钒作为一种重要的战略金属资源,是我国“十三五”全国矿产资源规划中的战略性稀有金属之一,广泛应用于钢铁、化学等领域。氯化法钛白粉生产四氯化钛所产生的精制尾渣中含有一定量的钒,并且还存在大量氯化物,随意堆存不仅会释放大量氯气,造成严重的环境污染,还会浪费大量的钒资源,因此有必要对其回收利用。本文针对高氯高铁型（Cl为31.95wt%,Fe为19.18wt%）四氯化钛精制尾渣,提出先采用水洗工艺去除尾渣中的大量氯元素,以减少焙烧过程中有毒气体的排放,并采用尾渣钠化焙烧-水浸提钒工艺,以制备高纯V2O5产品;同时对精制尾渣钠化焙烧-水浸提钒工艺参数优化及强化措施进行了系统研究;并通过理论分析和实验研究对四氯化钛精制尾渣钠化焙烧过程动力学进行了探讨;最终对提钒后的尾渣资源化利用进行研究,实现Fe、V、Cr等元素的再利用。具体内容如下:（1）首先针对四氯化钛精制尾渣进行矿物学研究,分析了尾渣中的物相组成和元素含量,结果表明四氯化钛精制尾渣中含钒量为11.17wt%,并且还含有大量的氯和铁元素。随后以四氯化钛精制尾渣为原料,对水洗-钠化焙烧-水浸提钒工艺中Na2CO3添加量、焙烧时间、焙烧温度、浸出时间和浸出温度对钒浸出率的影响进行了研究。实验结果表明最佳的工艺参数为:Na2CO3添加量20%、焙烧时间2h、焙烧温度850℃、浸出时间90min、浸出温度80℃,最终产品V2O5纯度为99.743%。（2）采用非等温热分析法进行了四氯化钛精制尾渣钠化焙烧动力学研究,结果表明当焙烧温度提高至700℃时氧化反应基本完成;表观活化能随着Na2CO3添加量的增加而逐渐降低,添加至20%时最低,随后继续添加会使活化能上升;四氯化钛精制尾渣的钠化焙烧过程可分为四个阶段:第一阶段符合二维扩散模型,第二阶段符合三维扩散模型,第三阶段符合化学反应模型,第四阶段符合形核与长大模型。（3）采用响应曲面法对已研究的钠化焙烧-水浸提钒工艺进行进一步的工艺优化,通过响应曲面法优化后的实验参数为:浸出时间133.62min、液固比14.92m L/g、焙烧时间109.08min、焙烧温度865.59℃,此条件下模型预测钒浸出率达到91.43%,与实验值91.06%非常接近,证明使用该模型进行响应曲面的优化是可行的。此外,研究了机械活化对钒浸出率的影响,实验结果表明机械活化3h后,钒浸出率由91.06%提高至93.21%;研究了浸出液重复使用对钒浸出率的影响,实验结果表明浸出液循环次数为1时,钒的浸出率变化不大,当循环次数超过两次时浸出率降低较明显,二段浸出可以在一定程度上弥补浸出液循环使用的弊端。（4）针对四氯化钛精制尾渣提钒后废渣中有价金属的回收及废渣无害化处理问题,本文采用尾渣铁钒铬同步提取工艺,以热力学计算为基础,通过碳热还原实验探究可知配碳量为12%、还原温度为1300℃、还原时间60min的条件下可以使提钒尾渣中95%的Fe、85%的钒和90%的Cr以铁合金的形式回收,实现对四氯化钛精制尾渣的综合利用。