钒作为一种重要的战略资源,广泛应用于金属冶炼及加工、化学化工、航天航空等方面。我国钒资源主要是石煤,通过石煤提钒的工艺主要有钠化焙烧提取工艺、钙化焙烧提取工艺、空白焙烧提取工艺、复合添加剂焙烧提取工艺、直接浸出提取工艺等。其中钠化焙烧提钒工艺由于环境污染严重和回收率低已不符合发展的需要,其他提钒工艺在环保和回收率等方面虽有一定的改进,但仍存在适应性不广、钒浸出率低等问题。本文结合各提钒工艺的长处,对现有工艺进行改进,提出了石煤硫酸化焙烧-超声浸出提钒工艺。该工艺能有效的提高钒的浸出率,缩短工艺周期。本文以湖南某地石煤为研究对象,对其进行了物相、成分等分析。结果表明石煤原矿中主要是石英,还有黄铁矿、方解石、黄铁甲钒等,未发现钒的独立矿物。其中V2O5的含量较低,为0.89%;Si、Al、Fe等杂质含量以及C、S等还原性物质含量都较高。针对石煤提钒的浸出这一关键环节进行了硫酸化焙烧实验和超声浸出实验的研究,并对影响实验的主要参数如焙烧温度、硫酸用量、超声功率液固比等进行分析探讨。结果表明:石煤硫酸化焙烧的较佳实验条件是焙烧温度为250℃、焙烧时间为1.5 h、硫酸用量为25%;石煤超声浸出的较佳实验条件是超声温度为80℃、超声时间为70 min、超声功率为100 W、浸出液固比选择2.0 ml/g、硫酸用量为20%,此时钒的浸出率可达88.1%。通过对比实验表明石煤硫酸化焙烧-超声浸出提钒工艺所得钒浸出率较硫酸化焙烧-机械搅拌浸出实验以及钙化焙烧-超声浸出实验所得钒浸出率高,主要是超声波会在焙砂和硫酸溶液的混合物中产生空化作用,不仅能够改变钒的聚集状态,而且有利于钒的扩散及溶解。此外,在石煤硫酸化焙烧-超声浸出实验的基础上,对钒的富集与制备进行了初步探索,结果表明,实验产品中五氧化二钒的含量较低,其主要是由于在萃取过程对Al、Fe等杂质离子萃取不完全所致。