石煤是一种含碳量较低的劣质煤，主要分布在中国、美国、俄罗斯等钒矿资源较为丰富的国家。与钒的单一矿物伴生矿（如钒钛磁铁矿）相比，石煤以其储量巨大、储量分布广泛的优点成为全球钒资源的重要来源，尤其适用于低品位钒矿的开发。中国石煤储量丰富，其中钒含量在0.1%～1.5%之间。
在石煤提钒工艺里，传统高温焙烧环节存在诸多弊端。一方面，该环节需在800～1000℃的高温条件下进行，这使得其能耗居高不下，在整个石煤提钒工艺的总能耗中占比超过60%，增加了生产成本与能源消耗压力。另一方面，高温焙烧过程中会产生Cl2、HCl等有毒气体以及大量粉尘，这些污染物明显违背了当下绿色低碳发展的理念与要求。除此之外，焙烧过程中钒的转化并不充分，容易生成难溶性的钒酸盐或硅酸盐包裹物。这些包裹物的存在，极大地阻碍了后续净化工艺对钒的有效提取，导致纯度处于较低水平。这不仅造成了钒资源的极大浪费，还使得整个提钒工艺的经济效益大打折扣，给资源开发利用和环境保护带来严峻挑战。
国家知识产权局信息显示，山东海化集团有限公司、山东海化股份有限公司申请一项名为“一种石煤提钒方法”的专利，公开号CN120082751A，申请日期为2025年04月。
专利摘要显示，本发明公开了一种石煤提钒方法，属于石煤提钒技术领域，首先将石煤钒矿破碎，同时进行微波辐照得到活化样品；接着将活化样品和氧化剂溶液浸入酸性溶液中，加热反应得到悬浮液，经固液分离得到浸出液；然后利用含季铵基团的离子交换树脂对浸出液中的钒进行吸附富集，再用碱液解吸得到富集钒液；随后调节富集钒液的pH值并加入除杂剂，搅拌均匀后静置、固液分离，得到净化液；最后向净化液中加入沉淀剂，反应完成后经固液分离，得到多钒酸铵产品，该方法不仅能够显著降低能耗，又能有效提高多钒酸铵的纯度。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过石煤磨碎和微波辐照，代替传统钠化焙烧法和钙化焙烧法的高温焙烧工序，不仅显著降低能耗，而且不产生Cl2、HCl等有毒气体，对环境友好。同时，还避免了难溶性钒酸盐或硅酸盐的产生，有效减少了钒损失，提升了钒浸出率。
2.本发明通过将石煤钒矿粉碎至100~300目尺寸范围，有效增加了矿物的比表面积，为微波辐照的活化处理提供了良好的反应动力学条件。这一过程确保了后续浸出过程中酸性溶液更均匀地覆盖石煤钒矿，显著提高了酸性溶液与钒的接触效率，提升了钒的浸出率；微波辐照利用极性分子的选择性加热效应，破坏矿物晶格结构，加快钒硅酸盐晶格中V-O-Si键的断裂效率，大幅提升了钒赋存相的暴露率。酸性溶液中的含络合基团的有机酸在石煤钒矿浸出过程中与钒离子形成稳定的络合物，能够减少杂质的溶出，从而提高产品的纯度；同时，酸性环境有助于氧化剂的活性，促进氧化反应，将低价态的钒氧化为高价态，使其更易于与含络合基团的有机酸形成可溶性络合物。
3.本发明在所述石煤提钒方法中选择氯酸钠、高锰酸钾和稀硝酸作为强氧化剂，与其他强氧化剂相比，上述三种氧化剂的副产物（Cl-、Mn2+、NO3-）与后续工艺适配度高：Cl-和NO3-对含季铵基团的离子交换树脂的钒吸附选择性影响极小，Mn2+可通过硫化钠沉淀去除，因此，不会引入新的杂质，不会影响多钒酸铵的纯度。
4.本发明采用含有羧基官能团的有机酸对石煤钒矿进行活化处理，有机酸中的羧基作为强配位官能团能够优先与石煤钒矿中的低价钒形成预配位结构，改善低价钒的水溶性和化学稳定性，从而有助于后续的浸出以及氧化过程，提高浸出液中钒的浸出率；同时，在微波辐照条件下，含有羧基官能团的有机酸与石煤钒矿的相互作用增强，加速了活化反应速率，有助于形成更多的预配位结构，进一步优化了钒的浸出率；此外，含有羧基官能团的有机酸具有极性，能够与水分子形成氢键，从而增强石煤钒矿的亲水性。这有利于后续的酸性溶液充分渗透到矿物颗粒内部，与钒离子充分接触并参与反应，进而提升浸出率。
5.发明人发现，采用含有羧基官能团的有机酸对石煤粉末进行活化处理时，将含羧基的有机酸与石煤粉末的质量比控制在0.01～0 .05:1内即可：当含羧基的有机酸用量过多，不仅会增加成本，还会对后续的废水处理和净化工艺造成额外负担；用量过少，则会导致对钒矿的活化效果以及亲水性不佳，导致钒的浸出率显著下降。
6.本发明采用阴离子交换树脂对浸出液中的钒进行选择性吸附，显著提升钒的吸附富集效率与纯度，这些树脂具有季铵基团和优化的孔径结构，在低pH条件下对钒氧阴离子表现出强的吸附选择性，同时有效排斥Fe3+、Al3+等杂质离子的竞争吸附；解吸阶段使用强碱液作为解吸剂，通过OH-的强碱性环境将吸附的钒离子转化为可溶性钒酸盐（如NaVO3、KVO3），得到高纯度富集钒液。
7.本发明向滤液中加入一种或多种除杂剂，结合优化反应条件可显著提升杂质去除效率与净化液纯度。聚丙烯酰胺通过桥联作用高效絮凝胶体杂质，磷酸钠与残留的Fe3+、Al3+等金属离子形成难溶性磷酸盐沉淀，硫化钠则选择性沉淀Cu2+、Pb2+等重金属离子生成硫化物，三者可覆盖多类杂质。
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
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