钒（V）是重要的战略金属，用于钢铁冶金（钒铁、钒氮合金，提高钢的强度和韧性）、钛合金（航空航天）、化工（催化剂、硫酸生产、颜料）、储能（钒液流电池VRB，Vanadium Redox Battery）。五氧化二钒（V₂O₅）是钒的主要产品形态。钒的生产原料包括钒渣（转炉炼钢副产品，含V₂O₅ 10%-20%）和石煤（含钒碳质页岩，含V₂O₅ 0.5%-1.5%）。湿法提钒工艺中，生石灰（石灰乳）用于“钙盐沉钒”——从含钒浸出液中选择性沉淀钒酸钙，分离钒与硅、铝、磷、铬等杂质。石灰的“选择性沉淀”能力（钒酸钙的溶度积（Ksp≈10⁻²⁵）低于硅酸钙、铝酸钙、磷酸钙）使其成为钒冶金中不可替代的“富集剂”。

钒渣提钒的“钙盐沉钒”工艺（钠化焙烧-水浸-钙盐沉钒）：钒渣（来自钒钛磁铁矿的转炉渣）与钠盐（Na₂CO₃、NaCl、Na₂SO₄）混合，在回转窑（或多膛炉）中氧化焙烧（750-850℃），钒（以V³⁺、V⁴⁺为主）被氧化为五价钒（V⁵⁺），并与钠盐反应生成可溶性的钒酸钠（NaVO₃、Na₃VO₄）：V₂O₅ + Na₂CO₃ → 2NaVO₃ + CO₂↑。熟料冷却、粉碎、水浸（60-80℃），钒酸钠溶解，硅、铁、钛等留在浸出渣中。浸出液（含V 10-30g/L，含SiO₃²⁻、AlO₂⁻、PO₄³⁻、CrO₄²⁻等杂质）进入沉钒槽，在搅拌下加入石灰乳（10%-20% Ca(OH)₂），调pH至9-10（或8.5-9.5），反应：2Na₃VO₄ + 3Ca(OH)₂ → Ca₃(VO₄)₂↓ + 6NaOH；或5Ca(OH)₂ + 2H₃VO₄（钒酸）→ Ca₅(VO₄)₃OH↓ + 9H₂O。钒酸钙沉淀（白色或淡黄色）经过滤（或浓密机），滤液（含NaOH、Na₂SiO₃、NaAlO₂、Na₃PO₄、Na₂CrO₄）送废水处理（回收碱、沉淀硅铝等）。钒酸钙滤饼用碳酸钠（或碳酸氢钠）溶液溶解（80-90℃，pH9-10）：Ca₃(VO₄)₂ + 3Na₂CO₃ → 2Na₃VO₄ + 3CaCO₃↓。过滤除去碳酸钙，滤液（钒酸钠，NaVO₃）用铵盐（硫酸铵(NH₄)₂SO₄、氯化铵NH₄Cl）沉钒（生成多聚钒酸铵(NH₄)₂V₆O₁₆·nH₂O），过滤、干燥、煅烧（500-550℃），得五氧化二钒（V₂O₅，纯度≥98%）。石灰沉钒的钒收率85%-90%（石灰用量（CaO/V₂O₅摩尔比2-2.5）），产品纯度受沉淀条件影响（pH9-10时硅、铝、磷共沉淀少，pH>11时硅、铝溶解，但铬（CrO₄²⁻）与钒酸钙共沉淀（形成铬酸钙），影响V₂O₅的铬含量（Cr≤0.1%）。工业上采用“两段沉钒”：第一段调pH至8-9（除硅、铝），第二段调pH至9-10（沉钒），以提高钒的纯度。

石煤（含钒碳质页岩，V₂O₅ 0.5%-1.5%）提钒的“钙化焙烧-酸浸”工艺：石煤破碎、磨粉，与石灰石（或生石灰）按比例（CaO/V₂O₅摩尔比1-2）混合，在回转窑中焙烧（800-900℃），钒（以V³⁺、V⁴⁺为主）被氧化为V⁵⁺，并与CaO反应生成钒酸钙（Ca(VO₃)₂、Ca₃(VO₄)₂）：V₂O₅ + CaO → Ca(VO₃)₂；V₂O₅ + 3CaO → Ca₃(VO₄)₂。焙烧熟料用稀硫酸（10%-20% H₂SO₄）浸出（80-90℃，pH1.5-2.5），钒酸钙溶解生成硫酸氧钒（VOSO₄）和硫酸钙（CaSO₄）：Ca(VO₃)₂ + H₂SO₄ → CaSO₄↓ + 2HVO₃（钒酸）？实际生成VOSO₄和H₂SO₄。浸出液经净化（除铁、除磷）、萃取（P204（二(2-乙基己基)磷酸酯）或N235（三辛胺））、反萃、沉钒、煅烧得V₂O₅。石灰在焙烧中作为“钒的固定剂”——将钒转化为不溶于水（但溶于酸）的钒酸钙，防止钒在焙烧过程中挥发（钒氧化物V₂O₅在高温（>800℃）下升华），同时固定硫（生成CaSO₄），减少SO₂排放。石灰（或石灰石）的用量（CaO/V₂O₅摩尔比1-2）需优化，过量石灰会生成难溶的硅酸钙（CaSiO₃），包裹钒酸钙，降低钒的浸出率（酸浸时硅酸钙不溶解，钒被包裹）。石煤提钒的总收率（焙烧-浸出-萃取-沉钒）为60%-75%，石灰的“固钒”效果至关重要。

生石灰在钒提取中的应用，是“选择性沉钒”化学的经典。钒冶金工程师总结：“钒渣钠化焙烧后，水浸得液加石灰；钒酸钙沉析出，分离硅铝和铬；酸溶后再提纯，五氧化二钒纯度美。”——生石灰为钒的“富集-分离-提纯”提供经济高效的技术路径。