Области основных научных интересов: химия и химическая технология минерального сырья, экстракционный метод извлечения и разделения редких металлов, получение чистых веществ, пигментов, сорбентов, сварочных и других материалов, синтез аналогов природных нанопористых титаносиликатов, охрана окружающей среды. Основные научные результаты Николаева А.И.: предложены и развиты комбинированные гидро- и пирометаллургические схемы переработки, что открыло путь к промышленному освоению нетрадиционных видов титанового и редкометалльного сырья; разработаны научные основы организации производства из горнопромышленных отходов высокоценных продуктов, в числе которых специальные сварочные материалы, пигменты, наполнители, соединения редких металлов; разработан базовый пакет комбинированных схем переработки титано-редкометалльного и алюмосиликатного сырья, позволяющий выбрать оптимальный вариант, обеспечивающий получение продуктов требуемого ассортимента и качества; разработан широкий набор вариантов полиминеральных композиций электродных покрытий, не имеющих аналогов в отечественной и зарубежной практике и обеспечивающих существенное повышение сварочно-технологических и эксплуатационных характеристик электродов, в Мурманской области начато промышленное производство сиенитового, сфенового и титаномагнетитового концентратов как компонентов сварочных материалов; разработаны научные основы технологии титаносиликатных сорбентов для переработки ЖРО с утилизацией радионуклидов в виде титанатной керамики Синрок типа; организовано малое предприятие ООО «Центр синтеза новых функциональных материалов». Ключевые слова Химическая технология минерального сырья. Физикохимия и технология неорганических материалов.