钒具有较高的经济价值,是自然界中重要的战略资源,现广泛地应用在钢铁、军事、冶金化工、航空航天等领域。我国有丰富的钒资源,是世界主要钒产品产地之一。我国钒资源主要来源于钒钛磁铁矿,经过一系列处理后获得提钒原料——转炉钒渣。在传统钙化提钒工艺中,转炉钒渣常常因高温状态下熔融相吸附含钒物相而使熟料物相烧结,致使钒氧化不彻底而造成其浸出率较低。因此亟需开发更加高效清洁的提钒新工艺。论文以四川攀枝花某钢铁厂的转炉钒渣为研究对象,研究了转炉钒渣与二氧化锰焙烧的物相转化规律;在此基础上,结合传统钙化提钒,提出了一种转炉钒渣-MnO₂-CaO复合焙烧酸浸的提钒新工艺,研究了其焙烧过程和湿法浸出工艺对提钒效率的影响,分析了复合焙烧的物相转化,给钒渣提钒技术的进一步发展提供了新思路;此外,论文还探索了转炉钒渣-MnO₂-CaO在低温时分段焙烧的提钒方法。得到以下结论:(1)转炉钒渣-MnO₂的焙烧过程相变机理研究。室温时,转炉钒渣的尖晶石相被橄榄石相包裹,钒难以提取;当焙烧温度为380℃时,转炉钒渣失去结合水;470℃~540℃时,添加剂MnO₂(Ⅳ)提供氧,促进了尖晶石的氧化分解;600℃时,尖晶石和橄榄石结构被破坏,钒渣整体颗粒化,主要存在+4价V;焙烧温度为850℃时,物相不容易烧结,钒的主要价态为+5价,产物Mn₂V₂O₇相形成,通过酸性介质浸出,钒的浸出率达到84.90%。结合动力学研究,转炉钒渣-MnO₂焙烧由1.04级反应控制,总表观活化能为92.741 k J/mol,频率因子为5.96×10~3 min^-1。(2)转炉钒渣-MnO₂-CaO复合焙烧,以钒的浸出率作为评价依据,研究不同焙烧和浸出条件对浸出率的影响。结果表明,复合焙烧时,当焙烧温度为850℃,钙钒比为0.6,锰钒比为1.8,焙烧时间为2 h时,浸出温度为50℃,浸出时间60min,硫酸浓度(V_硫酸:V_水)为1:4,液固比(m L/g)为4:1条件下浸出,钒的浸出率达到91.62%。复合焙烧与钙化焙烧相比,提钒效率增加了13%~15%,与锰化焙烧相比,增加了6%~7%。复合焙烧后,低价钒氧化为+5价V,转炉钒渣呈现为颗粒聚集的形貌,含钒产物为Ca₂V₂O₇,Ca₃V₂O₈,Mn₂V₂O₇。(3)转炉钒渣-MnO₂-CaO低温分段焙烧实验。通过比较几种低温分段焙烧方式,发现提钒效果较好的低温分段焙烧方式为一段钙化二段锰化的两步法焙烧,在焙烧温度为750℃时,钒的浸出率可达到85.44%。