含钒页岩是我国重要的含钒资源,其储量巨大,分布广泛,近年来得到了大量学者的关注和研究。目前,含钒页岩的提钒工艺中存在一些关键问题,比如酸耗较大、能耗较高等,都制约了含钒页岩提取行业的绿色可持续发展。微生物冶金技术以其节能、环保、成本低等优势逐渐运用在矿物提取、二次资源回收利用等众多领域。含钒页岩的生物提取研究具有可行性,但是研究相对较少。因此本研究在已有前人的研究基础上,以湖北郧西含钒页岩为研究对象,分析氧化亚铁硫杆菌浸出提钒规律,确定适宜工艺参数。为了提高浸出效果,分别进行脱碳处理原矿和改变细菌的生长能源物质,探究对生物浸出过程的影响以及浸出机制。结果表明用氧化亚铁硫杆菌浸出含钒页岩,在初始pH 2.0、矿浆浓度30 g/L、接种量10%的条件下浸出,钒的浸出率为27.17%。当添加黄铁矿12 g/L时,钒的浸出率升高至49.45%。在此基础上,再研究不同能源物质对含钒页岩原矿和脱碳样浸出的影响,结果表明能源物质的促进效果依次为:硫>硫和亚铁离子混合能源物质>亚铁离子。以硫为能源物质和混合能源物质的脱碳样钒浸出率分别高出原矿15.36%和4.71%,但是以亚铁离子作为单一能源物质时,脱碳样的浸出率却低于原矿10.28%。以硫为能源物质时浸出20天后,含钒页岩原矿和脱碳样浸出率最高达47.86%、63.32%。最后,优化以硫为能源物质生物浸出脱碳样,在20%初始接种量,20 g/L的矿浆浓度,调节初始pH为1.8,额外添加8 g/L的硫粉,30℃、160 rpm恒温摇床中摇瓶浸出30天,最终钒的浸出率达到了74.22%。根据脱碳后含钒页岩以亚铁为单一能源物质时浸出率下降的反常现象,研究了原矿和脱碳样的生物浸出影响机制。结果表明:黄钾铁矾沉淀是含钒页岩生物浸出过程的重要影响因素,由于原矿与脱碳样的矿石组成差异使得浸出过程中黄钾铁矾的生成速率不同,脱碳样中快速生成的黄钾铁矾覆盖在矿物表面,造成钒浸出率低于原矿。因此,硫作为单一能源物质避免了黄钾铁矾的影响,并提供一个更为稳定的高酸度环境,这是含钒页岩钒浸出效果提高的关键因素。