本发明公开了一种提炼五氧化二钒的三段式加热和焙烧方法,所述方法是以含钒矿物为原料;所述方法的步骤包括原料准备和原料加热及焙烧:所述原料准备包括原料破碎和原料发热量检测;所述加热及焙烧采用以下三段方式:物料加热、深度脱碳和初步焙烧、富氧焙烧;按照原料发热量的不同,三段方式可以单独使用或者组合使用。在深度脱碳和初步焙烧、富氧焙烧过程中,采用散热装置和搅拌装置来控制物料焙烧温度和不让物料结焦。与现有技术相比,本发明具有以下优点:原料的加热、脱碳和焙烧工艺组合科学合理,焙烧温度容易控制,焙烧时不易结焦,能耗小、钒转换率高,产量高,污染小。