油页岩作为一种新兴的能源资源,己得到人们的广泛关注。油页岩灰渣的有效利用是影响油页岩开发工业可持续发展的关键问题。油页岩灰渣主要化学成分是Al2O3和SiO2,可以对灰渣进行适当处理制备氧化铝和白炭黑。不同地区油页岩灰渣中氧化铝、二氧化硅的含量与赋存状态也不同。本文根据灰渣中粘土矿物含量分为两种类型,通过进行特性分析,确定了不同类型灰渣提取氧化铝和白炭黑的不同工艺。本文采用Box-Behnken软件优化高粘土矿物油页岩灰渣提取氧化铝和白炭黑工艺,确定了最佳工艺条件,同时进行模型验证,发现此类软件适合于优化提取过程,最终得到工艺条件分别为：提取氧化铝工艺的反应时间为4 h,反应温度为100℃,硫酸浓度为50 wt.%；提取白炭黑的反应温度100℃,碱溶时间5h, NaOH浓度40wt.%。对于低粘土矿物类型油页岩灰渣,通过进行矿物分析,发现含有长石等结构稳定的矿物,难于提取,通过采用加入活化剂方法,成功地提取了氧化铝和白炭黑。提取液中共存的其他金属离子根据其产生氢氧化物沉淀的pH值不同,采用控制pH值沉淀的方法,有效地去除了杂质,实验得到的氧化铝符合工业标准；由于硅、铝同时受到活化,在提取白炭黑的工艺中,降低了提取碱液的浓度约4倍。利用现代测试技术对氧化铝和白炭黑性能进行表征,结果表明：氧化铝为立方晶系的γ-AlO3,颗粒粒径范围在2～15μm,比表面积为152.32cm2/g；白炭黑为非晶态,由颗粒大小不一的团聚体组成。综上所述,本文以两种类型油页岩灰渣为原料,建立了适合不同类型灰渣的氧化铝、白炭黑提取工艺,制备出了符合国家标准的氧化铝和白炭黑等化工产品,为油页岩灰渣的综合利用提供了一条新的途径。