石煤是一種含釩的低熱值燃料，釩在其中主要以分散狀態(tài)存在，比如與黏土礦物結(jié)合，所以提取難度較大。工藝流程通常包括預(yù)處理、浸出、凈化、沉淀、煅燒等步驟，但具體的方法可能有不同，比如酸浸、堿浸，還有是否焙燒預(yù)處理等。

首先，預(yù)處理階段。石煤可能需要破碎和磨礦，讓顆粒變細(xì)，增加后續(xù)反應(yīng)的接觸面積。然后，是否需要焙燒？因?yàn)殁C在石煤中可能以三價(jià)形式存在，焙燒可以將其氧化成更高價(jià)態(tài)，便于浸出，比如氧化焙燒，可能用空氣或富氧，控制溫度，避免雜質(zhì)過(guò)度溶出。

接下來(lái)是浸出環(huán)節(jié)。浸出是關(guān)鍵，將釩從礦物中轉(zhuǎn)移到溶液中。常見(jiàn)的有酸浸和堿浸。酸浸可能用硫酸，因?yàn)榱蛩岢杀据^低，而且能溶解較多金屬。酸浸時(shí)可能需要加熱、攪拌，控制 pH、溫度、時(shí)間等參數(shù)。堿浸可能用碳酸鈉、氫氧化鈉等，適用于某些特定礦樣，但可能浸出率較低？需要比較兩者的差異。

然后是凈化除雜。浸出液中除了釩，還有鐵、鋁、硅、磷等雜質(zhì)，需要去除。比如除鐵，可能用氧化法將 Fe2+ 氧化成 Fe3+，再調(diào) pH 沉淀；除鋁可以控制 pH 使鋁離子沉淀；硅可能形成硅酸沉淀或用絮凝劑去除。

凈化后的溶液需要沉釩，通常用銨鹽，比如硫酸銨、氯化銨，在一定 pH 和溫度下，釩形成釩酸銨沉淀，比如偏釩酸銨。沉釩的條件很重要，影響沉淀率和純度。

煅燒，將釩酸銨加熱分解，得到五氧化二釩。煅燒溫度和時(shí)間需要控制，避免雜質(zhì)殘留或產(chǎn)品分解。

具體工藝流程如下：

一、預(yù)處理：破碎、磨礦與焙燒

預(yù)處理的核心是打破礦物結(jié)構(gòu)并將低價(jià)釩氧化為易浸出的高價(jià)態(tài)（如 V??、V??），為后續(xù)浸出奠定基礎(chǔ)。

1.1破碎與磨礦

石煤原礦先經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑 50-100mm，再通過(guò)球磨機(jī)磨礦至 - 200 目（粒徑≤0.074mm），目的是增大礦物比表面積，提高后續(xù)反應(yīng)效率。

1.2焙燒（關(guān)鍵步驟）

磨礦后的石煤需通過(guò)焙燒氧化低價(jià)釩（V3?→V??/V??），常用兩種工藝：

氧化焙燒：在空氣氛圍中，于 600-800℃焙燒 2-4 小時(shí)，利用氧氣將釩氧化。適用于釩賦存簡(jiǎn)單的礦樣，但可能導(dǎo)致硅、鋁等雜質(zhì)同步活化。

加鹽焙燒：向石煤中加入鈉鹽（如 NaCl、Na?CO?），在 600-750℃焙燒，鈉與釩形成可溶性釩酸鈉（如 NaVO?），同時(shí)抑制硅的溶出。反應(yīng)式示例：

4V2O3+4NaCl+7O2Δ8NaVO3+2Cl2↑

加鹽焙燒可顯著提高釩浸出率（較氧化焙燒高 10%-20%），但需處理含氯廢氣（環(huán)保要求高）。

二、浸出：將釩從固相轉(zhuǎn)入液相

浸出是通過(guò)溶劑（酸或堿）溶解焙燒后礦物中的釩，得到含釩溶液。根據(jù)焙燒工藝選擇浸出劑：

2.1酸浸（主流工藝）

適用于氧化焙燒后的石煤，常用硫酸（成本低、溶出能力強(qiáng)）作為浸出劑，反應(yīng)式：

V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O

工藝參數(shù)：硫酸濃度 10%-20%，液固比（3-5）:1，溫度 80-95℃，攪拌時(shí)間 2-4 小時(shí)，pH 控制在 1-2（避免釩水解）。

特點(diǎn)：浸出率高（可達(dá) 70%-90%），但會(huì)同時(shí)溶出鐵、鋁、鈣等雜質(zhì)（后續(xù)凈化難度大）。

2.2堿浸

適用于加鹽焙燒后的石煤，常用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液浸出釩酸鈉：

NaVO3+NaOH（過(guò)量）→可溶性釩酸鈉溶液

工藝參數(shù)：堿濃度 5%-15%，液固比（4-6）:1，溫度 60-80℃，攪拌時(shí)間 1-3 小時(shí)。

特點(diǎn)：雜質(zhì)（鐵、鋁等）浸出少，但釩浸出率較低（通常 60%-75%），適用于高硅石煤。

三、凈化：去除浸出液中的雜質(zhì)

浸出液中含大量雜質(zhì)（如 Fe3?、Al3?、Si??、P??等），需凈化除雜以保證后續(xù)產(chǎn)品純度。

3.1除鐵、鋁

加氧化劑（如 MnO?、H?O?）將 Fe2?氧化為 Fe3?，再用氨水或石灰乳調(diào) pH 至 2.5-3.5，使 Fe3?、Al3?形成氫氧化物沉淀（Fe (OH)?、Al (OH)?），過(guò)濾分離。  3.2除硅

酸浸液中硅以硅酸（H?SiO?）形式存在，可加絮凝劑（如聚丙烯酰胺）促進(jìn)硅酸聚沉；堿浸液中硅以硅酸鈉形式存在，加鈣鹽（如 CaCl?）生成 CaSiO?沉淀去除。

3.3除磷、砷

加鎂鹽（如 MgSO?），在 pH=8-9 條件下，P??、As??與 Mg2?形成 Mg?(PO?)?、Mg?(AsO?)?沉淀，過(guò)濾除去。

四、沉釩：從凈化液中富集釩

凈化后的含釩溶液（主要含 VO??、VO??等）通過(guò)沉釩轉(zhuǎn)化為固體釩鹽，常用銨鹽沉釩法（成本低、純度高）。

4.1工藝過(guò)程

向凈化液中加入硫酸銨（(NH?)?SO?）或氯化銨（NH?Cl），用量為理論量的 1.1-1.2 倍；

調(diào) pH 至 1.8-2.2（酸浸液用硫酸調(diào)，堿浸液用鹽酸調(diào)），加熱至 80-90℃，攪拌 1-2 小時(shí)，生成偏釩酸銨（NH?VO?）沉淀：

VO2++NH4++H2O=NH4VO3↓+2H+

4.2關(guān)鍵參數(shù)

pH 過(guò)高會(huì)導(dǎo)致釩水解不完全，沉淀率低；pH 過(guò)低則 NH?VO?會(huì)溶解（因 H?濃度過(guò)高生成 HVO?），需嚴(yán)格控制。

五、煅燒：偏釩酸銨轉(zhuǎn)化為五氧化二釩

沉釩得到的偏釩酸銨（NH?VO?）需經(jīng)煅燒分解，去除銨根并氧化為 V?O?。工藝條件：在馬弗爐或回轉(zhuǎn)窯中，于 500-550℃煅燒 2-3 小時(shí)，反應(yīng)式：

2NH4VO3ΔV2O5+2NH3↑+H2O↑

控制要點(diǎn)：溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致分解不全部（殘留 NH??）；過(guò)高（＞600℃）會(huì)使 V?O?熔融結(jié)塊，影響產(chǎn)品純度。

六、流程特點(diǎn)與環(huán)保注意事項(xiàng)

特點(diǎn)：酸浸 - 銨鹽沉釩工藝是目前石煤提釩的主流技術(shù)，釩總回收率可達(dá) 60%-80%，產(chǎn)品純度（V?O?）≥98%。

環(huán)保：焙燒煙氣（含 Cl?、SO?）需經(jīng)脫硫脫氯處理；浸出渣需固化填埋（避免重金屬滲漏）；廢水需中和后循環(huán)利用。