钒、铬是我国重要的战略金属资源，在钢铁、化工、航空航天等领域有广泛的应用。我国的钒资源相对较为丰富，但是铬资源极度匮乏，对外依存度高达90％以上。我国钒钛磁铁矿储量巨大，并且含有丰富的钒、钛、铬资源，如何充分利用钒钛磁铁矿中的铬资源，对于应对我国铬资源紧缺的问题具有重要意义。传统的五氧化二钒生产工艺中存在着钒铬转化率低、废气污染环境、产生大量氨氮废水以及钠盐无法回收等问题，本文以实现钒渣中钒铬的高效同步提取以及钒产品的清洁转化为目的，从改变反应途径着手，提出了钒渣液相氧化及电解还原制备钒氧化物的新方法，并开展了系统的应用基础研究，为钒渣的清洁、高效生产提供理论依据。主要研究内容包括：　　⑴将NaOH-NaNO3液相氧化技术应用于钒渣中钒铬的同步提取，研究了钒铬尖晶石在NaOH-NaNO3熔盐体系中的动力学，发现钒铬尖晶石在NaOH-NaNO3体系中的浸出过程符合未反应收缩核模型，钒铬溶出的控制步骤为表面化学反应控制。通过考察不同动力学因素的影响，获得了钒渣分解的最优反应条件:反应温度400℃，液固比4∶1，碱盐比1∶1，搅拌转速700rpm，氧气流量0.4 L/min，反应时间为180 min，钒铬的溶出率分别达到93.7％和81.0％。该工艺实现了钒渣中钒铬的同步提取，并从根本上解决了传统钠化焙烧工艺的废气污染问题。　　⑵系统研究了NaOH-NaNO3二元熔盐体系中NaNO3的稳定性以及氧化性，探讨了NaNO3分解产生活性氧的机制。NaOH可以促进NaNO3分解产生NaNO2和O2，同时抑制NaNO2分解产生氮氧化物(NO、NO2)。在NaNO3分解产生NaNO2的过程中会生成O，O可以与NaOH熔盐体系中存在的O2-结合，生成高活性的过氧根O22-和超氧根O2-，这些活性氧负离子可能是该二元体系具有强氧化性的根本原因。不同熔盐体系的氧化性顺序为:NaOH-NaNO3＞N aOH-O2＞NaNO3。　　⑶深入阐述了钒渣在NaOH-NaNO3熔盐体系中的氧化分解机理，明确了钒渣氧化过程的活性氧量化调控机制。钒渣中的钒铬尖晶石和橄榄石都是酸性、还原性的氧化物，在NaOH-NaNO3二元熔盐体系中，NaNO3为氧化剂，可以迅速分解产生大量的活性氧，将钒渣中低价态的氧化物氧化为高价态。而NaOH提供碱，与酸性的高价态氧化物反应生成可溶性盐，从而实现钒渣的有效分解。NaOH-NaNO3为钒渣的分解提供了理想的反应条件，钒铬实现了高效、同步提取。　　⑷应用循环伏安法首次系统研究了碱性溶液中钒的氧化还原特性，发现碱性溶液中的钒酸根离子有一个还原峰和两个氧化峰，还原峰对应VO43-到V(OH)2的还原反应，两个氧化峰分别对应V(OH)2到V(OH)3和V(OH)3到VO43-的氧化反应。通过研究钒在阴极的还原机理，发现钒酸根离子的还原反应是一个不可逆的三电子转移过程，第一个电子的转移过程是整个还原反应的控制步骤。　　⑸提出了一种碱溶液中电解还原制备钒氧化物的新方法，通过考察电流密度、温度、钒浓度、碱浓度对电解的电流效率和直流电耗的影响，获得了电解制备钒氧化物的最优条件:电解温度60℃，钒浓度0.2 M，电解液碱浓度0.4 M，电流密度267A/m2。最优电解条件下的电流效率为27％，直流电耗为3100 kWh/t。发现了低温电解有利于制得钠含量低的电解产物，20℃下电解所得到的电解产物的Na含量（以Na2O计）小于1.0％。该方法可以同步实现钒氧化物的制备和碱的富集，是一种清洁的钒氧化物制备方法。