金属钒具有非常多的物理化学性能，其应用非常广泛，可视为现代工业的“味精”。钒最初应用于钢铁，通过细化钢的组织和晶粒，提高钢的强度、韧性和耐磨性。后来，由于钒在钛合金中的优异改良作用，将其应用于航空航天领域，使航空航天工业取得了突破性的发展。此外，钒也广泛应用于化学、电池、颜料和医药等众多领域。随着全球钒制品需求的不断加大，对含钒资源展开绿色高效的综合利用研究具有重大的意义。
钒的主要赋存矿物有钒钛磁铁矿、石煤钒矿和钒铅矿等。我国石煤钒矿资源非常丰富，主要分布在川北、陕南、鄂西北、豫西南和江南隆起周围的皖、浙、赣、鄂、湘、桂、黔等储量最为丰富。据不完全统计，仅湘、鄂、桂、赣、浙、皖、黔、豫、陕9省的石煤储量就高达618.8亿t，其中湘、鄂、浙、赣、黔、皖、陕7省石煤中V2O5的储量近1.18亿t（以V2O5 0.3%以上计算），占我国V2O5总储量的87%，是钒钛磁铁矿中V2O5储量的6.7倍，超过了国外钒储量的总和。
作为我国最具特色和优势的含钒资源，石煤钒矿的开发利用对我国钒资源的保障和储备具有重要的意义。自1960年起，我国就已开始了对石煤钒矿提钒的研究，传统工艺一般有钠化焙烧-水浸提钒、钙化焙烧-酸浸提钒、氧化焙烧-酸浸和复盐焙烧-碱浸，这些工艺或多或少地存在钒回收率低、污染严重和能耗高的问题。以钠化焙烧-水浸提钒为例，石煤钒矿经钠化焙烧后，含钒相转化为易溶于水的钒酸钠，此工艺具有流程短、成本低、适应性强、设备简单和操作难度小等显著优点，但是在钠化焙烧过程中容易产生Cl2、HCl和SO2等有毒有害气体，以及含钒量高的尾渣和废水，导致后续污染治理难度非常大。随着我国对环境问题的不断重视，为了保证企业利润和环保要求，石煤钒矿提钒工艺必须及时更新换代，开发出适应时代潮流的先进工艺。
鉴于此，基于我国石煤钒矿的特点以及资源状况，针对传统石煤提钒工艺的不足，笔者对近年来石煤钒矿提钒工艺的新研究动向进行了梳理和分析，指出了下步研究或改进的方向，期望能进一步丰富我国石煤钒矿提钒行业的技术和理论基础。
1 钒资源现状
在自然界中，钒很难以单一体存在，主要与其他矿物形成共生矿或复合矿。目前发现的含钒矿物有70多种，但主要的矿物是钒钛磁铁矿（中国）、钾钒铀矿（美国）和钒钾铀矿（巴西）。
1.1 全球钒资源储量及产量
根据2021年美国地质调查局（USGS）的不完全统计，2021年全球钒资源量已超6300万t，全球钒储量约2400万t，主要分布在中国、南非和俄罗斯。中国含950万t钒资源储量，占全球总量的39.58%，居世界第一。目前国际市场上主要的钒供应国为中国、俄罗斯和南非。2021年全球钒矿总量11万t，同比上涨5000t。中国产量最高，产量7.3万t，占全球总量的66.37%；其次为俄罗斯，以1.9万t产量，排名全球第二，占全球总量的17.27%；第三位是南非，产量0.9万t，占全球总量的8.27%。表1为全球钒资源的矿山储量和近两年的产量。
1.2 中国钒资源储量及产量
中国钒资源很丰富，是全球钒资源储量大国。我国钒资源广泛分布于19个省市（区），但主要集中在四川攀枝花地区和河北承德地区，尤其是攀枝花地区的钒资源最为丰富。我国钒矿资源主要有两种形式，即钒钛磁铁矿和石煤钒矿。最新勘查表明（中国矿产资源报告2021），我国钒钛磁铁矿资源储量有951.2万t。另外中国还拥有丰富的石煤钒资源，属于低品位的含钒资源，石煤钒矿的含钒量与世界非石煤钒矿资源总储量相当，含钒石煤主要分布在我国湖南、广西、湖北等省。石煤总储量618.8亿t，其中已探明工业储量39亿t，五氧化二钒含量大于0.5%的储量为7707.5万t。除我国外，世界上其他国家在工业上开采利用的尚不多见，因此石煤是我国特质原料。在目前技术下，V2O5品位达到0.8%以上的石煤才具有工业开采价值，约占石煤总储量的20%~30%，其可开采储量大于钒钛磁铁矿的比重，以石煤为原料生产钒制品在我国具有良好的发展前景。
中国是世界上最主要的产钒大国。从产量上来看，我国钒制品产量大幅领先于其它国家，近两年来我国的钒矿产量占比全球的66.37%。从2007年开始，我国已经成为世界第一产钒大国。2021年我国钒产量为7.3万t。
2 石煤钒矿成分及物相分析
2.1 石煤钒矿成分分析
表2为典型的石煤钒矿组分分析结果，石煤钒矿中的有色金属元素为V、Al和Si等。其中V2O5含量为0.95%，含钒品位不高，仅高于工业经济边界品位0.15%，Al2O3和SiO2的含量分别为8.28%和60.23%，碳质含量为13.42%，CaO、MgO、K2O和Fe2O3的含量分别为4.67%、2.15%、1.56%和6.62%；此外，石煤钒矿中还含有少量的Na、P、Ti和S等。
2.2 石煤钒矿物相分析
白哲采用XRD和BPMA（北矿院工艺矿物学自动分析系统）对石煤钒矿进行了物相的定性定量分析，结果可知，石煤钒矿中主要物相为石英、含钒白云母-绢云母和碳质，其含量分别为44.75%、15.77%和12.50%，其他物相分别为7.02%的白云石、6.13%的长石、5%~7%的电气石和3%~4%的褐铁矿。此外，还有少量的重晶石、钾长石和钛铁矿存在。可见石煤钒矿是一种以云母等硅酸盐相为主的复杂矿物。
由白哲的研究结果可知，石煤钒矿中钒的赋存状态较为复杂，主要赋存在含钒云母中，总分布率为68.58%，其次分布于褐铁矿和电气石中，分布率分别为13.33%和16.19%，另外还有少量钒赋存于针铁矿中。石煤钒矿中的钒主要以V3+为主，含量为82.88%，少量以V4+存在，含量为12.30%，V5+的含量仅占4.82%。
3 石煤钒矿提钒新工艺进展
3.1 二氧化锰氧化浸出石煤钒矿
李丽清以张家界石煤钒矿为原料，添加二氧化锰氧化酸浸提钒。此工艺探讨了MnO2添加量、液固比、硫酸用量、浸出温度和浸出时间等因素对提钒率的影响。其研究结果表明，当MnO2添加量为3%，液固比为0.8:1，硫酸用量为35%，浸出温度为95℃和浸出时间为10h时，钒的浸出率达到94.17%。
此工艺的优点是石煤钒矿不需要焙烧，直接氧化酸浸，不会产生有毒有害的气体，工艺流程简单，提钒率高，适应性强，节能清洁。缺点是酸耗量巨大，沉钒后酸性废水量巨大，仍需进一步处理。此外，添加剂MnO2每吨的价格为3500元，增加了生产成本。因此，此工艺应用于工业生产仍存在一定的距离，需要改进及优化。
3.2 石煤钒矿焙烧浸出综合利用
史政良针对甘肃某石煤钒矿焙烧灰渣进行了综合利用研究。此工艺主要有中和酸浸、还原预处理、铝钒共沉积钒液富集等工序，分离回收了铝、铁和钒等有价金属，并制备了工业应用产品高分子比冰晶石和氧化铁红工业颜料。此外，还对整个工艺流程产生的废水和废渣进行了综合治理。其研究结果表明：焙烧灰渣中Fe、Al、V的浸出率分别为90.25%、89.04%、95.78%；酸浸液经还原预处理生成铝钒共存物，铝实现了完全沉淀，钒的沉淀率为98%以上；铝钒共存物经过碱浸后，铝和钒的浸出率均大于98%；随后碱溶液中沉淀，铝完全沉淀，钒的损耗率为2%~3%。最后采用了弱碱性偏钒酸铵沉淀法，得到钒的沉淀率为99.41%，NH4VO3经烘干后产品纯度为95.66%，V2O5的纯度为95.13%。
此工艺综合利用了石煤钒矿，提取了有价元素V、Fe和Al，并分别制备成冰晶石、氧化铁红和五氧化二钒产品。但是其工艺流程工序繁多，酸耗和碱耗巨大，后续的废水处理量巨大。此外，制得的V2O5纯度不够，仍需除杂。
3.3 石煤钒矿硫酸低温热化-柱浸提钒
王明针对V2O5含量为0.87%的石煤钒矿采用硫酸热化-柱浸技术提取其中的钒，实验考查了矿石粒度、热化和浸出工艺参数对提钒率的影响。其研究结果表明，当石煤钒矿粒度小于12mm、热化硫酸用量为20%、热化补水量为6%、热化温度为125℃、热化时间为4h、柱浸速率为0.25mL/(h·g原矿)和喷淋时间为24h时，浸出渣中V2O5含量可降至0.15%，钒的浸出率可达83.5%。此外，柱浸液中Fe、Al2O3和K2O等杂质未出现明显累积。
此工艺与常规搅拌浸出工艺相比，降低了硫酸用量，并且避免了浸出过程中的冒槽，同时也减轻了浸出料浆的固液负荷。但是此工艺的提钒率不高，耗水量巨大，导致浸出液中钒浓度偏低，沉钒工序处理量增大。另外对设备和场地的要求也很高，应用于工业化存在一定的局限性。
3.4 助浸剂强化浸出石煤钒矿
李崇采用助浸剂强化浸出石煤钒矿，实验选取了不同的助浸剂强化浸出石煤钒矿，确定较优助浸剂后，考查了浸出温度、浸出时间、硫酸浓度和助浸剂添加量对提钒率的影响；同时也通过正交实验确定各因素对提钒率影响的主次顺序，得到助浸剂强化浸出的最优方案。其研究结果表明，对提钒率影响大小的主次顺序为：助浸剂NaF添加量>浸出温度>硫酸浓度>浸出时间；当浸出温度为90℃、浸出时间为75min、硫酸浓度为20%和助浸剂NaF添加量为1.5%时，钒的浸出率高达92.26%。
此工艺的浸出机理是助浸剂NaF加入后生成的HF对矿石颗粒产生不同程度的破坏，且随着添加量增加，破坏越明显，钒的浸出率越高，与传统工艺直接酸浸相比，钒的浸出率提高了约40%。其缺点是酸浸时加入的NaF会引入有毒有害氟离子，这在后续浸出液的净化、除杂和排毒提出了要求，因此，寻找一种新型无毒无害的助浸剂迫切需要。
3.5 石煤钒矿清洁焙烧提钒
高峰以石煤为原料，钠沸石、碳酸钠为复合添加剂，采用焙烧技术提取石煤中的钒。实验考查了复合添加剂钠沸石和碳酸钠的添加量、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、浸出时间和硫酸用量等焙烧和浸出工艺参数对提钒率的影响，并进行了平行实验。其研究结果表明：当钠沸石添加量为7%、碳酸钠添加量为9%、焙烧温度为750℃、焙烧时间为4h、浸出温度为60℃、浸出时间为4h和硫酸用量为3%时，钒的浸出率可达到92.59%。
此工艺的焙烧采用的钠沸石是一种多孔性硅酸盐，孔隙中有一定量的空气，在沸石与石煤钒矿混合焙烧时，空气逸出，有利于钒的氧化，从而提高钒的浸出。碳酸钠在焙烧过程中分解出的CO2会让焙烧物料变得膨胀，促进钒的氧化。新工艺的钒的浸出率超过90%，而且在焙烧过程中不会产生有毒气体，从而达到清洁高效提钒的目的。缺点是焙烧过程仍需要大量的能源，且焙烧时间和浸出时间都过长，增加回收钒的成本和周期。
4 结 论
（1）石煤钒矿作为直接提钒的原料，目前国内外提钒工艺主要为钠化焙烧-水浸提钒和钙化焙烧-酸浸提钒，由于其对环境的影响，迫切需要一种新的工艺代替或对原有工艺加以改进和优化。
（2）二氧化锰氧化浸出石煤钒矿的优点是不需要焙烧，直接氧化酸浸，不会产生有毒有害的气体，工艺流程简单，提钒率高，适应性强，节能清洁。缺点是酸耗量巨大，沉钒后酸性废水量巨大，仍需进一步处理。
（3）石煤钒矿焙烧浸出提取了有价元素V、Fe和Al，并分别制备成冰晶石、氧化铁红和五氧化二钒产品。但是其工艺流程工序繁多，酸耗和碱耗巨大，后续的废水处理量巨大。此外，制得的V2O5纯度不够，仍需除杂。
（4）石煤钒矿硫酸低温热化-柱浸提钒工艺降低了硫酸用量，避免了浸出过程中的冒槽，同时也减轻了浸出料浆的固液负荷。但是此工艺的提钒率不高，耗水量巨大，导致浸出液中钒浓度偏低，沉钒工序处理量增大。
（5）助浸剂强化浸出石煤钒矿的提钒率高达92.26%，与传统工艺直接酸浸相比，钒的浸出率提高了约40%。其缺点是酸浸时加入的NaF会引入有毒有害氟离子，这对后续浸出液的净化、除杂和排毒提出了要求。
（6）石煤钒矿清洁焙烧的提钒率超过90%，在焙烧过程中不会产生有毒气体，从而达到清洁高效提钒的目的。缺点是焙烧过程仍需要大量的能源，且焙烧时间和浸出时间都过长，增加回收钒的成本和周期。
目前，石煤钒矿的提钒工艺仍存在许多问题，如能耗、成本和环境污染等问题。因此，石煤钒矿的提钒新技术仍需进一步的提高。综合来说，无论石煤钒矿是否需要进行预处理，如破碎球磨、氧化焙烧和浸出，最终的目的是提钒和沉淀，此外，浸出渣的回收利用也是一项亟待解决的难题。综合多种石煤钒矿工艺，应该发挥各技术的优点，避免缺点，更进一步的优化工艺，使得石煤钒矿得以真正的综合利用。
参考文献：瞿金为, 马娜, 胡月芳, 等. 钒资源现状与石煤钒矿提钒新工艺进展[J]. 矿产综合利用, 2025, 46(1): 194-199.
会议信息
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全钒液流电池具有高安全性、长循环寿命、容量零衰减等优点。随着风电、光伏的发展，2024年中国全钒液流电池累计装机0.55GW，在新型储能中占比为0.7%。亚化咨询预测，2030年钒电池渗透率有望达到4.5%。
中国钒资源和钒产量居世界第一，但钒渣提钒受钢铁产业发展制约。石煤是中国钒资源的主要矿物形式，但提钒成本较高。亚化咨询初步统计，截至2024年底，产能为14万m3/年。钒电解液规划产能合计超过258万m3/年。
2025年全钒液流储能电池的低位中标价格达到2.2-2.3元/Wh，市场仍然有进一步下降的期待。电解液成本占钒电池总成本比重最大，随储能时长的增加而增加，占比在40%~80%。从上游钒原料和电解液入手，通过技术突破降低成本，是钒液流电池产业发展成败的关键。
如何实现稳定和具备成本竞争力的钒原料供给？不同提钒技术产业化进展如何？电解液制备工艺有何新进展？电解液成本如何控制？如何通过清洁、低成本工艺提升储能电池竞争力？钒电池产业链发展面临哪些新挑战与机遇？
第三届钒原料、电解液与钒电池储能论坛2025将于8月21-22日在西安召开。会议由亚化咨询主办，国际钒技术委员会(Vanitec)支持，探讨钒矿与钒原料供给、清洁高效提钒、钒电解液制备工艺、钒电池技术发展与等议题，并参观陕西川承储能科技有限公司、西北有色地质研究院。
会议日程
Asiachem
· 工业参观·项目一
参观时间
8月22日09:00-10:00
参观行程
陕西川承储能科技有限公司 60分钟
注意事项
1、参观人数不超过30人，均须提前报名（人数满30人即截止）；
2、参观人员仅限于参加“钒原料、电解液与钒电池储能论坛”的人员；
NO.1
企业简介
陕西川承储能科技有限公司（以下简称“川承储能”）是陕西川承控股集团旗下专注于储能技术研发与系统解决方案提供的核心企业。公司依托集团雄厚的资本实力及多元化业务平台，致力于成为优秀的电力储能系统解决方案提供商。
川承储能自2020年启动全钒液流储能技术前期研究并完成技术路线论证与核心团队组建。2024年，川承储能突破电堆设计、系统集成等关键技术，实现核心部件自主研发及投产，全面进军长时储能市场。
川承储能已构建 “材料 - 装备 - 系统集成 - 运营服务” 全产业链闭环，聚焦四大核心业务板块，形成从原材料到终端应用的全钒液流电池储能核心竞争力。在产业链上游，依托集团供应链优势，川承储能积极布局钒矿资源与材料领域，夯实全链条源头保障；中游装备制造与系统集成环节，公司积累了深厚技术沉淀与产业资源 —— 集液流储能系统自主研发、制造、营销、运营于一体，拥有超万平方米现代化研发测试生产基地，配备先进研发实验室及自动化液流电池生产线，资深研发团队全面覆盖电堆核心组件、电解液、控制系统、系统集成应用等关键技术环节；下游运营服务端，川承储能主导电网调峰、可再生能源配储及工商业配储等项目，以自主研发核心设备为支撑，为发电侧、电网侧、工商业用户提供高效、安全、稳定的储能产品及一体化配储系统解决方案，构建起 “可控成本、可溯源碳足迹、可落地绿色创新” 的储能服务场景，助力客户实现能源管理优化与可持续发展。
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现场图片提前看
川承储能始终坚持核心技术的自主研发与创新投入，不断提高科研水平与创新能力。目前已实现软硬件系统全产品链自主研发。产品在电池能量效率管理和安全性方面也取得了显著进展，自成立以来已申请二十余项储能技术相关的发明专利和实用新型专利、软著等，其中“液流电池流道及流场结构的分析方法、设备和存储介质”已获国家发明专利授权，“一种液流电池碳纤维基电极及其制备方法”“一种钒液流电池电堆残留电解液的回收装置”等专利进入公开阶段。公司与国内多家高院及科研机构，包括如中国科学院金属研究所等建立了重要、长期的科研合作关系，在双方强大的科研实力迭代下，不断完善全钒液流储能产品性能，解决研发链条中的关键配套问题，显著提高了全钒液流电池技术的研发效率和产业化应用速度。
目前，川承储能研发推出多款场景应用型产品，均致力于提升储电效率、增强系统安全性和经济性。川承储能的全钒液流储能产品循环寿命>20000次，日历寿命大于25年，全生命周期容量保持率接近100%。采用高安全水基电解液，不燃不爆，容量单元可100%回收重复利用，实现"零衰减"储电体验。功率与容量单元化设计，支持kW-MW级灵活配置，项目搭建迅速，结构设计灵活，可实现为项目定制化输出解决方案。产品以安全、长寿命、灵活扩展为核心竞争力，可为大型电网侧储能电站、新能源配储项目及工商业储能等多种应用场景提供全套全钒液流电池储能系统解决方案的能力。
川承储能以“为人类能源事业奋斗101年”为企业愿景，积极打造“钒资源-储能-绿电”产业闭环，助力全球碳中和目标实现。依托成熟的研发平台、先进的生产制造体系和完善的质量管控流程，川承储能正大力布局及开发国内、国外多样化应用场景项目资源，国内包括海南、山东、河北、河南、浙江等多个省份，国外包括摩洛哥、南非、澳大利亚等国家，致力于打造具备全球影响力的行业标杆案例，为新型电力系统构建提供高安全、长寿命、可持续的储能基础设施支撑及系统解决方案。
· 工业参观·项目二
参观时间
8月22日11:00-12:00
参观行程
西安西北有色地质研究院有限公司 60分钟
注意事项
1、参观人数不超过30人，均须提前报名（人数满30人即截止）；
2、参观人员仅限于参加“钒原料、电解液与钒电池储能论坛”的人员；
NO.1
企业简介
西安西北有色地质研究院有限公司，始建于1957年，主要从事地质矿产勘查及方法研究、岩石分析测试、选冶工艺试验、遥感技术应用、微量元素检测以及分析仪器应用技术研发。是集地质、测试、选冶为一体的西北地区最大的综合性地质矿产资源研发机构。拥有有色地质系统一级分析测试实验室、陕西省矿产资源综合利用工程技术中心、全国尾矿综合利用产业技术创新战略联盟成员等研究平台。
工程技术条件和设备配置水平已经达到国内领先水平，是目前西北地区地质勘查、选冶技术实力最强、装备水平最高的专业性机构。实验室占地面积约6000平方米，拥有矿物参数自动分析系统（MLA）等世界先进的分析、测试设备60余台；选冶中心是原中国有色金属工业总公司地质总局的重点实验室，是西北乃至整个西部地区拥有有色、黑色和稀贵金属岩矿鉴定和选冶试验研究机构。选冶中心现有面积2660平方米的实验大楼，装备有完整独立的重、磁、浮、化学选矿的小型实验室和扩大连选试验设备，并有配套的破碎加工车间。经过多年的专业积累和市场磨练，选冶中心具有坚实的技术能力和明显的专业特点。
建院60多年来，研究院全体员工以“科技立院，地矿强院”为宗旨，以求实、勤学、团结、创新的精神，完成各类科研项目1000余项，获得国家、省、部级科研成果奖励140余项。湿法冶金、化学提金及工艺设备已实现产业化。并与澳大利亚、加拿大、美国、非洲等国开展多方面的国际合作。研究院持有国土资源部颁发的五项甲级资质证书：即固体矿产勘查、遥感地质勘查、地质实验测试(岩矿鉴定、测试、选冶试验)甲级资质；并通过了“三标”管理体系认证。
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▲美国FEI公司MLA矿物参数自动定量分析系统
研发中心围绕单位产业链，开展强链、优链、补链的科研工作。先后承担多项国家级、省部级和厅局级项目，参与研制了全自动灰化样品前处理仪、土壤悬液自动分散装置等新仪器和新装备8种。建成了钒电池研究与应用示范平台，并开展了高性能钒电解液等钒基储能材料及器件的开发。
参会方式
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本次会议诚挚邀请以下主体参与：各钒钛资源集聚区政府，钒资源企业、钒电解液厂商、钒电池企业，以及钒电池关键材料与供应链企业，高校、科研院所等。
为让论坛内容更充实、品质再进阶，切实为产业赋能、回应企业发展诉求，打造具有影响力的钒电池产业链行业交流盛会，现面向对钒电池产业满怀热忱的专家学者，以及深耕产业一线、实战经验丰富的企业家等群体，公开征集演讲议题。共绘钒电池产业美好蓝图。
赞助方案
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主题演讲 |
25分钟主题演讲 |
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