钒是一种重要的稀有金属元素，广泛应用在国民经济的诸多重要领域。2017年，钒冶金产品用于钢铁领域占比89.30%，钛合金领域占比3.80%，能源储备领域占比3.60%，石油化工领域占比3.20%^[1]。钢中加入少量的钒（0.05%~0.20%），可使钢的晶粒细化，显著提高钢的强度，增加钢的韧性、延展性、可塑性。钒在航空航天用钛合金中作为强化剂和稳定剂，可以提高钛合金的强度、延展性和可塑性。钒在储能领域，可用来制备储氢合金和钒氧化还原液流电池。钒在石油化工中广泛用于硫酸、聚氯乙烯、聚苯乙烯等制取过程以及裂化反应的催化剂。

钒是过渡族金属元素，在元素周期表中属VB族，原子序数为23，相对原子质量为50.94。钒的金属丰度位于第12位，其平均含量为150 g/t。2018年末，钒金属储量为6 300万t，其中钒矿储量约为2028万t。中国钒矿储量为950万t，俄罗斯钒矿储量为500万t，南非钒矿储量为350万t，澳大利亚钒矿储量为210万t^[2]。目前，由钒钛磁铁矿制得的钒渣是生产钒冶金产品的主要原料。2018年，世界上约16%的钒制品直接来自于钒钛磁铁矿，约68%的钒制品来自于钒钛磁铁矿经钢铁冶金加工得到的钒渣，约16%的钒制品来自于回收的含钒副产品及含钒石煤生产^[2]。

与金属提炼和精炼过程中除金属熔体以外的副产物（普通冶金炉渣）不同，钒渣作为一种富含有用成分V₂O₃的冶金炉渣，可用作提钒的原料^[3]。钒渣通常是指钒钛磁铁矿经过高炉或电炉冶炼获得含钒铁水，进而通过吹炼的方式将含钒铁水中的钒选择性氧化而形成的富集渣。钒渣中V₂O₅含量为10%~25%, SiO₂含量为15%~22%, CaO含量为0.7%~3.0%, MgO含量为3%~10%, MnO含量为2.6%~20.0%, P含量为0.02%~0.12%, TFe含量为26%~40%^[4]。钒渣的主要物相为含钒尖晶石、硅酸盐相和磁铁矿^[5]。

钒冶金的最终产品，主要有五氧化二钒、钒铁、钒氮合金、钒铝合金和金属钒，中间产品有三氧化二钒和钒渣，五氧化二钒可以生产所有的最终产品。钒渣提钒是指采用钒渣作为原料制备钒冶金产品的方法。本文结合国内外的研究现状，对钒渣提钒的研究现状及发展趋势进行综述。目前，钒渣提钒已成为钒冶金领域的研究热点。处在工业应用和实验室研究阶段的钒渣提钒的方法有很多种，具体可归纳为：钠化氧化焙烧提钒、钙化氧化焙烧提钒、无盐氧化焙烧提钒、无焙烧加压浸出、熔融态钒渣直接氧化提钒、基于过程强化的钒渣提钒和提钒尾渣的综合利用。

1 钒渣提钒的研究现状 1.1 钠化氧化焙烧提钒

钠化氧化焙烧提钒，是将钒渣和钠盐添加剂的混合料在回转窑中氧化焙烧，再将焙烧产物通过水浸、沉淀、煅烧等工序制备V₂O₅产品。钠化氧化焙烧提钒工艺是主流的钒渣提钒方法。钠化氧化焙烧提钒相对成熟，具有一系列明显的优点，但也存在环境污染、原料适用性差、回转窑易结圈和废液尾渣不易利用的问题。钠化氧化焙烧提钒对钒渣中氧化钙和氧化硅含量要求严格，钒渣中每增加1%的氧化钙会造成4.7%~9%的钒损失。基于钠化氧化焙烧提钒的工艺现状，国内外学者进行了大量的研究。钠化氧化焙烧提钒的研究，大多聚焦于提钒工艺参数的优化、钒铬的同步高效提取和焙烧及浸出过程的机理。

提钒工艺参数的优化，已成为钒渣钠化氧化焙烧提钒研究的热点。JI Y L等^[6]对钒渣钠化氧化焙烧的工艺参数进行了优化研究，指出钒的浸出率在最优条件下（NaOH和V摩尔比7.76、焙烧温度700℃、焙烧时间15 min）达到99.20%。张新霞^[7]对高硅高钙钒渣钠化氧化焙烧的工艺参数进行了优化研究，研究表明，钒的焙烧转化率在最优条件下达到85.24%。蔡永红等^[8]优化研究了含钒钢渣在熔融NaOH体系中焙烧的工艺参数，研究表明，钒的浸出率在最优的焙烧条件下达到90%以上。XU S等^[9]优化研究了高钙钒渣钠化氧化焙烧的条件，指出钒的浸出率在最优的焙烧条件下达到89.40%。

钒铬的同步高效提取已成为钒渣钠化氧化焙烧提钒的另一个研究热点。LI H Y等^[10]采用两步钠化氧化焙烧水浸出法同步提取钒渣中的钒铬，在第一步钠化氧化焙烧水浸出阶段，钒铬的浸出率在最优条件下分别达到87.90%和6.30%；在第二步钠化氧化焙烧水浸出阶段，钒铬的浸出率在最优条件下分别达到90.70%和96.40%。WANG M Y等^[11]考察了含铬钒渣提钒过程铬的浸出行为，指出钒铬的浸出率在适当的条件下分别达到96%和91%。TENG A J等^[12]研究了高铬钒渣钠化氧化焙烧水浸出提取钒铬的过程，指出钒铬的浸出率在适当的条件下分别达到94.11%和90.81%。FAN H L等^[13]采用两步钠化氧化焙烧法顺次提取含铬钒渣中的钒铬，重点考察了焙烧过程含铬钒渣主要元素的迁移行为和富集特征。

钠化氧化焙烧及浸出机理是解决钒渣高效提钒的关键理论问题。LI X S等^[14]研究了低品位钛渣的钠化氧化焙烧过程的机理，指出橄榄石相和尖晶石相分别在500℃和600℃分解完全，水溶性钒酸盐在700℃时生成，钒800℃以上时被玻璃相包裹。史志新^[15]研究了钒渣钠化氧化焙烧过程钒尖晶石和铁橄榄石的形貌及结构。范鹤林等^[16]对比研究了高钙钒渣钠化氧化焙烧熟料在水浸出和碳酸铵浸出条件下提钒的效果和机理。

1.2 钙化氧化焙烧提钒

钙化氧化焙烧提钒是将钒渣和含钙添加剂的混合料在回转窑中进行氧化焙烧，再将焙烧产物通过硫酸浸出、水解沉钒、煅烧等工序制得V₂O₅产品。钒渣钙化氧化焙烧提钒是另一种应用于工业生产的提钒工艺。钙化氧化焙烧提钒具有焙烧工序清洁高效、原料适用性强、废液和尾渣易于回收利用的优点，但存在钒转化率偏低的难题。钙化氧化焙烧提钒现阶段的工艺水平仍然无法代替钠化氧化焙烧提钒。针对钙化氧化焙烧提钒存在的问题，国内外学者进行了大量研究。钙化氧化焙烧提钒的研究聚焦于提钒工艺参数的优化、钒铬的高效分离提取和钙化氧化焙烧及浸出的机理。

提钒工艺参数的优化已成为钙化氧化焙烧提钒的重要研究内容。LI H Y等^[17]研究了优化钒渣钙化焙烧熟料碳酸铵浸出的条件，指出钒和磷在最佳条件（熟料粒度45~74μm、浸出温度80℃、浸出时间70 min、（NH₄)₂CO₃浓度600 g/L、液固比20 mL/g）下的浸出率分别为96.0%和9.20%。王俊等^[18]研究了优化高钙高磷钒渣钙化焙烧碳酸钠浸出的条件，研究表明钒的浸出率在最佳的条件下达到90.69%。李京等^[19]对钒渣低钙焙烧碳酸钠浸出条件进行了优化，指出钒的浸出率在最佳焙烧条件下达到77.20%。申彪^[20]研究了优化钒渣钙化焙烧熟料酸浸的温度，指出最终浸出温度降低13.09℃，钒的浸出率提高3.45%。曹鹏^[21]指出，钒的浸出率在最佳钙化焙烧条件下达到87.27%。付自碧^[22]指出，钒的浸出率在最优的钙化焙烧条件下达到88.66%。

钒铬的高效分离提取已成为钙化氧化焙烧提钒的研究热点。WEN J等^[23-25]考察了高铬钒渣钙化焙烧-（NH₄)₂SO₄-H₂SO₄体系协同浸出（或烧碳酸钠浸出）过程钒铬的行为，指出钒铬在最优条件下达到了较好的分离效果。WEN J等^[26]进一步研究了高铬钒渣两步焙烧浸出法高效分离提取钒铬，指出在钙化氧化焙烧硫酸浸出阶段，钒铬的浸出率在适当条件下分别达到90%左右和低于1%；在钠化氧化焙烧水浸出阶段，铬的浸出率在适当条件下达到95.16%。JIANG T等^[27]在此基础上研究了高铬钒渣钙化焙烧过程物相演变和显微结构，指出含钒尖晶石首先转化为反式含钒尖晶石，随后生成Ca₂V₂O₇，温度进一步升高生成Ca₃V₂O₈；铬尖晶石与CaO反应生成CaCrO₄和Ca₃(CrO₄)₂，温度进一步升高生成（Fe_0.6Cr_0.4)₂O₃。

焙烧过程的机理已成为钙化氧化焙烧提钒的关键理论问题。ZHANG J H等^[28-29]研究了钒渣钙化氧化焙烧过程的机理，指出铁橄榄石相比钒铁尖晶石相更容易发生氧化，钒酸钙比Mn(VO₃)₂和Mg(VO₃)₂更容易生成，辉石中Fe²⁺的氧化反应受到透辉石的阻碍。付念新等^[30-31]研究了钒渣钙化焙烧物相的转化行为，结果表明，钙化焙烧熟料呈多物相聚合形态，包括细条或粒状R₂O₃固溶体、熔化或半熔态的偏钒酸钙和焦钒酸钙、条状铁板钛矿及辉石相；温度和钙钒比过高或加热速度过慢时，易形成Al_1.77Ca_0.88Si_2.23O₈或Ca₂SiO₄，不利于钒的转化和浸出。李晓军等^[32]研究了焙烧参数对钒渣钙化氧化焙烧的影响机理，指出在600~900℃温度范围内，钒酸钙相（CaV₂O₆、Ca₃V₂O₈、CaV₃O₇）生成；钙化焙烧过程中CaO添加量应控制适当，过高或过低均不利于钒的提取。叶露^[33]考察了钒渣钙化焙烧熟料酸浸过程钒的溶解规律。

熟料浸出过程的机理已成为钙化氧化焙烧提钒的另一个研究热点。YANG Z等^[34]考察了高钙钒渣钙化焙烧熟料硫酸浸出动力学，研究表明，浸出过程分为遵循未反应核模型的两个阶段，第一阶段活化能为5.72 kJ/mol，受固体产物层扩散控制；第二阶段活化能为14.16 kJ/mol，受固体产物层扩散和化学反应共同控制。彭浩等^[35]研究了钒渣钙化焙烧熟料硫酸浸出动力学，指出浸出过程中生成的硫酸钙会吸附在钒渣表面并堵塞颗粒内的气孔通道，不利于钒的浸出；钒浸出反应的活化能为12.45 kJ/mol，浸出过程主要受溶液通过表面层的扩散控制。罗富怀等^[36]研究了钒渣钙化焙烧熟料的浸出机理，指出硅酸盐对含钒物相的包裹、尖晶石氧化不完全、R₂O₃相中固溶V和钒青铜及正、焦、偏钒酸钙的较优浸出酸度不同是造成钒损失的原因。

1.3 无盐氧化焙烧提钒

钠化氧化焙烧提钒和钙化焙烧氧化提钒都需要在高温下进行焙烧处理，易导致焙烧过程的传质障碍、不同程度的炉料结块和回转窑结圈的问题。因此，一些学者提出了无盐氧化焙烧提钒技术。无盐氧化焙烧提钒，是在焙烧过程中不采用添加剂，直接在氧化性气氛下通过高温焙烧将含钒相结构破坏，使V（Ⅲ）转变为V（Ⅳ）或者V（Ⅴ），进而再采用酸浸或碱浸的方式对焙烧熟料提钒。无盐氧化焙烧提钒需要较高的焙烧温度（800℃左右），较高的浸出温度，而且加压浸出设备的投资较大，浸出液杂质含量较多，后续净化提钒工序复杂，属于尚未工业化的技术，相对不够成熟。无盐氧化焙烧提钒因能避免钠化氧化焙烧和钙化氧化焙烧过程存在的问题而备受国内外学者的关注。无盐氧化焙烧提钒研究聚焦于提钒工艺参数的优化和无盐氧化焙烧及浸出过程的机理。

提钒工艺参数的优化已成为无盐氧化焙烧提钒的重要研究内容。刘继鑫等^[37]研究了优化钒渣无盐焙烧碱浸出的条件，指出钒的浸出率在最佳条件（焙烧温度850℃、焙烧时间120 min、浸出温度180℃、浸出时间2 h、熟料粒度小于74μm、液固比5 L/g、碱浓度30%、搅拌速度500 r/min）下达到95.00%。LI M等^[38]研究了优化钒渣无盐焙烧熟料草酸铵浸出的条件，指出钒的浸出率在最优浸出条件（（NH₄)₂C₂O₄浓度13%、浸出温度70℃、浸出时间60 min）下达到90.00%。LI X S等^[39]考察了高钙钒渣无盐焙烧苏打浸出技术，研究表明，钒的浸出率在较优条件下达到90.60%。

焙烧及浸出过程的机理已成为无盐氧化焙烧提钒研究的热点。LI M等^[40-41]研究了钒渣无盐焙烧碳酸铵浸出的机理，指出含钒尖晶石的氧化过程包括含钒尖晶石被破坏并生成反式尖晶石（Fe₂O₃·V₂O₃）、Fe₂O₃·V₂O₄和MgVO₄的生成、最高价态钒酸盐Mn₂V₂O₇和Mn₂V₂O₇的生成；碳酸铵浸出过程，分为2个阶段，其活化能分别为9.13 kJ/mol和35.44 kJ/mol，分别受固体产物层的扩散和表面化学反应控制。孟利鹏等^[42]考察了钒渣无盐焙烧提钒的机理，指出在焙烧过程中，钒铁尖晶石逐步氧化成VO₂和V₂O₅，并优先与Ca、Mn和Mg等形成钒酸盐。李兰杰等^[43]考察了钒渣无盐焙烧高效清洁提钒技术，并确定了无盐焙烧提钒的机理。

1.4 无焙烧加压浸出

无焙烧加压浸出是指钒渣不经焙烧处理，直接通过加压浸出技术破坏含钒尖晶石结构，实现钒在浸出液中的有效富集，并综合利用锰、铬和钛等多种有价金属元素。与传统钠化氧化焙烧提钒相比，无焙烧加压浸出提钒取消了焙烧工序，缩短了提钒流程，无需加入额外的添加剂，避免了高温焙烧过程的能量消耗和气体释放。无焙烧加压浸出属于高效的提钒技术，是钒渣提钒的重要发展方向。该研究聚焦于提钒工艺参数优化、无焙烧加压浸出的机理和含钒浸出液净化除杂。

提钒工艺参数优化已成为无焙烧加压浸出提钒的重要研究内容。张国权等^[44]通过实验对比研究了无焙烧常压酸浸、无盐氧化焙烧常压酸浸以及无焙烧加压酸浸3种提钒方法，指出无焙烧加压浸出具有反应快速、高效的特点。ZHANG G Q等^[45-47]进一步研究了优化无焙烧加压浸出钛白废酸提钒的条件，指出钒铁在最优条件下达到了良好的浸出和分离效果。

浸出机理已成为无焙烧加压浸出提钒的关键问题。张廷安等^[48]研究了钒渣无焙烧加压酸浸出的热力学，指出在pH < 2的条件下，V³⁺、VO²⁺和VO₂⁺的稳定区位于Fe³⁺和Fe²⁺的稳定区范围内；随着温度由60℃提高到200℃，可溶性钒铁离子稳定共存区的pH值逐渐降低，氧化还原电位逐渐提高，钒铁尖晶石及氧化物的稳定区变化不大；采用加压酸浸出能够使钒渣中钒充分浸出，但不能通过一步浸出实现钒铁的分离，浸出液需进一步净化除杂。张洪亮等^[49]进一步研究了无焙烧钛白废酸加压浸出提钒的机理，指出在浸出过程中含钒尖晶石逐渐消失，钛铁矿相转化形成锐钛矿相。余彬等^[50]考察了钒渣无焙烧加压硫酸浸出的热力学，考察了钒渣矿物中各组分与H₂SO₄反应的可能性、有价金属转入溶液的理论限度和生成物的稳定状态。

含钒浸出液净化除杂是无焙烧加压浸出提钒的研究热点。ZHANG Y等^[51]考察了无焙烧加压浸出液中V⁴⁺和杂质离子在萃取过程中的分离行为，最终钒的总提取率为99.50%, V₂O₅产品纯度为99.14%。张莹等^[52]进一步研究了无焙烧加压浸出液中钒铁的分离行为，指出采用亚硫酸钠为浸出液预处理还原剂，将浸出液中三价铁还原成二价铁，从而，防止三价铁的共萃；在适当条件下，采用有机相组成为20%P₂O₄及10%TBP协同萃取体系，钒的提取率可达98.61%以上，钒铁的分离系数可达135.3。余彬等^[53]研究了无焙烧加压酸浸液中钒铁的萃取分离特性。

1.5 亚熔盐法提钒

中国科学院过程工程研究所张懿团队提出的亚熔盐提钒技术具有清洁高效的特点，是钒渣提钒的重要研究方向。2017年，中国科学院过程工程研究所在河北钢铁集团建成国际上首套5万t/a钒渣亚熔盐法高效提钒示范工程。亚熔盐属于反应/分离介质，定义为提供高化学活性和高活度负氧离子的碱金属高浓度离子化介质，具有蒸汽压低、沸点高、流动性好等优良物化性质和高活度系数、高反应活性、分离功能可调等优良反应、分离特性的碱金属盐的高浓度水溶液^[54]。亚熔盐法提钒的研究聚焦钒铬的同步高效提取和亚熔盐提钒的动力学。

钒铬的同步高效提取是亚熔盐法提钒研究的热点。潘自维等^[55]研究了优化高铬钒渣亚熔盐法提钒铬的条件，指出钒铬的浸出率在最优条件（反应温度220℃、NaOH浓度85%、碱矿比10:1、搅拌转速950 r/min、氧气流量1 L/min、反应时间360 min）下分别达到95%和90%以上。LIU H B等^[56]研究了优化含铬钒渣亚熔盐提钒的条件，指出钒铬浸出率在最优条件（反应温度180℃、KOH和钒渣质量比4、搅拌速度为700 r/min、气流速度1 L/min、反应时间300 min）下分别达到95%和90%。WU K H等^[57]考察了高铬钒渣的亚熔盐液相氧化同步提取钒铬的技术，指出钒铬的浸出率在最优条件下分别达到98.30%和93.30%。

提钒的动力学是亚熔盐法提钒的重要研究内容。LI B等^[58]研究了熔融NaOH-NaNO₃体系提取钒渣中钒铬的机理，指出钒渣分解反应受产物层扩散控制；NaOH为反应提供介质，有利于酸性氧化物的分解；NaOH强化NaNO₃到NaNO₂的分解反应，同时产生O、O_2-2、O^2-等活性氧；NaNO₃可由NaNO₂在高温下用氧气氧化获得，NaNO₂在350~450℃氧化反应的活化能为105.5 kJ/mol。王大卫等^[59]研究了钒渣亚熔盐法提钒的动力学，指出钒渣亚熔盐法提钒过程前期为界面化学反应控制，反应活化能为63.13 k J/mol；该方法通过破坏石英和铁橄榄石相的包裹实现钒的高效浸出。XIAO Q G等^[60]基于亚熔盐氧化法对钒渣中硅含量的要求，考察了含钒钢渣中硅在碱浸过程中的行为和动力学。

1.6 熔融态钒渣直接氧化提钒

熔融态钒渣直接氧化提钒是指利用出炉熔融态钒渣自身物理热直接对其供氧并加入碱性添加剂，使获得的高价态钒氧化物与碱性添加剂结合生成钒酸盐，再经浸出、沉钒、煅烧制得V₂O₅产品。王艳南等^[61]指出熔融态钒渣直接氧化提钒比现行钒渣焙烧提钒节能2.09×10⁶kJ/t钒渣。熔融态钒渣直接氧化提钒利用了熔融态钒渣的物理热，节省了大量能源，提高了钒渣提钒的生产效率。目前，熔融态钒渣直接氧化提钒处在实验室研究阶段，还未进行工业化生产。熔融态钒渣直接氧化提钒研究聚焦于熔融态钒渣钙化氧化提钒及熔融态钒渣钠化氧化提钒。

熔融态钒渣钙化氧化提钒是熔融态钒渣直接氧化提钒的重要研究热点。宋文臣等^[62]研究了熔融态钒渣钙化氧化提钒机理和工艺参数，指出熟料的主要含钒物相为CaV₂O₅和Ca₂V₂O₇；在氧供应充足的高温条件下，V（Ⅳ）到V（Ⅴ）的氧化反应存在一定的限制；增大CaO加入量，Ca₂V₂O₇的量增大；在最优条件（CaO和V₂O₅质量比0.6、钒渣粒度120~150μm、浸出温度90℃、浸出时间120 min、H₂SO₄浓度20%、液固比5:1 mL/g、搅拌速度500 r/min）下，钒的浸出率达到90%。李昆等^[63]研究了熔融态钒渣钙化熟料的酸浸出行为，指出钒的浸出率在最优条件下达到88%。

熔融态钒渣钠化氧化提钒是熔融态钒渣直接氧化提钒的重要研究内容。李宏等^[64]研究了熔融态高钙高磷钒渣钠化氧化水浸出提钒的机理和工艺参数，指出Na₂CO₃加入量较少时，钒渣熟料的主要物相为Na₄V₂O₇、Na₃VO₄、Na_1.33V₂O₅和NaCaVO₄; Na₂CO₃加入量较大时，Na₄V₂O₇和NaCaVO₄与Na₂CO₃反应生成Na₃VO₄；钒渣熟料中P存在于水溶性Na₃PO₄中；在最佳条件下，钒的浸出率达到90%。郑权等^[65]对比研究了熔融态钒渣钠化氧化提钒与固态钒渣钠化氧化焙烧提钒，指出熔融态钒渣钠化氧化提钒在适当条件下能够达到与固态钒渣钠盐氧化焙烧提钒同样的效果。宋文臣等^[66]进一步考察了碱性添加剂对熔融态钒渣氧化行为的影响，指出强制供氧和加入碱性添加剂有利于熔融态钒渣中钒的氧化。

1.7 基于过程强化的钒渣提钒

过程强化是指通过技术创新，改进工艺流程，提高设备效率，使工厂布局更紧凑、单位能耗更低、三废更少。基于过程强化的钒渣提钒没有考虑工艺参数、能耗、回收率、生产成本和产品价格等因素，其工艺技术的经济性和工业应用的可行性尚无进行综合评价。过程强化的钒渣提钒已成为当前钒渣提钒的重要研究课题，目前，强化钒渣浸出过程的方法包括机械活化、电场强化、超声波强化和特定添加剂强化。

钒渣的机械活化法预处理已成为钒渣高效提钒的研究热点。机械活化主要是在机械力的作用下使矿物晶体内部产生各种缺陷，使之处于不稳定的内能较高的状态，相应地增大其化学反应的活性。XIANG J Y等^[67]研究了钒渣机械活化钙化焙烧两步硫酸浸出法提钒，指出该方法在缩短浸出时间的同时提高钒的浸出率。向俊一等^[68]继续考察了机械活化处理对钒渣提钒的影响，指出钒渣熟料颗粒表明，生成的CaSO₄·0.5H₂O致使硫酸和钒离子的扩散更加困难，进而导致钒的浸出率降低。XIANG J Y等^[69-70]进一步探究了机械活化对钒渣氧化焙烧行为的影响，指出机械活化处理能够显著降低钒渣氧化反应的温度和活化能，提高钒渣氧化反应的速率。

电场强化浸出已成为钒渣高效提钒的重要研究内容。LIU Z H等^[71]考察了电氧化强化钒渣的酸浸出过程，指出钒的浸出率在最优条件（H₂SO₄浓度40%、液固比4:1 mL/g、电极电流0.4 A、工作电压2.8~3.0 V、电极间距20 mm、浸出温度75℃、浸出时间240 min）下达到75.64%；含钒尖晶石在酸浸过程中被破碎，致使钒暴露在钒渣颗粒表面，提高了钒的氧化率和浸出率。刘作华等^[72]进一步考察了基于电场强化的钒渣湿法浸出过程，指出与不带电场强化的钒渣浸出相比，电场强化的浸出过程中，钒的浸出率提高3.73%，残渣中的钒含量降低6.17%。WANG Z H等^[73]研究了钒渣在高溶度碱溶液中的电化学分解行为，指出钒铬的浸出率在适当的条件下分别达到95%和90%。

超声波辅助浸出已成为钒渣高效提钒的研究热点。温婧等^[74]考察了超声波对钒渣钙化焙烧熟料浸出过程的影响，指出采用超声波辅助浸出，钒的浸出率从90.89%提高到96.67%；超声波可破碎和分散钒渣熟料颗粒，增大钒渣熟料颗粒与浸出液的接触面积，强化液固的传质和钒酸盐的溶解，从而降低浸出温度、缩短浸出时间。WEN J等^[75]进一步研究了超声波辅助浸出高铬钒渣无盐焙烧熟料中的钒铬，指出在适当条件下，钒铬浸出率分别达到最大值和最小值，可实现钒铬的高效分离提取；钒的浸出率最大的影响因素是超声波功率，其次是液固比、酸浓度和浸出时间，最小的影响因素是浸出温度；铬浸出率最小的影响因素是超声波功率，最大的影响因素是酸浓度。

特定添加剂强化已成为钒渣高效提钒的另一个研究热点。YANG Q W等^[76]考察了表面浸润剂（十二烷基硫酸钠）对钒渣中钒铬的浸出强化效果，指出钒铬的浸出率分别提高了33.46%和20.02%；十二烷基硫酸钠能够改变溶液的化学行为的同时，降低溶液的表面张力，有利于钒的氧化反应。陶长元等^[77-78]指出载氧体可显著强化钒渣的浸出行为，提高钒的浸出率；进一步采用硼酸钙强化钒渣氧化焙烧，指出含硼添加剂可显著降低焙烧温度。LIU L J等^[79]采用微气泡强化钒渣在NaOH溶液中的分解行为，指出钒的浸出率在适当条件下达到97.41%。潘自维等^[80]指出在NaOH亚熔盐体系中添加活性炭可提高钒铬的浸出率。彭浩等^[81]采用助浸剂（CaF₂和MnO₂）强化高铬钒渣的酸性浸出过程。付自碧等^[82]采用钒渣富氧钙化焙烧的方法，强化了焙烧的动力学条件，降低了焙烧温度，解决了钒渣钙化焙烧温度过高引起的物料烧结问题。

1.8 提钒尾渣的综合利用

提钒尾渣是钒渣经焙烧提钒后产生的尾渣。提钒尾渣是一种可利用的资源，其中V₂O₅的含量在1%~3%, Fe₂O₃的含量在40%~45%，另外还含有少量的Mn、Ti、Cr、Al等元素。提钒尾渣中的V、Ti和Cr属于具有战略性的重要金属资源，将其作为废弃物处理是对资源的巨大浪费，亟需资源化利用。提钒尾渣的综合利用研究，聚焦于提钒尾渣的高温还原熔炼利用和提钒尾渣返回焙烧工序使用。

高温还原熔炼已成为提钒尾渣综合利用研究的热点。WEN J等^[83]采用碳酸锰氧化焙烧酸浸出法分离钒铬，指出钒铬在适当条件下的浸出率分别达到89.37%和0.10%；采用高温还原熔炼法将含铬尾渣制备成Fe-Cr合金（Fe含量67.35%, Cr含量13.28%），可供炼钢工序循环利用。XIANG J Y等^[84]采用半熔融还原磁选法回收提钒尾渣中的铁、铬和钒，指出主产物为含铬和钒的铁合金，铁、铬和钒的回收率分别达到98%、82%和65%以上；副产物是含钛渣，钛的回收率达到68%。ZHANG B等^[85]采用碳热还原磁选硫酸浸出萃取法，利用钒渣提钒尾渣中的钒钛铬铁资源。毕秀荣等^[86]采用碳热还原熔分法去除提钒尾渣中的碱金属，并指出在碱度合适的条件下可有效进行渣铁分离，从而将碱金属硅酸盐与铁分离开来，避免碱金属对后续处理工序的影响。

返回焙烧工序使用已成为提钒尾渣综合利用的重要研究内容。刘东等^[87]考察了提钒尾渣回用对钒渣焙烧的影响，指出钒渣焙烧时加入适量尾渣，不仅提高钒的转化率同时降低钒的损失，而且能降低环境污染。熊开伟^[88]研究了提钒尾渣返回钒渣焙烧工序利用的方法，指出采用尾渣返回焙烧使用时，其熟料较疏松，有利于钒的浸出提取。

2 钒渣提钒的发展趋势

提钒（铬）的高效化是钒渣提钒最重要的发展趋势。钒铬是具有战略性的重要金属资源，广泛用于国民经济、社会发展和国防建设的各个领域。我国钒资源的储量相当丰富，但我国铬资源的储量相当匮乏。针对钒渣提钒的研究，国内外学者致力于获取更高的钒提取率和实现含铬钒渣的钒铬同步高效提取。

提钒的绿色化是钒渣提钒最显著的发展趋势。1912年，BLEECKER发表第一个钠化氧化焙烧提钒的专利，该方法一直延用至今。1974年，俄罗斯图拉厂的钙化氧化焙烧提钒工艺建成投产。2017年，中国科学院过程工程研究所在河北钢铁集团建成国际上首套5万t/a钒渣亚熔盐法高效提钒示范工程。钒渣提钒方法的工业化应用历程体现了其绿色化（冶金生产中污染物低排放或零排放）的追求。

提钒废液和尾渣的循环利用和高值利用是钒渣提钒最明显的发展趋势。钒渣提钒过程产生的废液和尾渣不仅污染环境，而且降低了钒、钛、铬、铁等资源的利用率。实现钒渣提钒的闭路循环生产是冶金行业绿色发展的必然要求，同时也是实现金属资源综合利用的有效途径。

3 结论

钠化氧化焙烧提钒是工业上应用最广泛和最具竞争力的主流提钒工艺。钙化氧化焙烧提钒也是工业上已应用的提钒工艺，更符合绿色冶金和绿色发展的方向和要求。无盐氧化焙烧提钒无需加入添加剂，更加清洁环保。亚熔盐液相氧化提钒是正在中试过程中的提钒工艺，实现了钒铬的高效同步提取，过程清洁，绿色环保。无焙烧加压浸出提钒流程短，能耗低，可利用硫酸法钛白废酸，是一种环境友好型的提钒方法。熔融态钒渣直接氧化提钒节省了能源，简化了工序，提高了提钒效率。基于过程强化的提钒技术可获得更高的钒（铬）提取率，使提钒过程更加高效。提钒尾渣的综合利用是全面提高钒渣中金属资源利用率的关键。