本发明公开了一种提高钒渣焙烧过程氧化效率的方法,该方法采用下述工艺步骤:(1)钒渣混匀后进入回转窑进行富氧焙烧,助燃风气量为煤气量的0.5~2倍;(2)焙烧过程中,焙烧物料加入辅助剂,增加物料疏松度和透气性;(3)窑体进行分段控温;(4)调控料层厚度为窑体直径的1/50~1/5;持续1-5h后,结束焙烧,得到焙烧熟料。本发明采用富氧分段焙烧与料层调控相结合的方法,强化了钒渣焙烧过程的气—固传质效率,最大限度降低了物料烧结、窑体结圈的现象,提高了钒渣焙烧过程的氧化效率与氧化效果,提高了钒的转化率。