本发明公开了一种含镍和铁的水溶液的处理方法。所述处理方法，包括下列步骤：将含镍和铁的水溶液进行分馏萃取，其中，萃取相为皂化后的萃取组合物，所述的萃取组合物包含稀释剂和萃取剂二(2-乙基己基)次膦酸；洗涤剂为浓度为0mol/L～0.1mol/L无机酸的水溶液；得到含Ni2+的萃余相和负载Fe3+的有机相，即可。本发明的方法可对含镍和铁的水溶液进行有效萃取，分离得到高含量铁，而其它有价金属如Cu、Co、Ni损失少；有机相可循环使用，降低生产成本。