随着钒在全钒液流电池和超级合金领域的广泛应用,高纯钒市场需求量逐步增大。石煤钒矿是我国特色钒资源,其储量丰富、伴生杂质含量低,是制备高纯钒的优质原料。酸浸提钒具有钒回收率高、环境污染小等特点,近年来受到了广泛的研究和关注。然而,在酸浸过程石煤钒矿中的伴生元素如铁、铝、钾、镁等杂质与钒同步进入到酸浸液中,这些杂质离子不仅影响钒产品纯度,同时还影响钒的回收率。酸浸液中钒的浓度较低,不利于后续离子交换过程钒的分离。因此,开展石煤钒矿酸浸提钒过程钒的分离与富集行为研究,建立合适的杂质分离方法,对制备高纯钒具有重要意义。本论文基于硫酸熟化-水浸提钒工艺,根据含钒酸浸液的组成探究了化学沉淀法和有机物络合法去除含钒酸浸液中铁的可行性;分析敦煌地区石煤钒矿的矿物学特点,建立了两段选择性浸出分离钒和铁的方法;通过离子交换法实现钒与其它杂质的分离及钒的富集。本论文取得了如下进展:（1）分析了磷酸盐沉淀法脱除含钒酸浸液中铁的可行性。考察了溶液pH值、反应温度及反应时间对磷酸盐除铁效果的影响规律。溶液pH值对铁的脱除影响较大,溶液的pH值高于2.0时,铁的脱除率高于60%,但钒的损失较大;溶液pH值低于1.9时,钒的损失较低。在pH值1.9、反应温度30℃和反应时间45min等最优条件下,铁的脱除率为45%。（2）讨论了有机物络合法去除含钒酸浸液中铁的工艺条件。通过络合沉淀法可将含钒酸浸液中的钒和铁转化为络合沉淀物,络合沉淀物经碱处理可实现钒的选择性溶出。福美钠添加量为理论值4倍,钒和铁的沉淀率分别为99.3%和100%;在氢氧化钾溶液中钒的再生效果较好,但再生率最高仅为50%。（3）研究了敦煌石煤钒矿两段选择性浸出分离钒和铁的工艺条件和过程机理。研究结果表明,一段稀酸预处理可将敦煌石煤钒矿中的赤铁矿和磷酸铁选择性浸出,在硫酸浓度20wt%、浸出温度90℃及浸出时间2h等最优条件下,铁的浸出率为83.03%,钒的损失率为5.72%;硫酸熟化可破坏一段浸出渣中铝硅酸盐的矿物结构,同时将铝硅酸盐中的钒转化为可溶性硫酸盐。在熟化温度230℃、熟化时间80min、硫酸添加量3ml（一段浸出渣10g）的最优条件下,钒的浸出率为95.97%,且浸出液中V/Fe质量比为6.71。（4）探究了离子交换法分离除铁酸性液中其它杂质的工艺条件。除铁酸性液经氧化和调节pH后,采用D301离子交换树脂直接吸附除铁酸性液中的钒,静态吸附实验表明,在溶液pH值2.5、温度30℃、钒浓度1.6～6.9g/L的条件下,钒吸附率均可达99.8%以上。通过静态解吸实验确定了最佳的解吸条件:氢氧化钠浓度10%、解吸温度70℃、7倍于树脂体积的解吸液。在最佳解吸条件下。钒的解吸率为98.6%。解吸液经沉钒、干燥后得到纯度为99.7%的偏钒酸铵产品。