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四川西昌某钒厂采用的钒渣经钙化焙烧-硫酸浸出-水解沉钒生产V2O5工艺,产生的沉钒废水虽经石灰中和过滤后回用,但长期存在沉钒废水中钒元素流失等问题,已成为制约企业可持续发展的瓶颈。针对四川西昌某钒厂沉钒废水为含锰、镁等杂质离子的钒/硫酸溶液、具有短流程制备成钒电池电解液潜力的特性,本文采用P204-磺化煤油萃取体系进行沉钒废水的处理利用,通过分段选择性萃取法实现了钒元素与沉钒废水中其他杂质元素的高效分离,并成功制备出钒电池电解液产品,钒萃取阶段产生的萃余液再经萃取处理后副产硫酸锰回收,尾水可全部回用于原提钒工艺,实现了沉钒废水的高效清洁利用,得到以下主要结论:（1）沉钒废水先经CaSO3还原处理后,再进行P204+磺化煤油萃取体系的一段钒萃取-反萃工艺分离,在萃取:初始pH 2.0、15%P204+85%磺化煤油的萃取剂、相比（O/A）1:3、萃取时间5 min、级数3级;反萃:0.5 mol/L硫酸的反萃剂、相比（O/A）1:1、反萃时间5 min、级数3级的最佳工艺条件下,可获得钒浓度3.811 g/L、锰浓度0.42 g/L、镁浓度10.1mg/L的1#钒反萃液,钒、锰、镁的回收率分别为98.60%、0.92%、0.05%,实现了沉钒废水中钒与其他杂质离子的分离。（2）1#钒反萃液继续以P204+磺化煤油萃取体系进行二段钒萃取-反萃-除油工艺深度净化,在萃取:初始pH 2.0、15%P204+85%磺化煤油的萃取剂、相比（O/A）1:2、萃取时间3 min、级数3级;反萃:4.5 mol/L硫酸的反萃剂、相比（O/A）1:1、反萃时间5 min、级数3级;除油:吸附介质活性炭、炭液比0.1 g/m L、磁力搅拌24 h的最佳工艺条件下,可制备得到钒浓度76.52 g/L的钒电池电解液,钒回收率达98.60%,所有离子含量均符合国家标准（GB/T 37204-2018）。（3）对制备的钒电池电解液进行电化学性能测试发现:钒电池电解液的峰电势差（Ep）为0.34 V、阳极峰值电流密度(jpa)为77.91 mA/cm2、能量效率（EE）为75.02%、库仑效率（CE）为81.46%、电压效率（VE）为93.27%,上述结果均与对照组电解液（钒浓度和硫酸浓度与萃取法电解液相同的电解液）的相关参数类同,表明沉钒废水制备的钒电池电解液与对照组电解液的电化学性能相当。（4）沉钒废水经一段钒萃取产生的萃余液以P204+磺化煤油萃取体系进行锰萃取-反萃工艺分离回收锰,在萃取:初始pH 3.0、Mg（OH）2皂化率50%、30%P204+70%磺化煤油的萃取剂、相比（O/A）1:1、萃取时间4 min、级数3级;反萃:1.5 mol/L硫酸的反萃剂、相比（O/A）5:1、反萃时间7 min、级数3级的最佳工艺条件下,可获得的锰浓度68.98 g/L的锰反萃液,锰总回收率达98.5%。锰反萃液再通过浓缩结晶获得符合行业标准的工业用硫酸锰副产品。（5）以萃取法电解液制备工艺可将电解液制备周期由4.5 d缩短至2 d,可有效缩短电解液制备周期。以沉钒废水短流程制备钒电池电解液项目预计投入资金1.54亿元,年生产成本1.17亿元,年利润0.65亿元,达产后仅需2.36年可回收投资成本,该项目具有可行性。