本发明公开了对钒渣进行综合处理的方法及其应用。该对钒渣进行综合处理的方法包括:将所述钒渣、钠盐以及还原剂进行混料造块处理,以便得到混合物料团块;将所述混合物料团块进行还原冶炼处理,以便得到金属化团块;将所述金属化团块进行熔分处理,以便得到还原铁和富钒渣;将所述富钒渣进行氧化焙烧处理,以便得到钒渣熟料;以及将所述钒渣熟料进行提钒处理,以便得到五氧化二钒。该方法将钒渣与还原剂、钠盐混合后先经过还原冶炼回收钒渣中的铁,回收铁后的钒渣使钒得到富集,得到富钒渣,富钒渣再通过氧化焙烧得到水溶性钒酸钠,再提取富钒渣中的五氧化二钒,该方法实现了钒渣中有价元素铁和钒的分步提取,并且,铁和钒的回收率高。