柵，應(yīng)該具有良好的電子導(dǎo)電性，這就要求在使用過程中其腐蝕產(chǎn)物具有較低的阻抗[9]．

板柵生產(chǎn)是蓄電池制造的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，一般企業(yè)的板柵生產(chǎn)量往往非常大，每月都在幾百萬片以上．在板柵原材料—鉛合金價(jià)格居高不下的情況下，提高合金原料的利用率和板柵的成品率、降低合金產(chǎn)渣率的產(chǎn)生，將是蓄電池企業(yè)節(jié)能降耗的必由之路．

公安機(jī)構(gòu)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)等手段，與社會(huì)組織建立相互聯(lián)系的緊密關(guān)系，樹立良好的公眾形象和聲譽(yù)，以促進(jìn)其順利實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展目標(biāo)的一種管理活動(dòng)。為深入踐行群眾路線，構(gòu)建和諧警民關(guān)系，公安機(jī)關(guān)應(yīng)以公關(guān)活動(dòng)為抓手，通過與人民群眾和社會(huì)組織的溝通、交流和互動(dòng)，建立和諧警民關(guān)系。通過“民警入戶走訪”“警方定期舉辦宣傳、咨詢活動(dòng)”“建立警民網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)”等方式，經(jīng)常與社會(huì)組織溝通，了解社會(huì)組織對公安工作的新期待，新要求。[8]通過組織策劃各種形式的公安系統(tǒng)公共關(guān)系活動(dòng)，大大增強(qiáng)警民關(guān)系溝通，有效加強(qiáng)公安機(jī)關(guān)與社會(huì)組織的緊密聯(lián)系，為構(gòu)建和諧警察與社會(huì)組織的關(guān)系奠定良好的溝通基礎(chǔ)。

1．2．1 鉛渣處理

鉛鈣合金澆鑄過程中，隨著時(shí)間的延長，熔鉛鍋中會(huì)出現(xiàn)一層粘稠狀的銀白色渣，時(shí)間再長還有部分黃色的干渣出現(xiàn)．這層渣的主要成分為鋁、鈣、鉛等氧化物．當(dāng)操作不正當(dāng)時(shí)，將導(dǎo)致熔鉛鍋內(nèi)渣變多變厚的非正?，F(xiàn)象．究其原因主要涉及澆鑄工藝、設(shè)備、原料等因素，且主要是因?yàn)楹辖鹨簻囟瓤刂撇缓侠砘虿捎眠^多回爐料等造成的．

采用先進(jìn)的鉛鈣合金配制工藝，如嚴(yán)格控制合金澆鑄溫度，嚴(yán)格執(zhí)行板柵生產(chǎn)工藝；合理利用廢舊邊角料等回爐料；再配合使用少量的鉛減渣劑；可以較明顯的減少鉛渣的排放．特別是在配制鉛鈣母合金的過程中會(huì)產(chǎn)生大量浮渣，如果加以減鉛渣劑處理，會(huì)明顯減少配制鉛鈣成品合金時(shí)的鉛渣量，也進(jìn)一步減少鑄板時(shí)鉛鍋中的浮渣量．

1．2．2 稀土合金的研究

在板柵合金生產(chǎn)節(jié)能減排中，采用環(huán)境材料替代有毒有害元素也是一種需引起我國蓄電池企業(yè)重視的趨勢．目前，我國鉛酸蓄電池產(chǎn)品普遍采用鉛－銻－鎘作為正極板柵合金，在配制、鑄造Pb－Sb－Cd合金中，鑄造溫度過高時(shí)鎘很容易揮發(fā)掉，成為鎘煙，被操作人員吸收；并且鎘容易損耗在鉛渣中，鉛渣收集和處理不當(dāng)會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重破壞．因此在鉛酸蓄電池行業(yè)中研究采用其它環(huán)境友好材料替代鎘、銻等有毒有害元素勢在必行．

近幾年很多學(xué)者都對稀土合金進(jìn)行過研究．魏杰等人[10]認(rèn)為，添加稀土Ce和Y能提高鉛鈣合金和鉛銻合金的析氫過電位和合金的耐腐蝕性能，可以提高板柵合金的深循環(huán)性能．張紹輝等人[11]還認(rèn)為Ce對鉛銻合金的電化學(xué)穩(wěn)定性產(chǎn)生好的影響．李黨國等人[12]研究表明，稀土低鈣高錫鉛鈣合金中稀土的加入使陽極腐蝕膜具有良好的力學(xué)性能，有利于電池深循環(huán)性能的提高和板柵與活性物質(zhì)之間的結(jié)合，對延長電池的使用壽命有促進(jìn)作用．楊炯等人[13]認(rèn)為稀土鈰（Ce）具有與金屬鈣相似的電極電位，且鈰具有較鉛、鈣、錫更高的硬度和更優(yōu)良的機(jī)械性能．鈰的加入能改善鉛的陽極膜的阻抗特性，改善深循環(huán)性能．毛賢仙等人[14]認(rèn)為稀土Ce的加入，使鉛鈣合金的交流阻抗明顯減少，Ce有效地抑制了腐蝕膜中PbO的形成，降低腐蝕膜的厚度，腐蝕膜的顆粒趨于細(xì)化均勻，且腐蝕膜內(nèi)的空穴明顯減少，改善了正極板柵與活性物質(zhì)之間的導(dǎo)電性，有利于延長電池的深放電循環(huán)壽命．周彥苞等人[15]研究表明在鉛中添加Ce，Sm和La降低在硫酸溶液中生長的陽極Pb（Ⅱ）氧化物膜的電阻．

華南師范大學(xué)與株洲冶煉集團(tuán)一直從事無鎘稀土合金（Pb－Ca－Sn－RE）的研究與開發(fā)，經(jīng)過與浙江天能集團(tuán)合作研究，經(jīng)過多次試制，其循環(huán)壽命已經(jīng)達(dá)到Pb－Sb－Cd合金所制電池同等水平[2]．

1．3 膠體電池電解質(zhì)

膠體蓄電池是在傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型電池，又稱“免維護(hù)蓄電池”，具備不污染環(huán)境、自放電小、耐震動(dòng)性能好、耐超高溫、耐超低溫、電池性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)．膠體蓄電池以乳白色半透明的凍膠狀電解質(zhì)代替硫酸液體電解質(zhì)．由于膠體電解質(zhì)具有電解液不流動(dòng)、不漏酸、可防止活性物質(zhì)脫落、減少自放電、延長電池使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，其研究、開發(fā)和應(yīng)用得到重視．

在膠體里正確加入添加劑，可以降低硫酸溶液體系的氫鍵作用，在不影響膠體觸變性等性能的前提下降低氣相二氧化硅的添加量，降低電解質(zhì)內(nèi)阻和成本，提高鉛蓄電池的容量恢復(fù)能力、延長蓄電池壽命、消除鉛蓄電池極板硫化，可有效發(fā)揮氣相二氧化硅的增稠和觸變作用．

氣相二氧化硅用于制備膠體電解質(zhì)的添加劑有多種，常見的有磷酸、甘油等．生產(chǎn)膠體電池時(shí)，有時(shí)把磷酸添加到電解液中，有時(shí)則沒有把磷酸添加到電解液中．關(guān)于磷酸作用的研究，特別是關(guān)于它對循環(huán)壽命改進(jìn)的研究結(jié)果表明，磷酸會(huì)吸附在二氧化鉛表面，改變晶體的生長；同時(shí)磷酸阻礙了在正極活性物質(zhì)和板柵之間的一層絕緣薄膜的形成．由于磷酸的加入，改善板柵材料與腐蝕的產(chǎn)物結(jié)合力，阻止硫酸鉛阻擋層的形成，提高析氫與析氧過電位，減輕電池的自放電．關(guān)鋒等人[16]等還總結(jié)了其他電解液添加劑，如加入堿土金屬硫酸鹽，可以顯著提高鉛蓄電池的容量恢復(fù)能力、延長蓄電池壽命、消除鉛蓄電池極板硫化．在電解質(zhì)溶液中添加適量金屬硫酸鹽可以提高電池的啟動(dòng)性能．向電解液中加入金屬離子絡(luò)合物，可能降低放電時(shí)鉛負(fù)極活性表面上所形成的鉛離子的濃度，減少或防止致密硫酸鹽層的形成，同時(shí)也降低了電解液中其它離子的濃度．

1．4 和膏涂板

和膏涂板是指采用一定保密配方的鉛膏涂在極板上．在鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程中，和膏涂板是影響電池性能與質(zhì)量最為關(guān)鍵的工藝之一．我國絕大多鉛酸蓄電池企業(yè)在涂板工藝上均采取淋酸的工藝，此工藝能產(chǎn)生大量的含鉛酸性廢水；此外，淋酸后導(dǎo)致電池內(nèi)化成時(shí)在極板表面形成一層硫酸鉛，增加化成的難度，增加電能損耗．目前，在國外發(fā)達(dá)國家的蓄電池企業(yè)中，已不采用淋酸的工藝，其在涂板之后用包膜機(jī)在極板表面包上一層纖維紙，這樣就可以把淋酸、快速表面干燥兩道工藝省去．

1．5 固化及化成

鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程中，和膏涂板后需要在一定的溫度和濕度條件下，將鉛膏牢牢地固定在極板上形成性能良好的腐蝕層，這就是固化．固化工藝的苛刻條件使得固化工藝成為能耗較大和生產(chǎn)周期較長的工藝，因此節(jié)能、提高生產(chǎn)效率、降低成本等是固化工藝的難點(diǎn)．傳統(tǒng)的固化工藝大多采用室溫固化、干燥，此方法由于無法對溫度和濕度進(jìn)行有效地控制，使得固化質(zhì)量難以得到保證，并且其固化時(shí)間較長．縮短固化時(shí)間是節(jié)能的要求，目前國外許多公司（如GNB和FAMM等）均采用高溫固化的方法，在24 h內(nèi)就可以完成固化工藝．此外，部分企業(yè)在鉛粉、鉛膏中添加紅丹，紅丹使得固化變得更容易控制，可以縮短固化時(shí)間，達(dá)到節(jié)能的目的．

化成是一個(gè)充電過程，是鉛酸蓄電池制造工序中電能消耗最高，產(chǎn)酸霧最多，排含酸含鉛廢水最多的工序．化成主要有兩種方法：極板化成（外化成），電池化成（內(nèi)化成）．極板化成產(chǎn)生的酸霧很大，生產(chǎn)場地處于含酸廢水的包圍之中，排放大量含酸含鉛廢水，浪費(fèi)水和電能．所以很多企業(yè)都采用內(nèi)化成，即先組裝電池，灌酸，最后再化成充電．它產(chǎn)生的污染小，節(jié)省能量．采用先進(jìn)的充電設(shè)備和脈沖電流化成工藝等都能縮短時(shí)間，提高效率，節(jié)省能量．

2 鉛回收過程中的低碳技術(shù)

中國每年約有30萬t的廢鉛酸蓄電池產(chǎn)生，而中國再生鉛原料85%以上來自廢鉛酸蓄電池，蓄電池消耗的鉛，又有50%為再生鉛．目前，含鉛廢物的綜合回收利用和資源化得到了廣泛的關(guān)注，廢鉛酸蓄電池的回收實(shí)現(xiàn)了鉛資源的循環(huán)再生，并且避免了廢舊電池對環(huán)境的污染．回收再生鉛已成為實(shí)現(xiàn)鉛工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不可缺少的重要組成部分．

據(jù)調(diào)查我國廢舊電池再生鉛廠近300多家，生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小、耗能高、污染重、工藝技術(shù)落后、金屬回收和綜合利用率低．國內(nèi)處理廢鉛酸蓄電池基本上未采用預(yù)處理工藝，絕大部分廠家采用反射爐、水套爐等傳統(tǒng)火法工藝，一些小企業(yè)甚至采用原始的土窯土爐冶煉，90%以上企業(yè)沒有進(jìn)行煙塵處理．這造成了鉛回收率低，一般為80～85%，全國每年大約有2萬t鉛在冶煉過程中流失掉；綜合利用率低，由于板柵金屬和活性物質(zhì)混煉，合金成分沒有合理利用；能耗高，一般水平下，熔煉1 t再生鉛需要消耗500～600 kg標(biāo)煤；污染嚴(yán)重，熔煉過程中排出的鉛蒸氣、煙塵、二氧化硫均超過國家標(biāo)準(zhǔn)幾十倍，造成嚴(yán)重的二次污染，破壞環(huán)境，危害人類健康．

2．1 預(yù)處理

廢鉛酸蓄電池的預(yù)處理技術(shù)，關(guān)鍵是使鉛柵極和漿料得到有效的回收利用，并避免漿料中二氧化硫的污染．《鉛鋅行業(yè)準(zhǔn)入條件》中對再生鉛的技術(shù)已經(jīng)提出了要求，對廢鉛酸電池采用機(jī)械化分選，并將塑料、鉛極板、膏泥、廢酸分別進(jìn)行處理，這也是廢鉛酸電池?zé)o害化處理的發(fā)展方向．國外發(fā)達(dá)國家的鉛酸蓄電池鉛回收技術(shù)比較成熟，普遍采用了自動(dòng)拆解．機(jī)械自動(dòng)拆解是用一臺(tái)壓碎機(jī)或者錘式粉碎機(jī)先將電池加工成很小的碎片，然后不同物質(zhì)通過重力分選開來，研究發(fā)現(xiàn)水力分離才是適當(dāng)?shù)姆椒ǎ捎盟Ψ蛛x器可以使鉛膏和蓄電池的其他組份分離，并避免與其他組份進(jìn)一步接觸．例如電池膏首先通過旋轉(zhuǎn)鼓或者振蕩篩分離出來，然后再通過過濾裝置或槽進(jìn)行脫硫．剩下大部分碎料再通過水浮選裝置由重力分離出含鉛物料、來自電池殼的聚丙烯和主要是PVC或者玻璃和橡膠的剩余混合物．這樣就提高了分選的效率，達(dá)到了很好的分離效果．廢酸經(jīng)過廢水處理池處理后再重復(fù)利用．板柵可通過低溫熔煉，直接做成合金或粗鉛．塑料則經(jīng)過清洗后作為副產(chǎn)品外售．對含硫鉛膏采用脫硫預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行脫硫，再分別采用火法、濕法或干濕聯(lián)合法工藝還原回收鉛．

2．2 鉛冶煉

在再生鉛冶煉工藝上，目前國內(nèi)外仍廣泛采用火法冶煉處理廢舊鉛酸電池，西方發(fā)達(dá)國家大多采用短窯熔煉技術(shù)和鉛漿料加入鉛精礦處理技術(shù)．鉛漿料的主要成分是硫酸鉛、硫酸、硫酸酸酐、氧化鉛等，回轉(zhuǎn)式短窯熔煉漿料技術(shù)主要工作原理是將機(jī)械化破碎之后分選出來的鉛漿料進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，然后進(jìn)行短窯熔煉，避免了二氧化硫的污染．鉛漿料加入鉛精礦處理技術(shù)是將破碎并經(jīng)過分選之后的漿料直接加到鉛精礦中進(jìn)行熔煉，產(chǎn)生的二氧化硫并入原生鉛的制酸系統(tǒng)進(jìn)行綜合利用．該工藝減少了硫酸鉛的轉(zhuǎn)化工序，同時(shí)避免了二氧化硫的污染，并使其得到回收利用．

除了火法熔煉外，張正潔等人[17]發(fā)現(xiàn)，在鉛回收過程可以采用包括預(yù)處理、濕法脫硫及濕法電沉積冶煉在內(nèi)的全濕法生產(chǎn)工藝，可以實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)．鉛回收大于95%，脫硫率大于95% ，電流效率大于95%，電鉛質(zhì)量優(yōu)于1號(hào)電鉛標(biāo)準(zhǔn)．徹底消除了傳統(tǒng)火法普遍存在的嚴(yán)重的硫酸、鉛塵、鉛渣及二氧化硫污染．

最近，我國江蘇新春興再生資源有限公司開發(fā)了無污染再生鉛低碳技術(shù)，采用了新型節(jié)能環(huán)保圓型熔煉爐（專利技術(shù)）吸收了反射爐和短窯2種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，熱效率高，熔煉渣中的鉛含量低．其熔煉爐爐體可以是1臺(tái)2室，1臺(tái)3室或多室．每室都有燃燒裝置，預(yù)熱、加料、熔煉等工藝過程能夠交叉互換．當(dāng)一個(gè)室加熱時(shí)，高溫?zé)煔膺M(jìn)入另一個(gè)室預(yù)熱物料，然后從該室的煙道抽出，同時(shí)有除塵效果，實(shí)現(xiàn)熱能的多級(jí)互換利用，以達(dá)到節(jié)能目的[18]．

所以，可以采用濕法和火法冶煉復(fù)合的技術(shù)，將廢舊鉛酸電池回收利用，不僅解決了鉛污染的問題，還避免了鉛回收過程中的SO2污染環(huán)境．總之，鉛回收技術(shù)已經(jīng)越來越先進(jìn)、成熟，為我國再生鉛行業(yè)健康發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持．鉛的回收利用，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)和資源的可持續(xù)發(fā)展，因此要大力發(fā)展再生鉛工業(yè)，提高我國鉛回收利用的水平，提高資源的綜合利用率．

3 結(jié) 論

鉛酸蓄電池經(jīng)過這么多年的發(fā)展與完善，目前已成為廣泛使用的一種化學(xué)電源，具有安全可靠、使用壽命長、適用范圍廣、可再生利用及造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，至今仍保持了頑強(qiáng)的生命力．但是，從行業(yè)未來發(fā)展的趨勢來看，鉛酸蓄電池還必須從技術(shù)創(chuàng)新上繼續(xù)努力，才能保持產(chǎn)業(yè)的與時(shí)俱進(jìn)與可持續(xù)發(fā)展．首先，從鉛酸蓄電池生產(chǎn)的各個(gè)工藝上來看，必須進(jìn)一步加大技術(shù)創(chuàng)新力度，研究新技術(shù)、新工藝、新材料，不斷完善和改進(jìn)蓄電池的性能，以保持鉛酸蓄電池在化學(xué)電源中的主導(dǎo)地位，這是產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向；其次，在鉛的回收上，關(guān)鍵在于優(yōu)化管理，形成規(guī)模效益并改進(jìn)現(xiàn)有回收處理工藝，解決廢鉛資源回收問題和環(huán)境污染問題，降低鉛回收的成本．

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Study on low carbon materials and techniques of lead－acid battery industry

FANG Yu1，2，3，SHU Yue－h(huán)ong1，2，3，CHEN Hong－yu1，2，3
（1．School of Chemistry and Environment，South China Normal University，Guangzhou 150040，China；2．Base of Production，Education ＆ Research on Energy Storage and Power Battery of Guangdong Higher Education Institutes，Guangzhou 510006，China；3．Engineering Research Center of Materials and Technology for Electrochemical Energy Storage of Ministry of Education，Guangzhou 510006，China）

In this paper，the low carbon materials and technology of lead－acid battery industry were analysed．On one hand ，we illustrated the low carbon aspects involved in lead－acid battery manufacturing process of lead oxide、lead alloys、gel electrolyte、mixing，pasting，cur－ing，formation etc．On the other hand，low carbon techniques in lead－acid battery recycling process was also analysed in this paper．

lead－acid battery；lead recovery；low carbon

TM912．1

A

1673－9981（2010）04－0235－06

2010－10－10

方瑜（1987—），女，安徽安慶人，碩士研究生．