钒是一种稀有高熔点有色金属,是国家的重要战略资源。石煤作为我国特有的一种重要钒矿资源,在我国南方多个省拥有巨大的储量。我国从石煤中提钒的研究和工业生产较晚,采用传统的钠化焙烧—水浸工艺生产V₂O₅产品,该工艺在焙烧过程中产生大量Cl₂、HCl气体,对大气污染严重,且钒的总回收率普遍较低。为了减少石煤提钒工业的污染、提高钒的回收率及降低生产成本,本文采用氧化焙烧—复合碱浸工艺,对石煤的焙烧、浸出及浸出液循环等问题进行了一系列研究。实验研究了NaOH与纯碱添加量比例对氧化焙烧石煤中钒浸出率的影响。在最佳浸出剂比例下,考察浸出温度、时间、液固比对钒浸出的影响,并研究了浸出液循环利用试验。结果表明:在浸出剂用量相对石煤质量12%的NaOH和4%纯碱的比例下,钒浸出率达到88.67%,比单独使用12%的NaOH做浸出剂下钒的浸出率提高10%左右;在最佳浸出剂比例条件下,最佳工艺条件为:浸出液NaOH浓度1.0 mol/L、纯碱0.13 mol/L,浸出温度95℃,时间3 h,液固比3:1。纯碱在复合碱浸过程中的作用是:一方面提供Na⁺与OH^-促进钒的溶解;另一方面,石煤中含有的钙经焙烧后生成偏钒酸钙、焦钒酸钙,与纯碱提供的CO₃^2-和HCO₃^-反应生成更难溶的CaCO₃促进钒的浸出。纯碱的加入提高了石煤中钒的浸出率并一定程度上降低了生产成本。浸出液经固液分离后循环使用,第二次添加原有浸出剂的1/4用量,第三次添加原有浸出剂的1/2用量后,平均钒浸出率达83.40%。浸出剂消耗降低明显。在氧化焙烧中产生的污染气体少、废水经过处理后可达标排放,生产过程产生的污染问题可以得到有效控制。