铁尾矿是铁矿石经过选矿后排放的固体废弃物,其主要危害有占用土地、引发地质灾害、污染土壤等,目前除了部分粗颗粒铁尾矿应用于建筑材料及回收元素等,含有大量黏土矿物的泥状细颗粒铁尾矿仍无法利用。本文以泥状细颗粒高硅铁尾矿和石墨粉为原料,采用碳热还原反应烧结工艺,制备了导热性能优良的铁尾矿多孔陶瓷,系统研究了烧结温度、保温时间、石墨含量对其成分、结构与性能的影响。将其作为相变储能材料的载体,能够有效提高相变材料的换热效率,因此,可以将危害环境的固体废弃物转变为节能环保新材料。在高温反应烧结过程中,石墨会与铁尾矿中的各个氧化物进行复杂的反应,对铁尾矿的碳热还原反应过程进行热力学和动力学理论分析,结果表明:高硅铁尾矿的碳热还原反应主要是SiO2和Fe2O3的还原,其中SiO2还原温度较高,起始于约1300℃,主要生成高导热相SiC。经1500℃以上保温2 h烧结后,反应产物SiC成为烧结样品中绝对的主晶相。在铁尾矿碳热还原反应烧结机理分析的基础上,探究了工艺参数、反应过程和样品形态对铁尾矿多孔陶瓷的影响。结果表明:铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能受原料中石墨含量和烧结温度的影响较大,受保温时间的影响较小,而多孔陶瓷孔隙率对热导率的影响远大于SiC生成量的影响,并且通过改变实验条件,可以对铁尾矿多孔陶瓷的性能指标进行调控。经1600℃保温2 h烧结后,烧结样品的显气孔率为81.1%,热导率为0.58 W/（m·K）,在相同的孔隙率下,对比未添加石墨粉的铁尾矿多孔陶瓷,热导率提高了6.6倍。在铁尾矿和石墨原料中添加一定量的SiC粉末,可有效减少烧结过程中铁尾矿多孔陶瓷产生变形、开裂、坍塌等缺陷问题,采用控制变量法,对铁尾矿多孔陶瓷进行改善性能工艺研究,在相同的工艺条件下,SiC/铁尾矿多孔陶瓷的力学性能显著优于未添加SiC的铁尾矿多孔陶瓷。在SiC添加量为5 wt%、石墨含量为25 wt%、烧结温度为1700℃、保温时间为2 h时,烧结样品的综合性能好。本文通过碳热还原反应烧结法,将铁尾矿中热导率较低的氧化物、矿物相转变成具有较高热导率的金属相及碳化物,突破多孔陶瓷高孔隙率导热率差的局限。所制备的SiC/铁尾矿多孔陶瓷的显气孔率为80.4%,热导率为1.19 W/（m·K）,抗压强度为1.01 MPa,相比于未添加SiC的铁尾矿多孔陶瓷,其热导率提高了1倍,抗压强度提高了20%。本文的研究可以提高铁尾矿的资源化利用率,减轻环境污染。