随着经济发展，我国能源需求不断增加，而我国的常规油气资源日益减少，因此在当前的形势下非常规油气资源的开发利用变得日益重要。油砂作为一种重要的非常规石油资源，受到越来越多的关注，如何有效利用油砂资源具有重大的经济意义。　　目前较为常用的沥青回收方式是热碱水分离法。本研究对内蒙古图牧吉地区和四川厚坝地区油砂样品进行镜下薄片观察、XRD分析以及比表面积和总孔容测定及热碱水分离实验。结合上述两地油砂的岩性特征及油砂热碱水分离实验的结果进行综合分析，得出油砂中固体矿物对油砂回收率有影响。研究发现:黏土矿物含量大于15％，特别是蒙脱石存在时，油砂热碱水分离效率明显降低;遭受风化作用的油砂比没有遭受风化作用的油砂分离效率更低;油砂中固体矿物胶结致密会令热碱水分离效率降低;油砂矿物颗粒粒径小于44μm，不利于油砂热碱水分离。　　本研究还通过改变氢氧化钠、聚丙烯酰胺、甲基异丁基甲醇三者的加入量，观察加工助剂对图牧吉油砂沥青回收率的影响。此外，通过降低实验温度，研究温度变化时沥青回收率的改变情况和如何在降低温度的条件下保持油砂回收率。研究发现:氢氧化钠、聚丙烯酰胺、甲基异丁基甲醇三者对回收油砂都有先促进后抑制的作用;降低实验温度，回收率有很明显的减少，但通过增加加工助剂的量，回收率能够重新上升，获得良好的分离效果。　　建立了计算内蒙古图牧吉油砂回收沥青成本的公式。将实验数据代入公式，发现增加加工助剂的量来达到降低实验温度的做法有利于降低生产成本。对比原油市场价格，推测在减少加水量、降低温度、加入适量试剂的情况下，用热碱水分离法处理油砂回收沥青才有经济意义。本项研究结果具有工业可应用性前景。