微晶玻璃是把加有晶核剂或不加晶核剂的特定组成的玻璃,在有控条件下进行晶化热处理,使原来单一的玻璃相形成了由微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃以其优异的力学、电学、光学、热学和生物学等性能,在建材、光学、医学和电磁学等领域得到了广泛应用。尾矿是选矿中分选作业的产物之一,是其中有用目标组分含量最低的部分。近五年来,我国尾矿年排放量在15亿吨以上,但综合利用率仅为18.9%,大部分被作为废弃物直接丢弃处理,污染生态环境的同时,也造成了资源的巨大浪费。经过分析,作为尾矿的主要类型的铁尾矿,其SiO2含量绝大多数超过60%,而SiO2是形成玻璃基本骨架结构的关键,此外,铁尾矿中的其他化学成分可通过添加调整辅助原料以达到形成玻璃的成分要求,因此将铁尾矿用于制备微晶玻璃是可行的。在利用铁尾矿制备建筑微晶玻璃方面,以往研究多集中在晶核剂、单一的碱金属氧化物、助熔剂等对微晶玻璃析晶的影响,较少探究铁尾矿掺量的改变对微晶玻璃颜色及析晶性能的影响。此外,在采用析晶活化能E、体积密度对微晶玻璃析晶性能进行表征,并以实际析晶效果加以验证方面的研究涉足较少。本文利用铁尾矿及辅助原料,通过烧结法制得CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃,并借助差热分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)及扫描电镜(SEM)等分析测试方法,研究了基础组成氧化物、铁尾矿掺量、SiO2/CaO、热处理制度对微晶玻璃析晶性能的影响,进而优化组成和热处理制度,研究结果表明:(1)各试验因素对析晶活化能E影响的次序为:SiO2>CaO>Al2O3>MgO,最佳掺量为A3B3C2D2,即 SiO2:60%、CaO:18%、Al2O3:7%、MgO:8%。方差分析结果表明:SiO2对析晶活化能E影响显著,而CaO、MgO和Al2O3对析晶活化能E影响不显著。(2)当铁尾矿掺量在5%～40%变化时,随着铁尾矿掺量增加,微晶玻璃的颜色逐渐加深,体积密度逐渐升高,耐酸性越来越好。当铁尾矿掺量在5%～20%范围时,可制备浅色微晶玻璃;超过20%时,均为深色微晶玻璃。(3)SiO2/CaO的比值逐渐减小,玻璃的稳定性先降低后升高,当Si02/CaO=4时,基础玻璃的稳定性最差;当SiO2/CaO=6时,基础玻璃的稳定性最好,此时,晶体内部结构由疏松到密实再逐渐致密化,晶体形态由粗柱状到细柱状再到细长棒状,逐渐被细化;体积密度先增大后减小,当SiO2/CaO=6时,体积密度最小,为2.39g/cm3;当SiO2/CaO=4时,体积密度最大,为2.70g/cm3;耐酸性(质量损失率)先降低后升高,当SiO2/CaO=6时,质量损失率最大,为0.21%;当SiO2/CaO=4时,质量损失率最小,为0.13%。(4)热处理制度的极差分析结果表明:各试验因素对体积密度影响的次序为:核化时间>核化温度>晶化温度>晶化时间,最佳热处理工艺制度为:A2B2C2D2,即核化温度为827℃、核化时间为90min、晶化温度为896℃、晶化时间为90min。方差分析结果表明:核化时间对体积密度的影响非常显著;核化温度、晶化温度对体积密度影响显著;而晶化时间对体积密度的影响不显著。除此之外,本文中所有试样的主晶相均是透辉石,次晶相均是钙长石。