本实用新型公开了一种用于磷化渣固液分离的多级沉淀分离系统，包括反应釜、主沉淀池、三级次沉淀系统、离心固液分离机、储液罐、若干连接管道、若干输送泵，所述的反应釜侧边设有主沉淀池，所述的主沉淀池的进水口端通过连接管道与反应釜的输出端连接，所述的反应釜与主沉淀池之间的连接管道上设有输送泵，所述的主沉淀池侧边设有三级次沉淀系统，本实用新型通过设置主沉淀池和三级次沉淀系统对磷化渣混合液进行多次沉淀分离，提高磷化渣固液分离质量，防止由于磷化渣与絮凝剂等药物反应过慢，导致后续滤液中仍含有固态残渣等可能，提高磷化渣固液分离效率，固液分离后的液体中磷化渣含量较少，对环境危害小，提高磷化渣利用率。