钒是重要的战略金属资源,在钢铁、化工、军事、航空航天等领域有着广泛应用。目前,钒钛磁铁矿在炼钢过程生成的钒渣是提钒的主要原料,主要的提钒方法是钠化焙烧与钙化焙烧,钠化焙烧过程易生成有害气体,造成环境污染问题,同时,工业生产中焙烧过程易结窑,不利于操作；钙化焙烧避免了有害气体的产生但是仍需高温焙烧,面临传质障碍,钒回收率不高。因此,须对现有提钒工艺进行改进,提高钒渣中钒资源利用率和解决环境污染的问题,本文以承钢钒渣为试验原料,提出了钒渣空白焙烧-水热碱浸、二次焙烧-水浸和富氧焙烧-水热碱浸三种工艺,为钒的清洁高效生产提供了新的方法。工艺矿物学表明,钒渣中主要含钒10.55%,钒主要赋存在钒铁尖晶石(FeV2O4)中,钒为+3价,钒只有氧化为+5价的钒氧化物或钒酸盐才能通过浸出的方式实现有效回收。而钒铁尖晶石与铁橄榄石和铬铁尖晶石紧密集合,三者较难分离。因此,只有铁橄榄石和铬铁尖晶石氧化分解后,才能实现钒铁尖晶石的氧化分解。本文采用了焙烧-浸出提钒工艺。在焙烧阶段研究了矿物物相变化规律,为选择不同的焙烧工艺参数提供了依据。浸出过程主要研究了反应温度、时间、液固比、浓度、搅拌速度等工艺条件对钒浸出率的影响,并确定了最佳的工艺参数,得到了以下结论：(1)空白焙烧-水热碱浸工艺：钒渣通过一次空白焙烧,完成了氧化分解,钒由低价被氧化为高价的氧化物,随着焙烧温度的提高、反应时间的延长、钒渣粒度的减小,钒的浸出率呈逐渐增大的趋势,最佳的焙烧条件是焙烧温度850℃、焙烧时间2.0h、钒渣粒度<48μm(-300目)。最佳的焙烧工艺条件：浸出温度180℃、浸出时间2.0h、NaOH浓度30%、液固比5：1,搅拌速度500r/min,钒的浸出率达到95.09%。(2)二次焙烧-水浸工艺：采用一次空白焙烧(焙烧温度850℃、焙烧时间2h)后的钒渣熟料作为试验原料,Na2CO3作为添加剂,在相对较低的温度下焙烧(600～700℃),焙烧后的物料在水中浸出。最佳的焙烧条件是焙烧温度680℃、焙烧时间1.5h、钒渣粒度<48μm(-300目),在此条件下,熟料中的高价钒氧化物与添加剂生成了钒酸盐。最佳的浸出条件为温度80℃、浸出时间1.5h、液固比5：1,钒的浸出率达到94.12%。(3)富氧焙烧-水热碱浸工艺：使用钒渣作为原料,在氧气气氛下空白焙烧,焙烧后的熟料水热碱浸。最佳的焙烧的条件为焙烧温度800℃、焙烧时间1.0h、钒渣粒度<74μm(-200目),在此条件下,钒铁尖晶石发生了氧化分解,焙烧的物料在空白焙烧-水热碱浸确定的最佳浸出条件下浸出,钒的浸出率达到96.05%。对比三种钒渣焙烧-浸出工艺,富氧焙烧-水热碱浸工艺钒浸出率最大,其次是钒渣空白焙烧-水热碱浸工艺,二次焙烧-水浸工艺最差；富氧焙烧优化了钒铁尖晶氧化分解的条件：降低了焙烧温度、缩短了焙烧时间、降低了钒渣粒度要求。因此,本文将富氧焙烧-水热碱浸提钒工艺推荐为生产实践的新工艺。