在“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”的环境保护总体要求下,坚持废物综合利用与循环发展是解决好工业固废利用问题的核心与关键。现有工业固废以Si-Mg-Ti-Fe-Al系为主,含钛高炉渣、石棉尾矿就是典型代表,具有有价组分多、成分复杂、综合利用难度大等特点。以物理、化学为指导,基于反应热力学、动力学、界面传质、化学沉淀、晶体化学等相关理论知识,选取含钛高炉渣、石棉尾矿为研究对象,通过理论计算分析与实验验证相结合的方式,详细研究了其在浸出-分离过程中的因素影响规律、热力学、动力学模型及参数、界面传质及强化、化学沉淀行为及规律、浸出分离新技术等内容。取得的主要成果如下:1)查明了含钛高炉渣、石棉尾矿等工艺矿物学特征,获得了含钛高炉渣、石棉尾矿硫酸焙烧活化的可能反应与浸出组分分布优势区域图,奠定了含钛高炉渣、石棉尾矿硫酸浸出理论基础。实验结果表明,硫酸焙烧对含钛高烧炉渣、石棉尾矿具有较好的活化作用,Mg、Ti、Fe、Al等组分的浸出率均得以提高。2)揭示了反应温度、反应时间、浸取剂浓度、搅拌速度、液固比等因素对硫酸焙烧含钛高炉渣浸出的影响规律,获得了其主要组分浸出过程的动力学参数。在不同条件下,硫酸焙烧含钛高炉渣中目标组分的浸出速率控制因素有所不同,如低温条件下Fe组分浸出受液膜扩散控制、Ti组分浸出受化学反应控制等。3)获得了硫酸体系中Fe组分沉淀规律与反应动力学,为工业固废酸浸液中Fe组分分离奠定基础。采用模拟溶液进行研究,结果表明氢氧化物沉淀法对酸性溶液中Fe组分分离效果良好,当p H＞3.5时,铁的去除率可达95.0%以上,但铝损失约10.0%,且随着p H的升高急剧增大;采用自制O,O’-二（环己基）二硫代磷酸-N,N-二乙胺（DADCDP）进行络合沉淀分离酸性溶液中Fe组分时,铁的去除率高达99.84%,而铝的损失低于2.01%,整个络合反应由快速反应和慢反应阶段构成,其反应速率分别受化学反应控制和固相扩散控制,活化能为2161.71 J·mol-1和5208.41 J·mol-1。络合沉淀法在含钛高炉渣与石棉尾矿浸出液分离铁过程得到良好应用。4)提出了连续逆流强化浸出技术。采用强化浸出技术,硫酸焙烧含钛高炉渣中Mg、Ti、Fe、Al等组分浸出率相较于优化条件下的单次浸出结果而言,在低浸取剂浓度、低反应温度条件下,浸出率分别提高了6.65%、2.11%、2.07%和26.80%;石棉尾矿中Mg组分浸出率高达99.32%,比报道结果具有反应温度低、酸用量小等优势。5)建立了氢氧化物沉淀法、络合沉淀法分离硫酸溶液体系中有价组分工艺,实现了多金属酸性溶液体系中目标组分的选择性/分步分离。实验结果表明,采用络合沉淀法分离含钛高炉渣浸出液时,Fe组分分离效果良好,为获得高白度含铝、镁产品需增加络合铁分离步骤;采用氢氧化物沉淀法分离含钛高炉渣浸出液时,Ti、Al、Mg、Fe等组分可实现分步分离,产品质量较高;在石棉尾矿浸出液分离过程中,采用络合沉淀法与氢氧化物沉淀法相结合技术,成功实现Mg组分的高效分离,制备所得含镁产物白度为83.5,纯度为95.68%。6)依据气液传质双膜理论,引入雷诺数（Re）校正因子,对浸出速率方程进行优化,获得了新的界面传质速率方程,其通式表达如下:（?）,其中kd=CReb。以硫酸焙烧含钛高炉渣有价组分浸出与浸出液中Fe组分络合沉淀分离实验数据为基础,利用新建立的传质速率方程进行处理应用,其线性相关系数高于0.96,具有较高拟合程度,表明其适用性强。