煤矸石是煤炭开采、洗选过程中产生的固体废弃物，我国每年排放大量的煤矸石，对环境造成一系列严重问题。煤矸石中主要含铝、硅元素，对其铝、硅元素进行综合利用，不仅可以实现固废高值化利用，而且对缓解我国铝矿资源短缺具有重要意义。本文以煤矸石为原料，研究利用机械力化学活化-水热加压酸浸取强化手段来浸取煤矸石中氧化铝，并且探索了利用煤矸石盐酸浸取液制备聚合氯化铝净水剂，同时研究了利用水热加压碱浸法以煤矸石的提铝后硅渣为原料制备速溶硅酸钠，得出主要结论如下：（1）机械力化学活化可有效地大幅度提高煤矸石的化学反应性，随着煤矸石粉体颗粒细化其反应活性增大；且当煤矸石粉体颗粒研磨至d50粒径为2.26μm时氧化铝酸浸取率可达90.57%。水热加压酸浸有效地提高了煤矸石中氧化铝的浸出率，氧化铝的浸取率随反应温度提高而升高，反应温度从120℃升至160℃时氧化铝的浸取率快速增高（从37.05%至84.10%），从160℃升至180℃时氧化铝的浸取率增高速率明显减缓（从84.10%至89.92%）。当煤矸石颗粒研磨至d50粒径为2.26μm，水热加压酸浸温度180℃、时间4h时，煤矸石中氧化铝浸取率高达90.57%。（2）煤矸石与盐酸的酸浸反应属于“未反应缩核模型”，酸浸过程主要受到残留层的内扩散控制，计算得出的反应的活化能为56.44KJ/mol（煤矸石d50粒径研磨至3.22μm），动力学方程为：1-(2/3)X-(1-X)2/3 =2816.30 e 56438/RT 。 （3）采用酸浸预除铁—离子交换树脂两步除铁的工艺可有效除去煤矸石中铁元素同时避免了铝元素损失，得到的酸浸液铁元素含量由之前的1.47wt%降至0.01wt%以下。（4）氯化铝浓度为15.67%的酸浸液中调节铝酸钙粉添加量，酸浸液与铝酸钙的质量比为5.56~10:1，在85℃下反应4h制得的聚合氯化铝水溶液，其折合氧化铝含量在10%~13%，盐基度45%~75%，满足国家标准《GB 15892-2020-生活饮用水用聚氯化铝》。考察了利用煤矸石盐酸浸取液制备的聚合氯化铝净水剂对悬浊液絮凝实验，得到了优化絮凝条件：聚合氯化铝的添加量为100mg/L，pH为8，沉降时间15min，浊度的去除率能够达到94.97%。并对制备的不同盐基度的聚合氯化铝产品进行了红外吸收光谱表征，所制备产品的各吸收峰符合聚合氯化铝的吸收特征，且随着盐基度的增大，Al—OH和Al—O—Al的吸收峰面积有所增加，反映出盐基度的增加有利于增加聚合氯化铝的聚合度与水解形成羟基络合物的能力。（5）通过水热碱浸反应在密闭反应器中利用煤矸石的提铝后硅渣成功制备出速溶硅酸钠，制备条件比较温和（170℃）；煤矸石提铝硅渣制备硅酸钠的工艺优化条件：在170℃下密闭反应4h，通过调控氢氧化钠的添加量，可制备出模数在2.0~2.6左右的速溶硅酸钠产品，其为无定型结构，硅酸钠含量达到96%以上，模数为2.04和2.11的速溶硅酸钠溶解时间小于80s，满足国标《HG/T 4315-2012-工业速溶粉状硅酸钠》标准。