本发明提供了一种高效浸取磷矿中钙和镁离子的方法，所述方法包括将包含氢氧化镁和氢氧化钙的第一磷矿固液混合物与第一铵离子溶液充分混合形成第一固液反应体系；控制第一固液反应体系中溶液的pH为9-11，反应第一浸取时间后将第一固液反应体系进行固液分离，获得具有第一预设浸取率的含有可溶性钙离子溶液和第二磷矿固体；将第二磷矿固体与第二铵离子溶液充分混合形成第二固液反应体系；控制第二固液反应体系中溶液的pH为6.0-7.5，反应第二浸取时间后将第二固液反应体系进行固液分离，获得具有第二预设浸取率的含有可溶性镁离子溶液和第三磷矿固体。本发明方法能够在浸取时间内获得纯度较好的钙离子溶液和镁离子溶液。