钪价格高昂应用广泛,是中国的战略金属。钒钛磁铁矿是主要的钪来源之一,但实际回收利用的钪占进入矿物加工流中钪占比不超过0.02%,绝大部分钪被浪费在各个加工工序和进入冶炼渣中废弃。从各类冶炼副产物如高炉渣中回收钪还有待研究,目前含钪冶炼渣高温相图的缺失与相关热力学数据的缺失使得火法冶金法回收稀土研究受限。因此,研究高温相平衡关系、构建熔渣热力学模型及相应的数据库,对我国钒钛磁铁矿高炉渣中稀土资源的回收具有重要意义。以含CaO-SiO2-Sc2O3基础渣系作为研究对象,绘制了CaO-SiO2-Sc2O3体系等温截面图,利用测得的实验数据,使用Fact Sage软件进行热力学模拟,对三元体系进行了热力学优化,补充稀土渣系相图以及热力学数据;分析了7wt.%MgO、20wt.%TiO2加入对CaO-SiO2-Sc2O3体系中稀土回收的影响,为提取渣中稀土元素提供理论依据。（1）在实验温度（T=1400℃、1500℃、1600℃）下,研究了CaO-SiO2-Sc2O3体系相关系,测定了Ca2SiO4固溶相Sc2O3的溶解度和液相区范围,通过分析液相和单一稀土相平衡区域,得到了两条可能的Sc回收路径。根据相平衡关系建立了等温截面相图,补充了部分含钪渣系高温相图和热力学数据的缺失,进一步为火法冶炼渣中稀土元素回收的可行性探索提供了依据。（2）根据相图数据、热力学数据和晶体结构数据,使用CALPHAD方法,对CaO-SiO2-Sc2O3三元体系进行了热力学建模。三元体系优化后的数据库可作为模拟各种高温冶金过程的基础,降低多元相图绘制难度,评估现有操作的可能改进,或预测含钪多元渣系。（3）在CaO-SiO2-Sc2O3三元渣系的研究基础上,研究了CaO-SiO2-Sc2O3-TiO2和CaO-SiO2-Sc2O3-MgO体系在1400℃的平衡相,确定了各四元体系中主要的稀土回收相,明确了TiO2、MgO对四元相平衡关系以及二者共同添加下对稀土钪回收路径的影响。（4）利用钒钛磁铁矿高炉渣开展验证实验,在1400℃实验温度下,高炉渣中钪均匀分布,原渣调节钙硅比调节至0.895时,渣中钪可富集至固相区域,富集比58.9%,结果表明调节钙硅比有助于渣中稀土相富集。