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【背景及概況】[1][2][3]
眾所周知鉛蓄電池是1859年法國人普蘭特發明的，其后有幾個革命性的發展成了現代鉛蓄電池。就使用鉛的氧化物作極板活性物質而言，有兩次重大的進展，1881年富爾發明了在鉛板表面上涂上鉛氧化物與硫酸混合物的膏劑，這就是所謂涂膏式極板的起源。富爾極板一個嚴重的缺陷是鉛膏活性物質非常容易從鉛板上脫落，因此，1881年末，人們提出“柵形板柵”設計，但現代柵形板柵的出現還是在1882年鉛銻合金后，1889年改合金條形為三角形斷面的板柵筋條組成的板柵，它用合金澆鑄成型，使鉛膏緊密結合在板柵上，更可靠地保證了活性物質不脫落，大大提高了電池的性能和壽命。涂膏式極板的發明，興起了對作為膏劑的鉛氧化物的尋找。最初試驗了各種鉛氧物，如鉛汞、碳酸鉛、二氧化鉛、正方形晶體密陀僧（紅丹Pb3O4）、斜方形晶體密陀僧（黃丹PbO）、硫酸鉛、霧化鉛粉、鈉合金及方鉛礦等。但是，最終選擇紅丹、黃丹。
我國生產黃丹的傳統工藝為金屬鉛氧化法，即金屬鉛經熔融+成粒+磨粉+氧化焙燒而成。黃丹用于制造鉛自粉、與油成鉛皂，在油漆中作催化劑，也是生產光學玻璃、器皿玻璃和陶瓷的原料。黃丹還用于塑料增塑劑，用于制造防輻射橡腔制品，少量甩作中藥和蓄電池工業。金屬鉛氧化祛生產的黃丹雜質含量較高， 又含有一定量的金屬鉛，所以這種黃丹難以滿足工業上的特殊需要。
【性質】[2]
黃丹，化學名為氧化鉛，系檸檬黃色粉末，有毒，易溶于硝酸、鹽酸、醋酸及熱的堿液。不溶于水和乙醇，但在空氣中能逐步吸收二氧化碳。
【制備】[1]
生產原理：對于膏泥，將其主體部分進行活化，使硫酸鉛轉化為二氧化鉛和高純度海綿鉛。活化中充放電反應可以用下面方程式來表示（控制一定的條件，可以使反應向逆反應方向進行）：
PbO2是一種兩性氧化物，不溶解于氧化酸或堿，但溶于還原酸、堿和還原劑中。此反應進行中，自動操作系統定期分別取出PbO2、Pb及H2SO4，以保證操作連續進行。此外，在泥膏的填料中，也含有一定比例的二氧化鉛及鉛。然后，將以前操作中所得的二氧化鉛再與鉛在一定條件下加入氧化劑反應制得氧化鉛，即黃丹。此處理過程不僅消除了二氧化硫的污染，同時，得到了重要化工產品黃丹。制得的黃丹送至雷蒙機內粉碎，經分離器，貯料斗，捕集器后，分離出來的細粉末即為黃丹成品。事實上，鉛膏中的硫酸鉛，約占膏泥量的一半，根據需要可以生產碳酸銨，也可以生產三鹽基硫酸鉛（塑料工業的重要原料），還可以生產硝酸鉛。碳酸銨、硝酸鉛、三鹽基硫酸鉛均可成為單一符合一級部頒標準產品，故副產品生產的應變能力極強。由于這種鉛鹽的傳統工藝生產均為純金屬鉛，本工藝的原料為廢蓄電池，既有利于成本的降低，又有利于同類產品的競爭。此方法為濕法制取氧化鉛，避免了火法冶煉帶來的污染，且氧化鉛純度較高。
【應用】[1][4]
黃丹還是一種重要的中間體原料，它用途廣泛，可應用于鉛鹽穩定劑、鉛顏料、橡膠、陶瓷、塑料、光學玻璃、冶金助熔劑、油漆催干劑和甘油混合用粘合劑等。
四堿式硫酸鉛(4BS)的化學式是4PbO·PbSO4，相當于4摩爾PbO和1摩爾PbSO4的化 合物，其主要原料是PbO和H2SO4。在鉛酸電池工業中，4BS是一種正極添加劑，是蓄電池中正 極活性物質的組成成份之一，在正極板生產過程中加入適量的4BS可以促進正極板中4BS的含量，有利于消除鉛酸蓄電池容量衰減，改善正極性能，提高鉛酸電池的使用壽命，顯著提 升蓄電池的性價比、能量比。黃丹可以用于制備四堿式硫酸鉛(4BS)的化學式是4PbO·PbSO4，相當于4摩爾PbO和1摩爾PbSO4的化 合物，其主要原料是PbO和H2SO4。在鉛酸電池工業中，4BS是一種正極添加劑，是蓄電池中正 極活性物質的組成成份之一，在正極板生產過程中加入適量的4BS可以促進正極板中4BS的 含量，有利于消除鉛酸蓄電池容量衰減，改善正極性能，提高鉛酸電池的使用壽命，顯著提 升蓄電池的性價比、能量比。具體方法如下：
1. 儲存保溫：黃丹從煅燒爐內出料溫度到達450℃，因此在黃丹煅燒爐出料口下方設置一個保溫儲料桶，以保證黃丹產品的溫度不降低；
2. 第一輪投料
1）一級混合裝料：將反應罐A移動到保溫儲料桶下方，先將30％ 的稀硫酸125000立方厘米延器壁注入反應罐，并啟動攪拌器，同時從儲料保溫桶出料口經自動計量設備計量加入到反應罐中黃丹產品150kg；
2）二級混合裝料：為了使4BS生產的連續性，同時根據黃丹的產能，設置了三個大 小規格相同的反應罐，并等距離設置在圓形的軌道上；待一級混合裝料完畢后，將其A罐移動到反應等待區，第二個反應罐簡稱B罐，移動到第一個位置，裝料比例和方法和一級混合裝料相同；
3）三級混合裝料：第三個稱為C罐，依次進行；
4）C罐裝料完畢后，移動到下一個等待區，此時A罐到達初始點；
3. 第二輪投料
1）第二輪一級混合裝料：將反應罐簡稱A灌，攪拌反應1小時后，此時已 在保溫儲料桶下方，從儲料保溫桶出料口經自動計量設備計量加入到反應罐中黃丹產品 100kg；
2）同第一輪第2）、3）、4）步驟；
4. 第三輪投料
1）第三輪一級混合裝料：將反應罐簡稱A灌，攪拌反應半個小時后，此時 已在保溫儲料桶下方，從儲料保溫桶出料口經自動計量設備計量加入到反應罐中黃丹產品 50kg；原則上黃丹產品和稀硫酸以重量比5：1.001的比例混合，使稀硫酸略為過量，保證黃丹產品全部徹底反應，進而提升和保障所生成的成品的質量；
2）同第一輪第二、三、第四步驟；
5. 分離：上述第四步也就是C罐第三次投料結束后停止在原處，A罐經過兩個小時的反應過程后，黃丹產品已徹底完全反應，呈微黃色乳汁，開啟反應罐的出料閥門，使其注入離心裝置，使其液固分離，液體實際是反應后的廢水，固體則是四堿式硫酸鉛；
6. 收集：分離后的廢水通過水泵引入到廢水收集桶內，待循環使用；固體四堿式 硫酸鉛此時呈潮濕塊狀白色固體。
7. 烘干：將上述塊狀固體四堿式硫酸鉛置入烘干箱內進行烘干；
8. 研磨粉碎：將上述烘干后的四堿式硫酸鉛置入粉碎機中，進行研磨粉碎，制得四堿式硫酸鉛。
【參考文獻】
[1] 宋劍飛, 李丹, 陳昭宜. 廢鉛蓄電池的處理及資源化——黃丹紅丹生產新工藝[J]. 環境工程, 2003, 21(5): 48-50.
[2] 周小群;黃光勝;金孟庫.黃丹生產裝置. CN201420747163.1，申請日2014-12-03
[3] 陳槐隆. 綜合利用鉛渣濕法生產優質黃丹[J]. 有色金屬: 冶煉部分, 1992 (1): 5-8.
[4] 朱可可;吳紅波;夏曼曼;邢化島;錢海.一種延伸黃丹生產工藝節能制備四堿式硫酸鉛的方法. CN201710363951.9，申請日2017-05-22