本发明公开了一种高钙镁钛渣（含CaO、MgO总量大于1.5%的高钛渣）改性处理工艺，通过向沸腾氯化炉高温反应体系或制备高钙镁钛渣的电炉冶炼高温熔渣体系中加入氟化物作为改性物质，将高钙镁钛渣带入沸腾氯化反应体系的钙、镁杂质，化学改性为CaF2、CaAlF5、MgF2 等稳定的固相组分，避免钙、镁杂质在高温沸腾氯化过程中与氯气反应产生容易富集并使物料粘结成块的CaCl2、MgCl2熔融液，巧妙解决了现有高钙镁钛渣在沸腾氯化反应中容易在沸腾床富集从而破坏沸腾床稳定，不适应沸腾氯化炉大型化、自动化和清洁化等技术难题，突破了我国攀西矿钛资源在沸腾氯化制备TiCl4技术中的技术瓶颈，为实现我国攀西矿钛资源在大型沸腾氯化技术中的充分开发利用提供了有效的工艺技术支持。