稀有金属钒广泛应用于冶金、航空航天、核能、新能源等领域，被世界许多国家列为战略性资源。随着钒及其化合物应用领域的不断拓广，特别是储能电池领域，其对高纯钒的需求也不断增加。目前，酸性铵盐沉钒技术由于具有沉钒率高、产品纯度高等优势，被广泛应用于工业生产过程中沉钒。但是，传统酸性铵盐沉钒过程通常需要添加远过量的铵盐以提高沉钒率，因此，沉钒后将不可避免地产生高浓度的氨氮废水，废水中氨氮浓度通常为10~30 g/L，远高于我国钒工业污染物排放标准（GB 26452-2011）的要求（氨氮浓度≤10 mg/L），将对环境造成严重的污染。传统酸性铵盐沉钒工艺带来的环境问题将阻碍提钒行业的绿色发展。为此，本研究创新性地将环境友好的超声波技术引入酸性铵盐沉钒过程，以强化沉钒反应，提高沉钒效率，降低铵盐消耗量，获得高纯的钒产品。本研究对超声波酸性铵盐沉钒工艺进行系统的研究，揭示了超声波强化沉钒的深入机理，阐明了主要杂质离子对超声波沉钒的影响，为超声波沉钒技术在提钒行业的应用提供坚实的理论基础和技术支撑，促进我国提钒行业的可持续发展。

（1）创新性地将超声波引入酸性铵盐沉钒过程，超声波的引入可以将沉钒时间缩短80%，铵盐用量降低87.5%，沉钒废水中氨氮浓度由24.45 g/L显著降低至1.08 g/L；（2）阐明了超声波强化沉钒机理。通过超声波提高NH4+与钒离子的碰撞频率，加快沉钒速率，破碎(NH4)2V6O16晶体，形成更多的成核位点，诱导晶体发生二次成核，最终强化晶体的成核和生长过程；（3）揭示了杂质离子影响超声波铵盐沉钒的机制。Al和Na通过与V结合生成杂质物相，抑制沉钒反应，而Fe和P通过表面吸附的形式进入沉钒产品，阻碍多聚钒酸铵的结晶和生长过程。

作为全世界最大的钒生产和消费大国，目前，我国每年钒生产量和消费量在世界占比超50%。据国际钒技术委员会统计，钒在新能源领域，特别是储能电池领域的应用正在不断扩展，其对钒产品纯度的要求也不断提高，高纯钒产品的需求也在迅速增加。传统酸性铵盐沉钒工艺虽然被广泛应用于工业生产过程，但其存在的铵盐消耗量大、沉钒效率低和环境污染等问题，严重制约了提钒行业的绿色可持续发展。针对传统酸性铵盐沉钒工艺存在的相关问题，本研究瞄准钒产品的绿色高效制备，开发了超声波酸性铵盐沉钒技术，实现了低加铵量、短生产周期条件下高纯五氧化二钒产品（≥99.50%）的高效制备。本研究开发的相关技术对于缓解传统酸性铵盐沉钒工艺带来的环境污染问题，提高沉钒效率低和降低生产成本具有重要作用，同时对于推动提钒行业绿色可持续发展具有重要意义。因此，本研究开发的超声波酸性铵盐沉钒技术在有色金属湿法冶金、节能减排等方面具有良好的应用前景。

武汉科技大学张一敏教授领导的“钒资源利用创新团队”团队长期从事黑色页岩绿色高效开发利用、二次资源综合利用和湿法冶金等方面研究。团队负责人张一敏教授现任武汉科技大学学术委员会主任、国家“863计划”资源环境领域主题专家组组长，武汉理工大学首席教授，以第一完成人获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖2项，获第二届全国创新争先奖、何梁何利基金科学与技术奖“产业创新奖”等奖励。成果主要完成人包申旭教授为湖北省有突出贡献中青年专家。现任武汉理工大学资源与环境工程学院院长，关键非金属矿产资源绿色利用教育部重点实验室副主任，主要从事外场强化湿法冶金、固废综合利用等方面的研究。团队长期致力于钒资源高效清洁利用研究，在该领域获得国家科技奖励2项、省部级一等奖5项，承担2项国家重点研发项目、近20项国家自然科学基金项目和10余项省部级重要科研项目。发表高水平学术论文200余篇，获授权专利40余项，出版专著3部。一批成果得到推广应用，有力推动了我国钒资源清洁利用技术的进步。

基于超声波酸性铵盐沉钒技术的应用，据统计每生产1 万t V₂O₅，铵盐用量（以氯化铵为例），铵盐用量可由2.35 万t显著降低至0.30 万t，生产成本降低约2400万元，沉钒时间显著缩短80%，同时沉钒废水中氨氮产量降低95%，大幅降低了废水的处理难度，沉钒废水处理成本降低约1200万元，相关研究成果的推广应用将产生显著的环境和经济效益。

成果在超声波酸性铵盐沉钒方向，在Journal of Cleaner Production、Journal of Materials Research and Technology等国际重要期刊发表高水平论文2篇，其中1篇入选2022年ESI高被引论文，引用次数38次，并获授权专利1项，受到了国内外学者的广泛关注。希望通过技术转让的方式进行落地。