位于白云鄂博地区的稀土-铁-铌多金属矿床,多年来主要被作为铁矿石进行开采,稀土和铌的回收率十分低下,大量的有用矿物被抛弃至尾矿中堆存,不仅造成了巨大的资源浪费,而且其含有的重金属和放射性物质也对周边环境产生了不利影响。因此对白云鄂博稀土尾矿中有价组分的回收利用具有重要的意义。本文以白云鄂博稀土尾矿为研究对象,通过磁选、浮选、焙烧和浸出等方法对多种综合回收流程进行了考察,获得了最优的工艺指标；并利用X射线粉晶衍射、动电位、扫描电镜、X射线光电子能谱等检测手段,结合量子化学和分子动力学计算,分析了赤铁矿、萤石、氟碳铈矿在磁选和浮选过程中的行为和耦合关系。主要研究结果如下：工艺矿物学研究表明,白云鄂博稀土尾矿中主要有用矿物为铁矿物、稀土矿物、铌矿物和萤石,其TFe(全铁)、REO(稀土氧化物)、Nb20s和CaF2的品位分别为27.67%,6.02%,0.16%,24.63%。尾矿细粒级含量较高,-37μm占32.30%。其中铁、稀土和铌矿物在细粒级分布较广,而萤石在所有粒级中分布均匀。各有价矿物与脉石矿物嵌布关系复杂。对于入选的稀土尾矿,“弱磁-强磁-(稀土、萤石)分别浮选-铌铁还原焙烧-弱磁选”工艺能够在选别过程中兼顾各有价组分的回收,经优化后铁精矿产品的TFe品位为74.79%,TFe总回收率为80.04%：稀土最终精矿品位达到30.12%, REO总回收率达到36.91%；经焙烧-弱磁选后的铌精矿以复合酸浸出,浸出液Nb20s总回收率达到49.82%：萤石产品的品位可达80.08%,总回收率达到75.67%。研究发现,各矿物在磨矿过程中的异步解离影响了它们在磁选过程中的行为差异,随磨矿时间的延长,萤石的解离度在>106μm的粗粒级中从31%显著下降至接近0%,而铁和稀土则变化不大。而细粒级中三种矿物的解离度均变化不大,这一现象也能够解释各粒级磁选过程中的回收率和品位的变化。利用响应面方法建立的铁、稀土、萤石在磁选过程中的回收模型表明铁矿物对粒度变化更敏感,萤石对磁场强度变化更敏感。而对于稀土矿物,粒度和磁场强度变化对回收率的影响显著性相对较低。萤石与氟碳铈矿具有大致相同的能带结构,而赤铁矿与二者迥异：氟碳铈矿和萤石在费米能级处的态密度均由金属原子的p轨道贡献,赤铁矿在费米能级附近的态密度则主要由Fe-3d贡献,金属性较强。暴露在矿物表面的金属离子均带正电,且带点电荷大小顺序为氟碳铈矿>萤石>赤铁矿：油酸钠在赤铁矿、萤石、氟碳铈矿的表面吸附具有选择性。其在三种矿物表面均倾向于“桥位”吸附,其捕收性能为氟碳铈矿>萤石>赤铁矿。通过分子动力学模拟发现,油酸跟在萤石和赤铁矿表面倾向于“桥位”吸附,而在氟碳铈矿表面更多表现为“鳌合”吸附,吸附能大小顺序为赤铁矿>萤石>氟碳铈矿。淀粉在赤铁矿、萤石、氟碳铈矿表面的吸附也存在选择性。扫描电镜图像可以看出,其在三种矿物表面的吸附密度为赤铁矿>氟碳铈矿>萤石。对模拟的分子量10000左右的淀粉在三种矿物表面的吸附能进行测定,结果发现吸附能大小顺序为萤石>氟碳铈矿>赤铁矿。本研究明确了白云鄂博稀土尾矿的工艺矿物学性质,开发出了一种能够回收尾矿中铁、稀土、铌和萤石的综合流程,并利用多种手段揭示了各有价矿物在不同选别阶段的选别行为和耦合关系,对白云鄂博稀土尾矿中有价成分的再次回收和利用具有一定的指导意义。