يعتمد فرن صهر الرصاص لبطاريات النفايات على اختزال الرصاص ومركباته في البطاريات إلى رصاص معدني من خلال صهر عالي الحرارة وتفاعلات كيميائية، مع تحقيق فصل الشوائب واستعادة الموارد. ويمكن تقسيم هذه العملية الأساسية إلى المراحل الرئيسية التالية:

1. المعالجة المسبقة للمواد الخام والصهر عالي الحرارة

بعد تفكيك بطاريات النفايات، يُرسل معجون الرصاص والشبكات والمكونات الأخرى المحتوية على الرصاص إلى فرن صهر الرصاص. وعادةً ما تتراوح درجة حرارة الفرن بين 1200 و1300 درجة مئوية. وتؤدي هذه الحرارة العالية إلى صهر أكاسيد الرصاص (مثل كبريتات الرصاص وأكسيد الرصاص) والكبريتيدات لتكوين سائل مصهور. وفي هذه المرحلة، تُدمر الروابط الكيميائية لمركبات الرصاص بواسطة الطاقة الحرارية، مما يُهيئ الظروف لتفاعلات الاختزال اللاحقة.

2. استخلاص الرصاص المعدني بتفاعل الاختزال

في الحالة المنصهرة، تُضاف عوامل اختزال مثل فحم الكوك وبرادة الحديد. يتفاعل عامل الاختزال كيميائيًا مع أكسيد الرصاص. ومن خلال تفاعل الأكسدة والاختزال، يُختزل الرصاص من المركب إلى عنصر معدني، ثم يغوص في قاع الفرن مُشكلًا طبقة رصاص خام.

3. فصل الشوائب وتكوين الخبث

تُحرق المواد البلاستيكية والألياف والمواد العضوية الأخرى في بطاريات النفايات بدرجات حرارة عالية، ويُفرّغ الغاز الناتج بعد التنقية. تطفو شوائب مثل السيليكات والحديد على سطح المصهور بسبب كثافتها المنخفضة، مُشكّلةً الخبث. يُفرّغ الخبث بانتظام، ويمكن استخدامه لاحقًا في إنتاج مواد البناء لتحقيق استغلالٍ أمثل للموارد.

4. تنقية واستخلاص الرصاص المعدني

يُكرَّر الرصاص الخام في الجزء السفلي من المنجم عن طريق صب السبائك أو التحليل الكهربائي لإزالة الشوائب المتبقية، مثل النحاس والقصدير، للحصول على رصاص معدني عالي النقاء. يمكن أن تصل نسبة استخلاص الرصاص إلى أكثر من 95%، ويمكن إعادة استخدامه في تصنيع البطاريات لتشكيل سلسلة صناعية مغلقة. تُحقق تقنية الفرن الدوار استخلاصًا فعالًا للرصاص من خلال طرق كيميائية حرارية، مع الحد من تلوث النفايات الصلبة بالبيئة. إنها وسيلة مهمة للاستفادة من موارد البطاريات المستعملة.