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铁尾矿是钢铁行业的固体废弃物,目前我国铁尾矿的堆积量已达2.5×109t以上。铁尾矿既是一种危害,又是一种潜在的二次资源,因此对铁尾矿进行资源化、增值化利用对我国具有重要的战略意义。本文系统探讨了鞍山高硅铁尾矿增值化利用的途径和方式。首先,以铁尾矿为原料,研究了SiO2的常压碱浸出过程,确定了铁尾矿用碱(NaOH)浸出过程中,影响SiO2浸出率的主要因素为：铁尾矿和NaOH与水的固液比,浸出反应温度,浸出反应时间。以此为条件,研究了铁尾矿在碱溶液中浸取SiO2反应的动力学行为。结果表明：固液比1：2,反应温度110℃,反应时间6h,为铁尾矿中SiO2浸出反应的最佳条件。SiO2的常压碱浸出动力学过程可用界面反应模型来描述,其浸出反应动力学方程为1-(3-X)2/3+2(1-X)=k2//t,表观活化能约为14.2 kJ/mol,属于固体内扩散控制。研究了熔盐法分解铁尾矿的实验条件,结果表明：以铁尾矿和NaOH为原料,NaNO3为熔盐,在500℃下煅烧3h使铁尾矿中的惰性SiO2转变成活性的硅酸钠相。以碱浸出的硅酸钠溶液为原料,利用化学沉淀法制备了白炭黑。利用XRD、FT-IR、SEM、TEM和XRF对制取白炭黑的物相结构、粒度形貌和成分含量进行表征。结果表明：白炭黑产品的化学结构为无定型的水合二氧化硅,形貌近似为球状粒子,粒径在150nm以下,白炭黑的比表面积(BET)为108m2/g,SiO2纯度为92.3%,10%悬浮液中pH值为5.5～6.0,加热减量为5.42%,1000℃灼烧减量为6.16%。产品符合中国行业标准HG/T 3061-1999的要求。其次,以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,铁尾矿为硅源采用水热反应法合成出介孔分子筛MCM-41,并研究了晶化工艺(表面活性剂浓度、pH、晶化时间及晶化温度)对合成MCM-41的影响。采用XRD, BET, DTA-TG, HRTEM, SEM, FT-IR对合成的分子筛进行表征。结果表明：在CTAB/SiO2=0.10～0.60,pH=8～11的范围内均能合成出MCM-41分子筛,在CTAB/SiO2=0.15条件下合成MCM-41的有序度较好；随着晶化时间的延长,有利于提高MCM-41的结晶度,促进晶粒生长；升温对水热合成MCM-41晶化过程的促进作用很明显,但晶化温度过高(140℃)或晶化温度过低(25℃),均不能合成出MCM-41。对A3号样品进行结构表征得出：比表面积(BET)为489.3m2/g,有效孔体积(BJH)为1.339cc/g,孔壁厚为0.93nm,具有典型的按六方对称性排列的孔道结构,孔径在2～3nm变化。FT-IR、NMR证明了分子筛具有硅氧四面体骨架。系统研究了A3号分子筛样品对Cu2+、Cr6+、Zn2+三种金属离子及甲基橙的吸附性能,研究了吸附条件(吸附时间、吸附剂投加量、初始浓度、吸附温度)对分子筛吸附性能的影响,并探讨了吸附过程的表观吸附动力学模型及吸附等温模型。结果表明：增加吸附时间、吸附剂投加量、初始浓度、吸附温度都有利于分子筛对Cu2+、Cr6+、Zn2+三种金属离子及甲基橙的吸附。Cu2+、Cr6+、Zn2+三种金属离子及甲基橙的吸附过程都遵循二级表观吸附动力学模型；在吸附剂表面的吸附遵循Langmuir吸附等温线模型。最后,以鞍山铁尾矿为主要原料制备了BaO-Fe2O3-SiO2微晶玻璃,探讨了微晶玻璃组成、主晶相及其结晶动力学等问题,利用正交实验确定了微晶玻璃的适宜热处理制度。结果表明：微晶玻璃的晶化过程中初晶相为BaSi2O5, Ba2FeSi207是中间过渡相并随着温度的升高而消失,最终形成了主晶相BaFe12O19,次晶相为BaSi2O5的微晶玻璃。最佳的热处理工艺为：700℃核化3h,950℃晶化2h。随着热处理温度的升高,微晶玻璃的红外吸收带在800～700cm-1波长范围发生宽化,在1100～900cm-1和500～400cm-1波长范围发生分裂。玻璃结构中的[FeO4]向[FeO6]转化促进了玻璃的析晶,出现了BaFe12O19的红外特征吸收峰。晶体生长指数为2.8,属三维生长。在8.2～12.4GHz范围内的微波介电特性研究表明,介电损耗角正切值达到了0.44,而磁损耗正切值为0.017,具有较好的微波介电特性。