石煤是一种含钒的低热值燃料，钒在其中主要以分散状态存在，比如与黏土矿物结合，所以提取难度较大。工艺流程通常包括预处理、浸出、净化、沉淀、煅烧等步骤，但具体的方法可能有不同，比如酸浸、碱浸，还有是否焙烧预处理等。

首先，预处理阶段。石煤可能需要破碎和磨矿，让颗粒变细，增加后续反应的接触面积。然后，是否需要焙烧？因为钒在石煤中可能以三价形式存在，焙烧可以将其氧化成更高价态，便于浸出，比如氧化焙烧，可能用空气或富氧，控制温度，避免杂质过度溶出。

接下来是浸出环节。浸出是关键，将钒从矿物中转移到溶液中。常见的有酸浸和碱浸。酸浸可能用硫酸，因为硫酸成本较低，而且能溶解较多金属。酸浸时可能需要加热、搅拌，控制 pH、温度、时间等参数。碱浸可能用碳酸钠、氢氧化钠等，适用于某些特定矿样，但可能浸出率较低？需要比较两者的差异。

然后是净化除杂。浸出液中除了钒，还有铁、铝、硅、磷等杂质，需要去除。比如除铁，可能用氧化法将 Fe²+ 氧化成 Fe³+，再调 pH 沉淀；除铝可以控制 pH 使铝离子沉淀；硅可能形成硅酸沉淀或用絮凝剂去除。

净化后的溶液需要沉钒，通常用铵盐，比如硫酸铵、氯化铵，在一定 pH 和温度下，钒形成钒酸铵沉淀，比如偏钒酸铵。沉钒的条件很重要，影响沉淀率和纯度。

煅烧，将钒酸铵加热分解，得到五氧化二钒。煅烧温度和时间需要控制，避免杂质残留或产品分解。

具体工艺流程如下：

一、预处理：破碎、磨矿与焙烧

预处理的核心是打破矿物结构并将低价钒氧化为易浸出的高价态（如 V⁴⁺、V⁵⁺），为后续浸出奠定基础。

1.1破碎与磨矿

石煤原矿先经颚式破碎机破碎至粒径 50-100mm，再通过球磨机磨矿至 - 200 目（粒径≤0.074mm），目的是增大矿物比表面积，提高后续反应效率。

1.2焙烧（关键步骤）

磨矿后的石煤需通过焙烧氧化低价钒（V³⁺→V⁴⁺/V⁵⁺），常用两种工艺：

氧化焙烧：在空气氛围中，于 600-800℃焙烧 2-4 小时，利用氧气将钒氧化。适用于钒赋存简单的矿样，但可能导致硅、铝等杂质同步活化。

加盐焙烧：向石煤中加入钠盐（如 NaCl、Na₂CO₃），在 600-750℃焙烧，钠与钒形成可溶性钒酸钠（如 NaVO₃），同时抑制硅的溶出。反应式示例：

4V2O3+4NaCl+7O2Δ8NaVO3+2Cl2↑

加盐焙烧可显著提高钒浸出率（较氧化焙烧高 10%-20%），但需处理含氯废气（环保要求高）。

二、浸出：将钒从固相转入液相

浸出是通过溶剂（酸或碱）溶解焙烧后矿物中的钒，得到含钒溶液。根据焙烧工艺选择浸出剂：

2.1酸浸（主流工艺）

适用于氧化焙烧后的石煤，常用硫酸（成本低、溶出能力强）作为浸出剂，反应式：

V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O

工艺参数：硫酸浓度 10%-20%，液固比（3-5）:1，温度 80-95℃，搅拌时间 2-4 小时，pH 控制在 1-2（避免钒水解）。

特点：浸出率高（可达 70%-90%），但会同时溶出铁、铝、钙等杂质（后续净化难度大）。

2.2碱浸

适用于加盐焙烧后的石煤，常用氢氧化钠或碳酸钠溶液浸出钒酸钠：

NaVO3+NaOH（过量）→可溶性钒酸钠溶液

工艺参数：碱浓度 5%-15%，液固比（4-6）:1，温度 60-80℃，搅拌时间 1-3 小时。

特点：杂质（铁、铝等）浸出少，但钒浸出率较低（通常 60%-75%），适用于高硅石煤。

三、净化：去除浸出液中的杂质

浸出液中含大量杂质（如 Fe³⁺、Al³⁺、Si⁴⁺、P⁵⁺等），需净化除杂以保证后续产品纯度。

3.1除铁、铝

加氧化剂（如 MnO₂、H₂O₂）将 Fe²⁺氧化为 Fe³⁺，再用氨水或石灰乳调 pH 至 2.5-3.5，使 Fe³⁺、Al³⁺形成氢氧化物沉淀（Fe (OH)₃、Al (OH)₃），过滤分离。  3.2除硅

酸浸液中硅以硅酸（H₂SiO₃）形式存在，可加絮凝剂（如聚丙烯酰胺）促进硅酸聚沉；碱浸液中硅以硅酸钠形式存在，加钙盐（如 CaCl₂）生成 CaSiO₃沉淀去除。

3.3除磷、砷

加镁盐（如 MgSO₄），在 pH=8-9 条件下，P⁵⁺、As⁵⁺与 Mg²⁺形成 Mg₃(PO₄)₂、Mg₃(AsO₄)₂沉淀，过滤除去。

四、沉钒：从净化液中富集钒

净化后的含钒溶液（主要含 VO₂⁺、VO₃⁻等）通过沉钒转化为固体钒盐，常用铵盐沉钒法（成本低、纯度高）。

4.1工艺过程

向净化液中加入硫酸铵（(NH₄)₂SO₄）或氯化铵（NH₄Cl），用量为理论量的 1.1-1.2 倍；

调 pH 至 1.8-2.2（酸浸液用硫酸调，碱浸液用盐酸调），加热至 80-90℃，搅拌 1-2 小时，生成偏钒酸铵（NH₄VO₃）沉淀：

VO2++NH4++H2O=NH4VO3↓+2H+

4.2关键参数

pH 过高会导致钒水解不完全，沉淀率低；pH 过低则 NH₄VO₃会溶解（因 H⁺浓度过高生成 HVO₃），需严格控制。

五、煅烧：偏钒酸铵转化为五氧化二钒

沉钒得到的偏钒酸铵（NH₄VO₃）需经煅烧分解，去除铵根并氧化为 V₂O₅。工艺条件：在马弗炉或回转窑中，于 500-550℃煅烧 2-3 小时，反应式：

2NH4VO3ΔV2O5+2NH3↑+H2O↑

控制要点：温度过低会导致分解不全部（残留 NH₄⁺）；过高（＞600℃）会使 V₂O₅熔融结块，影响产品纯度。

六、流程特点与环保注意事项

特点：酸浸 - 铵盐沉钒工艺是目前石煤提钒的主流技术，钒总回收率可达 60%-80%，产品纯度（V₂O₅）≥98%。

环保：焙烧烟气（含 Cl₂、SO₂）需经脱硫脱氯处理；浸出渣需固化填埋（避免重金属渗漏）；废水需中和后循环利用。