关键词：燃料电池；分类；研究；应用现状
引言
国际能源界预测，本世纪氢能将得到广泛的应用，而燃料电池将成为利用氢能的重要途径。燃料电池是继水力、火力、核能之后的第四电装置，它是可以替代内燃机的动力装置。燃料电池具有安全、高效、无污染、适用广、无噪声等特点，已成为当今世界能源领域的开发热点。
1基本原理
普通电池是将电池内部的化学能转变成电能，而燃料电池是将电池外部的燃料（氢和氧）通过反应，将其释放的能量转变成电能输出。燃料电池外部的燃料存储系统是一个活动装置，可以方便地更换和补充燃料。
燃料电池的基本原理是水的电解的逆反应。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质组成。工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气），在电极上常使用催化剂（例如白金）来加速电反应。氢在负极分解成正离子h＋和电子e。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。
2燃料电池的种类及其特点
2.1质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcells—pemfc)
该电池的电解质为离子交换膜，薄膜的表面涂有可以加速反应的催化剂（如白金），其两侧分别供应氢气及氧气。由于pem燃料电池的唯一液体是水，因此腐蚀问题很小，且操作温度介于80℃～100℃之间，安全上的顾虑较低；其缺点是，作为催化剂的白金价格昂贵。pemfc是轻型汽车和家庭应用的理想电力能源，它可以替代充电电池。22碱性燃料电池(alkalinefuelcells—afc)
碱性燃料电池的设计与质子交换膜燃料电池的设计基本相似，但其电解质为稳定的氢氧化钾基质。操作时所需温度并不高，转换效率好，可使用的催化剂种类多且价格便宜，例如银、镍等。但是，在最近各国燃料电池开发中，却无法成为主要开发对象，其原因在于电解质必须是液态，燃料也必须是高纯度的氢才可以。目前，这种电池对于商业化应用来说过于昂贵，其主要为空间研究服务，包括为航天飞机提供动力和饮用水。
2.3磷酸型燃料电池(phosphoricacidfuelcells—pafc)
因其使用的电解质为100％浓度的磷酸而得名。操作温度大约在150℃～220℃之间，因温度高所以废热可回收再利用。其催化剂为白金，因此，同样面临白金价格昂贵的问题。到目前为止，该燃料电池大都使用在大型发电机组上，而且已商业化生产，但是，成本偏高是其未能迅速普及的主要原因。
2.4熔融碳酸盐燃料电池((moltencarbonatefuelcells—mcfc)
其电解质为碳酸锂或碳酸钾等碱性碳酸盐。在电极方面，无论是燃料电极还是空气电极，都使用具有透气性的多孔质镍。操作温度约为600℃～700℃，因温度相当高，致使在常温下呈现白色固体状的碳酸盐熔解为透明液体。此型燃料电池，不需要贵金属当催化剂。因为操作温度高，废热可回收再利用，其发电效率高达75％～80％，适用于中央集中型发电厂，目前在日本和意大利已有应用。
2.5固态氧化物燃料电池(solidoxidefuelcells—sofc)
其电解质为氧化锆，因含有少量的氧化钙与氧化钇，稳定度较高，不需要催化剂。一般而言，此种燃料电池操作温度约为1000℃，废热可回收再利用。固态氧化物燃料电池对目前所有燃料电池都有的硫污染具有最大的耐受性。由于使用固态的电解质，这种电池比熔融碳酸盐燃料电池更稳定。其效率约为60％左右，可供工业界用来发电和取暖，同时也具有为车辆提供备用动力的潜力。缺点是构建该型电池的耐高温材料价格昂贵。
2.6直接甲醇燃料电池（directmethanolfuelcells—dmfc）
直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇在阳极转换成二氧化碳和氢，然后如同标准的质子交换膜燃料电池一样，氢再与氧反应。这种电池的工作温度为120℃，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约在40％左右。其使用的技术仍处于研发阶段，但已成功地显示出可以用作移动电话和笔记本电脑的电源。其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。
2.7再生型燃料电池（regenerativefuelcells—rfc）
再生型燃料电池的概念相对较新，但全球已有许多研究小组正在从事这方面的工作。这种电池构建了一个封闭的系统，不需要外部生成氢，而是将燃料电池中生成的水送回到以太阳能为动力的电解池中分解成氢和氧，然后将其送回到燃料电池。目前，这种电池的商业化开发仍有许多问题尚待解决，例如成本，太阳能利用的稳定性等。美国航空航天局（nasa）正在致力于这种电池的研究。
2.8锌空燃料电池(zinc－airfuelcells—zafc)
利用锌和空气在电解质中的反应产生电。锌空燃料电池的最大好处是能量高。与其他燃料电池相比，同样的重量，锌空电池可以运行更长的时间。另外，地球上丰富的锌资源使锌空电池的原材料很便宜。它可用于电动汽车、消费电子和军事领域，前景广阔。目前metallicpower和powerzinc公司正在致力于锌空燃料电池的研究和商业化。
2.9质子陶瓷燃料电池(protonicceramicfuelcells—pcfc)
这种新型燃料电池的机理是：在高温下陶瓷电解材料具有很高的质子导电率。protoneticsinternationalinc.正在致力于这种电池的研究。
3燃料电池的研发和应用现状
燃料电池技术在全球的开发极为活跃。全世界约有20多个国家的上千家公司和机构投入巨额资金从事燃料电池的研究和商业化工作。目前，已有2500多个燃料电池系统安装在世界各地，为医院、托儿所、宾馆、办公楼、学校、机场和电厂等提供基本的和备用的电力供应。
美国是研究燃料电池最早的国家，处于该领域的领先地位。早在上世纪60年代初，nasa为解决航天飞机中普通电池过重的问题而开始研究新的动力装置。之后的几十年中，能源
部（doe）、电力研究所（epri）和气体研究协会（gri）等部门都投入了大量的人力和财力进行研发。目前，碱性电池长期被nasa采用；磷酸型电池技术也相当成熟，已有广泛的商业化应用。2mw的熔融碳酸盐电池已投入运行，西屋（westinghouse）公司100kw固体氧化物电池也已在荷兰安装。
日本在30多年前就开始燃料电池的研究，近年来成果尤为显着。开发重点集中在磷酸型、熔融碳酸盐型、固体氧化物型3大类。容量达11mw的磷酸盐发电装置也已在东京电力公司投运，效率达43.6％，熔融碳酸盐型已经运转的有2mw级装置。另外还建立了许多宾馆、医院用的100kw级的磷酸型现场发电电池系统。
欧洲各国燃料电池开发较美国、日本为晚。早年主要兴趣在碱性电池，随着燃料电池技术的发展，其优越特性逐渐为人们所认识，欧洲各国也加快了燃料电池技术的引进开发。荷兰、意大利、德国、西班牙等国分别完成10kw、100kw、280kw级碳酸盐型电池的开发，德国和瑞士分别进行了7kw和10kw级固体氧化物电池的开发；意大利于1991年投运了美国造的1mw级磷酸型电池装置。
由于石油短缺和汽车尾气污染等环境问题日益严重，目前燃料电池研发生产的一个重要方向是能够给汽车提供动力。几乎所有大的汽车制造商都在研发使用燃料电池的电动汽车，并已有示范车型。目前，丰田和本田公司已经在日本和美国开展电动汽车的租车业务。现在已有一些使用充电电池的电动汽车，但使用燃料电池的电动汽车市场仍处于培育阶段。专家们预测到2010年前后才能实现商业化。应用于便携式设备（手机、笔记本电脑、掌上电脑等）的微型燃料电池的研发竞争也在激烈地进行。
我国燃料电池的研制开发起步并不晚，然而发展缓慢。上世纪70年代，为配合航天事业的发展我们在碱性燃料电池领域取得了一些进步，但到上世纪80年代由于资金原因研发放慢了，直至上世纪90年代末才又开始新一轮的研发及商业化尝试。
在国内燃料电池研发工作中具有代表性的大连研究所，已经从事燃料电池的研究近50年，早年曾成功研制了500w的碱性型燃料电池，近年来致力于质子膜、熔融碳酸盐和固体氧化物型电池的研究。该所在2001年至2003年间，将30kw的质子膜电池组用在小型汽车和大型公共汽车上示范成功，并成立了新源动力公司，开始了产品的商业化进程。2003年春，该所与清华大学合作将75kw的质子膜电堆应用在公共汽车上。在直接甲醇燃料电池方面，大连化物所、韩国三星公司、南孚电池公司建立了合作实验室。目前，中国科技大学无机膜研究所已成功研制了新型中温固体氧化物燃料电池。6种燃料电池的应用及技术状态见表1。
表16种燃料电池的应用及技术状态
电池种类
可用燃料
应用
技术状态
质子膜
氢气、重整气
电动车、潜艇电源
研发、改进、已有商业化产品
磷酸盐
重整气
现场集成能量系统
已有商业化产品
熔融碳酸盐
净化煤气、天然气、重整气
电站、区域性供电
在日本和意大利有示范电站
固体氧化膜
净化煤气、天然气
电站、联合循环发电
示范、测试
碱性
纯氢气
航天、空间站
在航空航天领域长期应用
直接甲醇
甲醇、乙醇
移动电源
研发
4结语
由于燃料电池的成本居高不下，目前仍处于研发和示范应用阶段，但它在能源贮备、供应方面的安全、可靠、高效率、无污染等特性和广阔的应用前景，使得全世界都在这个领域进行着研发竞赛。
【关键词】我国汽车现状;发展趋势;电动汽车;环境保护
随着人民生活水平的提高，汽车正在悄然走进我们的家庭，日前公安部交通部门披露，截至去年11月，全国机动车保有量达2.23亿辆，机动车驾驶人数量达2.34亿人，汽车保有量达1.04亿辆，我国许多城市已提早进入汽车社会。尽管还只是初级阶段，但已足以让人欣喜万分。入世十年，我国汽车增长很快，2001年国产汽车产销量只有207万辆，2009年达到1800万辆。据统计，去年前11个月，全国机动车保有量增加1628万辆，增长7.86%，其中汽车增加1361万辆，增长14.98%。以个人名义注册登记的私家汽车保有量达到7748万辆，占汽车总量的74.14%，成为汽车构成主体。同时，我国还有大约2000万辆低速货车，也就是通常说的农用车。
我国人口众多，能源和土地资源相对匮乏，汽车如此大量的递增，已经对能源供应，环境保护，交通通畅和城市秩序带来巨大压力，全国有五分之一以上大城市由于汽车尾气排放，空气污染严重。由于同样原因，还有110个中大城市达不到二级空气标准，对全国所有大城市来说，堵车已经成为常态，几乎所有大城市都面临停车困难、汽车与行人、汽车与社会、汽车与环境等的矛盾日益突出，如果不顾中国的国情，盲目追求汽车的高速发展，那么汽车带给人们的将不是出行的方便，生活水平的提高，而是环境的严重污染，城市交通的严重拥堵及生活质量的严重下降。
在能源和环境问题突出的大背景下，新能源汽车逐渐成为世界各国发展汽车工业、提高国民经济整体竞争力的共同选择，成为汽车企业争夺未来市场的战略机遇。各发达国家以政府为主导，大力推行新能源汽车产业发展政策，发掘适合本国国情的新能源汽车类型，在技术研发、补贴、税收等各方面提供支持。新能源汽车是世界各国应对能源和环境危机的必然选择。但从当前的发展情况来看，普遍存在技术不成熟、生产规模小、单位成本高的问题。发达国家出台了一系列全面促进新能源汽车产业发展的政策措施，以研发关键技术、弥补市场失灵、引导消费需求，促进电动汽车行业全面发展。
而我国在新能源汽车产业上要滞后于国外，近几年，山东、河北、河南等地许多原来做农用车、三轮车的企业都开始涉足小型纯电动汽车的生产，并将其销往国内小城镇、乡村甚至出口国外。国家关于纯电动汽车生产牌照的发放政策却迟迟没有出台，也没有相应的配套措施进行管理。因为纯电动汽车的市场需求比较旺盛从目前来看几乎所有的人都认为电动汽车是未来的发展趋势。
纯电动汽车的最大瓶颈是电池。电动汽车对电池的要求比较高，高比能、高比功率、快速充电和具有深度放电功能、循环和使用寿命长。铅酸电池作为比较成熟的技术，虽然其比能量、比功率和能量密度都比较低，但是高的性价比及高倍率放电，成为目前唯一能大批量生成的电动汽车用电池。镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池，但是其性价比不高，含重金属，用完遗弃后对环境会造成严重污染。
废电池污染及其处理行业成为目前社会最为关注的环保焦点之一。随着我国电池的种类生产量和使用量的不断扩大，废旧电池的数量和种类也在不断增加。废旧电池含有汞、铅、铬、镍等重金属及酸碱等电解质溶液对人体及生态环境有不同程度的危害。据了解其中对人体健康和生态环境危害较大，列入危险废物控制名录的废电池主要有含汞电池、铅酸蓄电池、含铬电池等。人体一旦吸收这些重金属以后，会出现哪些病呢？据有关专家介绍，汞是一种毒性很强的重金属，对人体中枢神经的破坏力很大。目前，我国生产的含汞电池汞的消耗每年几十吨；铬在人体内极易引起慢性中毒，主要病症是肺气肿、骨质软化、贫血、很可能使人瘫痪；而铅进入人体后最难排出，干扰肾功能。
专家认为，由于电池污染具有周期长、隐蔽性大等特点，其潜在危害相当严重，处理不当还会造成二次污染。据专家介绍，我国沿海某省的一些农民在回收铅酸蓄电池中的铅时，因为回收处理不当，把含有铅和硫酸的废液倒掉，不仅造成了铅中毒，而且使当地农作物无法生长。如何及时安全回收和处理废电池已日益突出地摆在人们面前。
铅矿的提炼存在大量的铅尘，属于铅的重污染区，易发生慢性铅中毒。铅对人体的危害主要集中在消化系统和神经系统，在蓄电池厂工作的操作工患职业性慢性铅中毒的比例高达25%-30%。更为严重的是，铅中毒不仅局限在蓄电池厂里的成年操作工铅中毒反应，甚至周边许多儿童也出现了铅中毒的反应。美国职业知识国际、北京地球村环境教育中心和公众环境研究中心共同的报告《中国铅电池制造和回收行业对健康和环境的影响》中披露，我国只有32%的精炼铅来源于回收铅，而在发达国家，85%以上的精炼铅是以废旧铅酸电池回收的铅为原料生产的。业内估算我国70-80%的废旧铅酸蓄电池是由非正规的小作坊回收和处理的。和生产过程相比，回收过程中的铅污染更为严重。其中大部分是废水污染造成河流、湖泊和地表水中的铅含量超标。政府部门应狠抓重金属污染的治理，对铅酸电池的健康发展十分有利。专家建议，要持之以恒治理重金属污染，一抓到底，并要注意铅矿的提炼和废电池再生中的污染问题;完善和执行现有的标准和指导准则，严格监管，要吸取滥发生产许可证和默许无证生产的教训;提高行业透明度。应当要求铅蓄电池的制造和回收公司披露每年在空气、水和废弃物中的铅排放量。
参考文献
[1]邵毅明,刘建勋.汽车新能源与节能技术,北京:机械工业出版社,2008.
[2]吴义生,环境科学概论.北京:当代世界出版社.2002.
[3]熊云,汽车节能技术原理及应用.北京:中国石化出版社,2007.
关键词：生活污水；工业废水；回收利用；研究实施
1引言
近年来，由于煤电公司产业链的不断调整发展，电厂机组随之进行了改扩建，对水的需求量也不断增大。
我厂的生活污水，主要来源于现有的生活区及办公区，排放量在50m3/h左右，要求处理后达到中水再利用水质标准，并作为循环冷却系统的补充水；我厂的生产废水，主要来源于机组运行及检修过程中排水，排放量在350m3/h左右，属于含油废水（一般含油量11.0mg/L），要求处理后含油量小于5.0mg/L，并作为新建电厂补给水处理系统的水源。
2设计依据
2.1设计原则
（1）严格执行《城市污水回用设计设计规范》（CECS75―1995）、《建筑中水设计规范》（CECS41―1992），保证深度处理后水质达到要求。
（2）立足国内先进技术及实践成果，采用技术先进、经济可行的处理工艺，降低工程投资和处理成本。
（3）根据电厂工人的特点，采用可靠的自动控制，减少维修工作量。
2.2设计规范
（1）《城市污水回用设计规范》（CECS75-1995）；
（2）《建筑中水设计规范》（CECS41-1992）；
（3）《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）；
（4）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；
2.3水质指标
由于生活污水和生产废水处理前后水质用途不同，处理后水质要求亦不同。例如，生产废水处理后的水质应符合《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）的要求，从生产废水水质看，只需要将石油类降低到5mg/L以下即可满足要求。
3工艺及设备的选择
3.1工艺流程的选择
（1）对于原水质较差（即生活污水处理厂出水执行标准较低），并且出水回用水的标准要较高，一般采用的深度处理工艺如下：
原水调节池提升泵混凝沉淀过滤消毒出水回用
（2）对于原水水质较差，并且出水回用的水的标准要求很高，一般采用深度处理工艺如下：
原水隔油池废水池毛发收集器核桃过滤器混凝沉淀池普通滤池
由于电厂化学水处理工艺要求较高，污水站处理的出水必须保证100%合格，否则将会造成化水系统膜污染及设备结垢等严重后果，所以本工艺采用第（2）项工艺流程。
工艺说明：生活污水、工业废水经管道收集，自流进入隔油池（吸附池)，上设桁架刮油机，定期把液面上部油液刮净。废水池进水口位置设置格栅，以拦截水中的漂浮物。废水池出水通过提升泵送至HLJ型含油污水过滤器，出水自流进入斜管沉淀池，混凝剂加入沉淀池，初步净化悬浮物。沉淀池出水自流进入普通滤池，普通滤池出水进入中间水池，最后由反洗泵送至原有清水池，自流进入电厂各冷却塔。
3.2工艺设备选择
（1）GYZ－6/4型刮油机工作桥面宽度：B=1000mm，中间传动装置功率：N=0.75KW，刮油速度：1.2m/min，电机防护等级：IP54，轨道型号：18Kg/m。刮油机除行走轮材质采用ZG45铸钢，其它材质均采用Q235碳钢(型钢)。全程运行自动控制并具有手动控制的功能,通过转换开关控制分手动和自动两种状态。手动时即可以通过各个对应的按钮对设备和各个动作进行点动操作（包括刮油、提落耙、过载、紧急停车等）又可以实现一个全过程的多次循环工作，预留远程信号输出端口。
（2）JYG-300型集油管采用蜗轮杆传动，可根据液面不同，进行调节。采用一端通集油装置（集由管材质：不锈钢）。集油装置的拉杆与集油管中心距离H≥2.4m，池宽度6m，一端通坡度2~5度。
（3）LQSII-1.0型手轮式螺杆启闭机铸铁镶铜材质，丝杆长度L=4000mm。
（4）MF-250毛发聚集器过滤精度30目，外部为碳钢结构材质，内胆过滤系统为不锈钢。
4实施效果
该工程于2009年12月底正式投产，调试处理后的水质满足（工业循环冷却水处理设计规范GB-50050-2007）
工程总投资约318.00万元人民币（包括基建费用），工程施工过程中充分考虑到地下管线复杂及在110KV高压线下作业，严格制定《电厂污废水处理工程三措》，本着安全第一、生产第二的原则总工期约2个月。项目实施后得到了工程监理组、工程验收评审组及集团公司领导的一致好评。
系统投产后至今，运行稳定，具有良好的经济效益（单从节约水资源角度计）。
处理回收量按300t/h计；
原来系统取用微山湖水按0.29元/t计；
年运行小时按7000h计；
则回收后节水费用约：
300*0.29*7000=60.9万元/年
该生活污水回收、工业废水处理技术工艺具有技术先进，运行稳定可靠，投资省、运行成本低、自动化程度高的优点。随着社会经济的发展，水资源日趋紧张，相信该项目具有良好的社会、经济和环境效益。将生活污水、工业废水资源化，在煤矿进行资源综合利用的过程中，必将具有广阔的前景。
2、再生型燃料电池的概念相对较新，但全球已有许多研究小组正在从事这方面的工作。这种电池构建了一个封闭的系统，不需要外部生成氢，而是将燃料电池中生成的水送回到以太阳能为动力的电解池中分解成氢和氧，然后将其送回到燃料电池。目前，这种电池的商业化开发仍有许多问题尚待解决，例如成本，太阳能利用的稳定性等。美国航空航天局（NASA）正在致力于这种电池的研究!
3、6直接甲醇燃料电池（DirectMethanolFuelCells—DMFC）。
4、1基本原理。由于燃料电池的成本居高不下，目前仍处于研发和示范应用阶段，但它在能源贮备、供应方面的安全、可靠、高效率、无污染等特性和广阔的应用前景，使得全世界都在这个领域进行着研发竞赛!
5、燃料电池的基本原理是水的电解的逆反应。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质组成。工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气），在电极上常使用催化剂（例如白金）来加速电化学反应。氢在负极分解成正离子H＋和电子e。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水!
6、欧洲各国燃料电池开发较美国、日本为晚。早年主要兴趣在碱性电池，随着燃料电池技术的发展，其优越特性逐渐为人们所认识，欧洲各国也加快了燃料电池技术的引进开发。荷兰、意大利、德国、西班牙等国分别完成10kW、100kW、280kW级碳酸盐型电池的开发，德国和瑞士分别进行了7kW和10kW级固体氧化物电池的开发；意大利于1991年投运了美国造的1MW级磷酸型电池装置!
7、3燃料电池的研发和应用现状。其电解质为氧化锆，因含有少量的氧化钙与氧化钇，稳定度较高，不需要催化剂。一般而言，此种燃料电池操作温度约为1000℃，废热可回收再利用。固态氧化物燃料电池对目前所有燃料电池都有的硫污染具有最大的耐受性。由于使用固态的电解质，这种电池比熔融碳酸盐燃料电池更稳定。其效率约为60％左右，可供工业界用来发电和取暖，同时也具有为车辆提供备用动力的潜力。缺点是构建该型电池的耐高温材料价格昂贵!
8、普通电池是将电池内部的化学能转变成电能，而燃料电池是将电池外部的燃料（氢和氧）通过化学反应，将其释放的能量转变成电能输出。燃料电池外部的燃料存储系统是一个活动装置，可以方便地更换和补充燃料!
【关键词】废电池；铅回收率；铁置换；回收利用
0引言
随着科学技术的提高，社会经济的发展以及人民生活水平的不断提高，蓄电池的使用已经越来越多地融入到人们的日常生活之中。目前，世界精铅消费中约70%的铅用于蓄电池的生产，且全球蓄电池在铅的应用结构中占有的份额持续增加。废铅蓄电池，尤其是铅膏和硫酸，若不加以回收，都将成为环境的污染源。另外，人类对铅不断增长的需求，已使铅的矿产资源濒临枯竭的边缘，回收再生铅已成为实现铅工业可持续发展战略不可缺少的重要组成部分。
回收铅的生产能耗比原生铅的生产能耗约低1/3左右；同时还可以减轻采、选、冶铅矿对环境和人体的危害，消除了废电池到处弃置对环境的影响。因此，发展高效、清洁的废铅蓄电池综合回收技术具有非常重要的意义。目前国内外采用的处理工艺主要为火法、湿法及湿法火法联合工艺。
火法处理时熔炼温度较高，常产生大量铅蒸汽和二氧化硫，严重污染环境，能源消耗大，铅回收率不高，炉渣、烟尘需专门处理。
湿法处理回收率高，但其流程长，设备投入大，技术要求高，操作复杂，同时电耗高达500～800kWh/（t铅），难以取得经济效益，排出的废水含硫酸量较高，容易产生硫二次污染。
湿法―火法联合工艺需要增加脱硫系统的投资，且转化率不足90%，脱硫不彻底，硫得不到充分利用，也会造成下一步熔炼的环境污染和铅回收率的降低。
本文提出在100℃（近似温度）、一定PH值下，用Fe还原铅膏里的铅化合物得到铅固体。探讨最佳反应条件：PH值、反应时间，希望能高效置换铅并尽量降低铁的消耗量，减少二次污染。
1实验部分
1.1主要仪器
电热恒温鼓风干燥箱、数显酸度计、管式电阻炉、电子天平、台式离心机。
1.2试剂
盐酸（AR）、铁粉（AR）、铅膏（废蓄电池）、蒸馏水
1.3反应原理
反应产生的氢气可以把反应产生的铅从铁的表面剥落下来，有利于下一步分离。把得到的固体混合物碾碎后磁选可实现铁跟铅的分离。
1.4实验方法
1.4.1含铅废渣的清洗
从废蓄电池取得铅膏，经多次水洗、沉淀，用分液法去掉固体颗粒，把每次水洗得到的悬浊液混合摇匀，即得含铅的混合液体样本。
1.4.2含铅量的测定
用量筒量取17ml的样品溶液与100ml的烧杯中，称得重量76.1124g。100ml干燥烧杯重是55.3520g。在100℃电热炉上加热沸腾，直到基本没有液体时拿到干燥箱里80℃慢慢烘干。烘干取出后称量58.2881g，减去烧杯重量得干燥固体重量为2.9357g。即得17ml样品中含有2.9357g含铅固体。
1.4.3铁浓度―时间关系曲线、铅浓度―时间关系曲线的绘制
某一PH值，量取145ml的样品于500ml的烧杯中，称取9.6010g的铁粉。把烧杯放在电热炉上，当加热到沸腾时调节PH值使之不变，加入称好的铁粉，并开始计时。取样时间分别是0min，2min，4min，6min，8min，10min，15min。此过程中还必须时时观察酸度计，注意溶液PH的变化，要及时滴加盐酸，保持PH不变。
将得到的7个样品的上层清液转移到离心管，在5000转的情况下离心十分钟，结束后用移用管吸取1ml移到干燥的试管，再稀释到5ml。用火焰原子吸收分光光度计测吸光度，比对铁标准、铅标准曲线测定铁含量、铅含量，画出对应浓度―时间曲线图。
2实验结果与讨论
2.1实验结果
2.2反应条件的分析
2.2.1当PH=1的时候
温度是100℃，反应进行到2min的时候，溶液呈强酸性，铁还原性强，反应速度非常快，铁离子浓度一下子达到了77.692mg/L。但由于铁过量，这个过程中它还会跟铅剧烈反应，把铅离子还原为铅固体，使铅含量在2min内从45.876mg/L降到了2.077mg/L。这2min内铁离子的量变化是最大的，整个实验在这个过程基本已经完成。接下来的时间由于反应产生的铅会包裹在未反应的铁粉上，使一部分的铁未能参加反应，但是这个时候会有很多氢气产生，使包裹的混合体很疏松，易剥落。这也是为什么反应过程中不断有黑色疏松固体产生的原因，这也为后续的铅的分离过程起到了很大的作用，在2―15min内铁由于被铅包裹导致反应速度很慢。最后的出水含铅量降到了0.573mg/L，达到了国家污水排放标准（国家污水排放标准：
2.2.2当PH=2的时候
这个过程铁，铅的反应情况基本和PH=1的时候一样，前两分钟反应剧烈，后段时间反应趋于平稳。这段时间铅含量降到了0.665mg/L，没有PH=1的时候效果好。不过都达到了国家污水排放标准。
2.2.3当PH=3的时候
反应过程还是在前两分钟反应剧烈，由于酸性没有前两次强，铁的消耗量减小，15min的时候含量也只有25.398mg/L。在这个条件下，铅反应效果较前两次都是最好的，最后可以达到0.195mg/L。反应在2min后还有比较大的变化量，反应在第10min的时候铅含量降到了0.676mg/L，综合实际经济效益考虑，反应时间在10min的时候就可以了。
2.2.4当PH=4的时候
这个条件下铁消耗也不多，基本也是在前两分钟内反应最剧烈。到实验结束时含量达到25.398mg/L。不过这个条件下铅反应不完全，开始在前两分钟的时候反应也是剧烈，后面2-15min的时候也只是从4.736mg/L到1.086min/L，没有达到国家污水排放标准。
2.2.5当PH=5，PH=6的时候
这两个情况跟PH=4的情况基本一样，随着酸性的降低，铅还原效果越不理想，到15min的时候到尚未达到国家标准。
3结论
考虑实际生产效益，确定反应时间在10分钟，PH=3，反应温度为100℃。在这个条件下，反应后溶液铅含量可以降到0.676mg/L，符合国家污水排放标准。反应后的固体混合物通过粉碎磁选的方法分离得到铅单质，产生的废水可以通过加入石灰来中和。
本次探讨了利用铁粉在酸性条件下的还原，设备、工艺简单，操作简便，金属回收率高，生产费用低，规模大小皆宜，效果较为理想，具有一定工业应用价值。
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