钒作为一种重要的有价金属，在国民生产中发挥着积极重要的作用。钒渣提钒是钒生产的主要来源之一，也是钒钛磁铁矿综合利用的一个重要方面。我国是一个钒的工业生产大国，向来十分重视钒渣提钒的相关技术研究。目前，钒渣提钒的相关技术已相对成熟，但在部分环节仍有值得完善的空间。基于钒渣提钒工艺及焙烧过程理论的研究现状，本论文针对钒渣氧化焙烧过程以及焙烧渣的浸出过程，进行相关的实验及理论研究，旨在从研究内容和方法上逐步完善钒渣提钒的研究工作，对揭示焙烧及浸出过程的相关机理作一点补充，从而为钒渣提钒技术的生产实践提供理论指导。具体而言，本论文主要的研究内容及结果如下：(1)氧化焙烧过程热力学分析对钒渣的钠化焙烧过程进行了热力学分析，考虑反应时所参与气体的分压，计算得出焙烧温度范围内(300K-1200K)各主要反应的吉布斯自由能与温度的关系式，绘制了钒渣钠化焙烧过程的综合ΔG-T关系图，考察了在碳酸钠存在条件下，钒渣焙烧过程氧化钠化反应进行的先后顺序，首先是金属铁的氧化，接着橄榄石相的氧化并分解，继而是尖晶石的氧化，最后是钒酸盐的生成以及一些副反应的发生。研究结果还得出，钒渣的氧化过程主要分为两个阶段：第一阶段，从345℃到600℃，主要是钒渣中金属铁以及铁橄榄石的氧化；第二阶段，从600℃至925℃，主要是钒渣中含钒尖晶石的氧化。此外，研究还得出，低温下焙烧易导致钒青铜的生成。(2)碱性添加剂在焙烧过程中的作用以碳酸钠作为添加剂，采用多种手段对钒渣焙烧过程碱性添加剂的作用机理进行分析。在焙烧过程中，碳酸钠一般直接参与反应，并未先分解后再进行反应；碳酸钠与钒渣的反应温度大致从600℃开始，添加剂的存在可以加速钒渣的氧化过程，并使钒酸盐的生成温度降低70℃左右；钒渣中的硅酸盐成分会与钒氧化物竞争和碳酸钠发生反应，间接影响钒的提取效率；碳酸钠的加入量较少时，将可能会导致水不溶性钒酸盐甚至钒青铜的产生，充足的碱性添加剂是生成钒酸钠的必要条件；而碳酸钠加入量过多时，将产生更多的低熔点物质，焙烧渣颗粒易粘结成块，呈多孔“蜂窝”状结构，不利于钒的提取。(3)焙烧过程钒的氧化采用FactSage热力学软件对含钒尖晶石的氧化过程进行了计算，结果表明，尖晶石FeV2O4在不同的焙烧温度下氧化过程不一，氧化温度在500℃和600℃时，FeV2O4首先氧化成V3O5，进一步氧化为VO2，接着生成Fe(VO3)2，最终分解为V2O5和Fe2O3；而氧化温度在700℃和800℃时，FeV2O4直接氧化为VO2，继而生成Fe(VO3)2。Fe2SiO4较FeV2O4先发生氧化，并与碳酸钠反应生成硅酸钠盐，FeV2O4发生氧化后，先与碳酸钠反应生成了(Na2O)2(V2O5)，继而转化为(Na2O)(V2O5)，在800℃时，焙烧渣中发现了部分液相。(4)钒渣的焙烧及浸出过程实验研究通过单因素控制变量法，对钒渣的碳酸钠焙烧过程、焙烧渣的水浸过程以及碳酸铵浸出过程进行了研究，考察了各主要因素对钒浸出率的影响、钒渣在焙烧与浸出前后的物相变化。研究得出，碳酸钠加入量以及焙烧温度对钒浸出率的影响较大，合适的焙烧工艺参数为：碳酸钠加入量19%、焙烧温度800℃、焙烧时间90~120min。特别地，本研究还提出了一种合适添加剂粒径的确定方法，理想的添加剂粒径为(31)的钒渣粒径；合适的水浸工艺参数为：浸出温度90℃、浸出时间30min、浸出液固比8.0mL/g，钒浸出率接近90%，浸出后残渣中含钒1.17%左右，含钒物相主要为钒酸镁等；合适的碳酸铵工艺参数为：浸出温度60℃、浸出时间20~25min、碳酸铵浓度120g/L，钒浸出率可达91%。浸出后，残渣中含钒1.03%左右，未检测出明显的含钒成分。与水浸过程相比，碳酸铵浸出所需的条件有所降低，且钒浸出率得到了提高。钒的浸出过程与焙烧渣中钒的赋存状态相关，要提高钒渣的浸出效率，应使钒渣转化为更多的易浸出钒，减少难浸出钒的产生。