钒是一种重要的战略金属，我国80%以上的钒是由钒钛磁铁矿冶炼得到的钒渣中提取而来。在转炉提钒过程加入氧化钙造渣提高碱度，可有效降低半钢炼钢的脱磷负荷，采用该法转炉吹炼生产所得钒渣即为高钙钒渣。目前工业上主要采用焙烧-浸出工艺处理钒渣，但该法无法适用于含有杂质磷的高钙钒渣，且湿法提钒过程也长期面临环保性差、产品纯度低等问题。氯化法具有工艺清洁性好、五氧化二钒产品纯度高等优点，具有较好的发展应用前景。在尚缺乏高钙钒渣有效提钒技术的背景下，本文在提出探索研究预氧化-低温氯化法处理新路线的基础上，针对高钙钒渣氯化过程中预氧化富钒相调控和低温氯化动力学强化的关键问题，开展高钙钒渣预氧化改性过程及其调控、钒酸钙低温氯化动力学强化和预氧化高钙钒渣流态化低温氯化过程研究，以期建立高钙钒渣流态化低温氯化强化调控机制，从而为高钙钒渣高效利用技术开发应用提供重要的参考。取得的主要研究成果如下：(1) 高钙钒渣原料钒除了少部分赋存于钙钛矿中外，主要与铁锰铬共存于尖晶石中。经预氧化后尖晶石相发生分解生成五氧化二钒(V2O5)并与氧化钙生成正钒酸钙(Ca3V2O8)。热力学计算表明，添加SiO2调节钒渣碱度可将Ca3V2O8转变为更利于后续提取的焦钒酸钙(Ca2V2O7)。研究发现当添加15.00% SiO2时，Ca3V2O8物相转变为Ca2V2O7，但继续提高添加SiO2的比例时，Ca2V2O7没有转变为偏钒酸钙(CaV2O6)。为了保证尖晶石相的完全分解和富钒相Ca2V2O7的形成，预氧化温度和时间定为1000℃和120min。(2) 研究了预氧化改性高钙钒渣的富钒相Ca2V2O7氯化行为，发现其氯化反应是分阶段的过程，首先发生氧化钙组分的部分氯化，形成氯化钙和CaV2O6，然后CaV2O6发生氯化生成气态的三氯氧钒。钒的氯化行为主要受CaV2O6氯化环节的控制。通过在CaV2O6中添加Al2O3后其氯化率逐渐增大，添加量至9.00%时达到最佳，Al2O3可有效促进CaV2O6的氯化；对CaV2O6氯化动力学研究得到在500-650℃温度范围内的氯气和一氧化碳气氛中，CaV2O6的氯化反应表观活化能为45.48kJ/mol，添加9.00%Al2O3后其氯化反应表观活化能显著降低至22.66kJ/mol。相应条件下CO与Cl2的表观反应级数分别为0.40和0.12。(3) 预氧化过程SiO2添加量从0%增加至15.00%时，钒的氯化率从3.62%增加至13.83%，表明降低碱度进行预氧化改性调节富钒相可有效提高高钙钒渣的低温氯化性能。对预氧化改性高钙钒渣氯化工艺条件实验发现在最佳条件Al2O3添加量为9.00%，石油焦添加量为20.00%，氯化温度为625℃，氯化时间为60min时，可实现预氧化改性高钙钒渣的流态化氯化，钒、铁、钛的氯化率分别升至89.71%、45.27%和13.75%。在该条件下其它杂质组分的氯化率分别为：钙为90.52%、锰为83.79%、磷为21.32%、铬为35.00%，硅的氯化率小于0.10%。(4) 预氧化改性高钙钒渣氯化过程中主要发生焦钒酸钙，铁物相和钙钛矿的氯化，钛氯化率较高是由于钙钛矿的氯化较为完全。氯化后残渣中主要物相为Ca2V2O7的氯化反应副产物CaCl2，以及SiO2，Al2O3和部分反应残存的赤铁矿Fe2O3；残渣具有多孔结构，残存的钒主要存在于Fe2Ti3O9中，以晶格替代的方式取代部分钛，难以在低温下氯化提取。对于关键杂质磷，经热力学计算可知其在氯化过程中主要以POCl3形式挥发。后续粗三氯氧钒精制提纯过程可采用与分离脱除TiCl4相似的选择性水解-精馏法高效去除。因此利用流态化低温氯化有望实现高钙钒渣的提钒过程。