酸浸（acid leaching）是一种利用无机酸的水溶液作为浸出剂的矿物浸出工艺。它广泛应用于化学选矿领域，是最常见的浸出方法之一。通常使用的酸包括硫酸、盐酸、硝酸、亚硫酸、氢氟酸及王水等，其中硫酸的应用最为普遍。硫酸因其价格低廉、易于获取，且设备防腐问题相对较容易解决等特点，被广泛使用。稀硫酸是一种弱氧化酸，适用于处理富含还原性组分的矿物原料。热浓硫酸则是强氧化剂，能够将大多数硫化矿物转化为相应的硫酸盐。相比之下，盐酸的反应能力强于硫酸，能浸出一些硫酸难以浸出的含氧酸盐矿物，但其价格较高，易挥发，劳动条件差，设备防腐要求更高。硝酸是一种强氧化酸，价格昂贵，设备防腐要求严格，通常不单独用于浸出，而是作为氧化剂使用。

在直接酸浸过程中，添加氟化物可以显著提高钒的浸出率，从47.46%提升至92.39%。酸浸液的化学成分显示，钒和其他杂质离子都大量进入酸浸液中，其中铁主要以Fe的形式存在。酸浸液中残留的氟浓度高达12.62g/L。通过19F液相核磁共振分析，证实氟以[SiF]2和[AlF]2两种形式存在于酸浸液中。

在石煤的空白焙烧酸浸过程中，加入氟化物也能有效提高钒的浸出率，但相较于直接酸浸，钒的浸出率降低了8.18个百分点。酸浸液的化学成分表明，经过空白焙烧后，更多杂质离子进入酸浸液中，特别是铝的含量达到了15.75g/L。铁主要以Fe的形式存在于溶液中，全铁含量是未焙烧前的1.8倍。这也是因为空白焙烧使得不易溶的黄铁矿转化为易溶的赤铁矿，导致大量Fe进入酸浸液中。与直接酸浸相似，氟在溶液中也以[SiF]2和[AlF]2两种形式存在。

原矿直接酸浸所得酸浸液的pH值分别为0.36和0.09，经过石灰乳预处理后，得到的萃原液的化学成分与酸浸液相比，除了pH值达到适合的萃取条件外，元素含量没有显著变化。预处理过程中钒的损失率小于2%，预处理消耗的氧化钙量约为17.45t的2.7倍。萃氟的存在形式不受pH值升高的影响，仍然以[AlF]2和[SiF]2形式存在。

空白焙烧酸浸的酸浸液pH值分别为0.68和0.36，经过石灰乳预处理后，除pH值达到合适的萃取条件外，元素含量也没有显著变化。预处理过程中钒的损失率为5.51%和4.39%，是直接酸浸-萃取过程预处理钒损失的2.2倍以上。然而，预处理消耗的氧化钙量分别仅为2.39t和8.41t，大约是相应直接酸浸条件下的二分之一。这是因为在空白焙烧过程中，非含钒物质的溶解增多，导致酸耗量增加，进而提高了酸浸液的pH值，减少了预处理所需的氧化钙量。但是，pH值的升高促进了Fe生成Fe(OH)3沉淀，包裹了一部分钒进入预处理渣中，增加了钒的损失率。萃原液的19F液相核磁共振谱测定表明，氟仍然以[AlF]2-和[SiF]2形式存在。

无论是否有氟化物参与钒的浸出，都会对后续的萃取过程产生显著影响。在萃取过程中，萃原液和有机相充分混合后，静置分层时表现出不同的现象：后续萃取分相迅速且清晰，萃取过程出现了明显的乳化现象。尽管如此，钒的萃取率并不受影响，三级逆流萃取后，钒的萃取率都能达到98%以上。通过对一级萃余液及最终萃余液的ICP-月桂醇聚醚硫酸酯钠分析发现，除目的元素钒的含量显着降低外，其他元素含量几乎没有变化。值得注意的是，与萃原液相比，萃余液中氟元素的含量基本保持不变。氟存在于溶液中对萃取过程有明显的促进作用，可能是由于氟与硅、铝结合形成[AlF5]2和[SiF]2，抑制了含硅胶体和微小固体颗粒的生成，有助于钒萃取过程的顺利进行。此外，由于含钒石煤由地质时期菌藻类等生物遗体转化而来，其中可能包含微生物残留的蛋白质等有机化合物，这些有机物可能会随钒的浸出一同进入酸浸液中，在最终的萃取过程中形成胶体状并聚集在水相和有机相的界面上，形成界面膜，阻碍两相的正常分离。而溶液中氟的存在阻止了这种界面膜的生成，有利于两相接触反应。

与直接酸浸-萃取过程一样，氟化物是否参与钒的浸出也会对后续的萃取过程产生重大影响。然而，与直接酸浸不同的是，焙烧酸浸的萃原液和有机相充分混合后，在静置分层时，后续萃取分相迅速且清晰，但在萃取过程中出现了严重的乳化现象，分层困难，钒的萃取率也因此受到影响。直至第三级逆流萃取时，钒的萃取率才能达到78%左右。萃原液中的各元素含量随着萃取过程的进行，除目的元素钒的含量显着降低外，总铁含量也显著降低，即Fe含量显着减少。这是因为萃取剂D2EHPA优先萃取Fe，降低了有机相对钒的饱和容量，阻碍了钒的正常萃取。此外，根据Fe(OH)3溶度积的计算，萃原液生成Fe(OH)3胶体的最低pH值分别为1.55和1.50，这意味着在萃取过程中可能生成Fe(OH)3胶体阻碍钒的萃取。此时，氟虽然仍然以[AlF]2-和[SiF]2形式存在，但由于空白焙烧后萃原液中Fe、Al、K、Mg等杂质元素含量过高，氟化物的作用已经不再突出，正是这些杂质元素含量过高导致萃取过程中出现了严重的乳化现象。

1）空白焙烧酸浸与直接酸浸对后续萃取有较大的影响：直接酸浸过程中可能将石煤原矿中残留的有机化合物带入到酸浸液中，导致萃取过程出现显著的乳化现象；而空白焙烧过程可使原矿中原有的有机物等燃烧，消除其对萃取过程的影响，但会增加酸浸液中Fe、Al、K、Mg等杂质元素含量，也可能导致乳化现象的产生。

2）浸出过程中氟化物的加入与否也对后续萃取有较大影响：氟化物参与浸出过程后，残留的氟与硅、铝生成[AlF]2和[SiF]2，阻止了含硅胶体和细微的固体颗粒以及界面膜的生成，从而利于钒萃取过程的正常进行，但当这些杂质元素含量过高时，氟的有利作用不能体现，仍有可能出现乳化现象。

3）对于石煤原矿，氟化物作用的直接酸浸-萃取工艺具有钒浸出率高（92.39%）、预处理钒损失率低（1.12%）、氧化钙耗量少（6.38t，折合成每吨VO）、钒萃取过程正常且萃取率高（98.05%）等优点。