为实现战略性金属资源利用的最大化,本文研究了从工业废弃物中富集、回收金属铀和钴的过程及工业废弃物达标排放;研究了有机相关材料对金属的富集性能,并对富集条件进行优化,推测了富集机理。论文主要分为以下三个部分:第一章绪论阐述了铀、钴两种金属资源的存在形式,主要化学性质,在人类社会中的应用,进入环境后对人与自然的危害。在综述了两种金属的主要富集回收方法文献的基础上,论述了本文的选题意义,并根据实际工业废弃物的特点,设计实验方案进行研究。第二章合成了以对氯甲基苯乙烯和苯乙烯共聚物为骨架,用N-甲基咪唑接枝的离子液体[PS-PVBC-Nim]Cl。使用该离子液体对六氟化铀碱吸收液中的碳酸铀酰进行富集研究,探究了包括阴离子、p H、用量、时间、温度、干扰金属离子等因素在富集铀时的最佳条件,并进行了该过程的动力学、热力学研究;最后对富集前后的离子液体进行IR、SEM、XPS表征。结果表明,该离子液体选择性良好且可循环利用,在最佳富集条件下,铀的富集效率达到98%,实现了铀的回收,并使废水达到国家排放标准。第三章研究了某铅锌冶炼厂利用N,N-二甲基-二硫代甲酸钠（Na[（CH3）2NCS2]福美钠）作为材料,对高浓度硫酸锌电解液中的微量钴的选择性分离过程。研究发现,企业产品质量下降的原因在于福美锌的分解产生了微纳米硫化锌,通过优化除钴条件,能够有效的减少福美锌的分解;选择低浓度双氧水取代亚硝酸钠作为温和氧化剂能够消除新工艺对锌电解工艺的影响,对包括福美钠用量、双氧水用量、时间、温度等因素进行条件优化,在最佳富集条件下,钴的富集效率达到97.5%,实现了钴的有效回收,并使锌电解液达到了企业生产要求。论文研究证实,该过程中形成了性质极为稳定的三价钴化合物。采用硫化钠溶液处理,可以将除钴渣中的福美锌（Zn[（CH3）2NCS2]2）和福美镉（Cd[（CH3）2NCS2]2）转型为硫化物,同时回收福美钠;转型渣经过Mn O2/H2SO4氧化,浸出锌、镉后,得到含福美钴的混合渣。论文中对废渣处理过程中p H、硫化钠用量、时间、温度等因素进行了详细研究。在最佳转型条件下,渣量减少量可达50.72%,锌、镉浸出液中,钴含量低于1.5%;固态富美钴中其他金属含量低于1%;钴渣焙烧后,可得到固体Co3O4。