实验室的主要研究方向如下：

1. 矿物加工科学基础研究的主要学科方向
2. 矿物加工科学基础理论研究：重点研究矿物加工科学基础理论和存在的重大科学问题。包括浮选电化学、矿物加工晶体化学、矿石粉碎、分级新理论和模型的形成、矿物加工的复合能场、力场理论、固液分离科学理论

（2）功能性矿物材料的制备科学：重点研究微纳尺度矿物材料的制备科学、功能性微纳矿物材料的性能和行为的研究，纳米材料制备过程中分散和凝聚研究，强化矿物材料表面包覆和改性基础理论研究。
（3）化学药剂分子结构设计理论：通过量子化学、量子电化学的研究形成矿物加工化学药剂的分子设计理论。从化学剂和矿物间的空间效应、电子效应等出发，建立化学剂分子与矿物表面作用的理论机制，建立高效矿物加工化学剂的分子设计理论。
2、矿物加工科学应用基础研究

(1)多金属矿物浮选分离技术

重点研究多金属矿物电化学控制浮选新技术，矿物加工晶体化学原理的应用基础和新技术。

(2)高效固液分离技术

应用固液分离科学理论指导研究高效压滤技术、真空过滤技术，加强助滤技术原理和化学剂助滤机理研究，形成新的过滤技术。

(3)超细粉体和纳米功能性矿物材料的制备技术

对有特殊功能的非金属矿物开展超细粉体技术研究和纳米尺度矿物材料制备技术的研究，实验室在现有基础上将形成相关功能性材料的制备技术。

(4)高效浮选药剂和助滤剂的研制

对于矿物加工浮选药剂和助滤剂的研究借助于计算机辅助分子设计（CAMD）理论和软件进行分子设计、实验室合成、性能测试等应用基础方面的研究，实验室在现有研究的基础上推出多种高性能的特殊化学剂，开发出无毒或低毒的高效选矿药剂，降低矿物加工过程中化学药剂的用量，从矿产资源开发的源头消除或降低化学剂对环境的影响。