矿物工程研究设计所对各种有色金属、黑色金属、稀有稀贵金属和非金属矿的选矿工艺技术和新药剂的的应用进行了研究。选矿工艺包括浮选、重选和磁选流程；重-磁-浮联合流程；磁-浮联合流程；磁化焙烧-磁-浮联合流程；低品位金矿堆浸；废弃物资源化循环利用研究和选冶联合流程等。为江西德兴铜矿、安徽冬瓜山铜矿、金川有色公司、攀枝花钢铁公司、广东凡口铅锌矿、新疆喀拉通克铜镍矿、西藏玉龙铜矿、云南会泽铅锌矿、云南山水铜业、广西华锡集团、湖南柿竹园、中国铝业、建龙矿业、黑龙江西钢集团、中钢集团、中国冶金集团、中国有色矿业集团有限公司等国内一大批企业，以及俄罗斯、蒙古额尔登特铜矿和图敖锌矿、哈萨克斯坦铜业公司的铜锌矿和斑岩铜钼矿及难处理赤铁矿、巴基斯坦的杜达铅锌矿、越南的生权铜矿、赞比亚谦比西铜矿、刚果钴矿和朝鲜等国外矿山企业提供了选矿技术。近五年共承担各类项目（包括国家攻关项目和国内外企业委托项目）300多项。
研究领域包括：
金属矿物分选：涉及到有色金属硫化矿、氧化矿和黑色金属等不同种类矿物的分选，如：铜矿、铜钼矿、铜锌矿、铜镍矿、铜钴矿、铜铅锌多金属矿、镍矿、铝土矿、钴矿、铁矿（包括高磷鲕状难选赤铁矿）、贵金属矿、锡石多金属矿、钨钼铋萤石多金属矿、稀有稀散元素矿和大洋多金属结核（结壳）等各类复杂难处理矿物资源。
资源二次利用和减排技术：选冶固体废弃物（如冶炼渣、硫酸烧渣和尾矿等）、粉煤灰、煤矸石、工业垃圾的资源化、减量化和无害化处置技术。
高效选矿药剂研发：注重选矿试验与选矿药剂匹配开发，已开发出高选择性硫化铜矿物捕收剂系列、氧化矿捕收剂系列、起泡剂系列和浮选分离调整剂系列，品种达三十余种。
非金属矿物分选：高岭土、石榴子石、硅灰石、石英、长石、萤石、磷灰石、菱镁矿、蓝晶石、红柱石、硅线石、难选煤等分选及深加工综合技术。
矿物材料开发：电气石、硅酸锆、碳化硅、碳酸钙、沸石、石墨、石英等高纯超细系列粉体制备技术；纳米电气石、粘土、蒙脱石等矿物材料技术开发与矿物材料表面改性技术。