我国石墨资源储量和产量都居世界首位,黑龙江省鹤岗市萝北县云山石墨矿区是亚洲最大的石墨资源地,已探明的总储量达6.36亿吨,矿物量6482.9万吨。目前,当地共产生尾矿约达700余万吨,占地面积约136公顷。石墨尾矿的堆积占用了大量的农林用地;每逢刮风,裸露于地表的尾矿粉末极易形成扬沙天气;尾矿中残留的选矿药剂也会直接对大气和水土造成严重污染;在多雨季节,大量降水极易引起尾矿的塌陷和滑坡,有很大的安全隐患。利用石墨尾矿制备烧结砖,不仅可以减少尾矿的堆存,改善矿区的环境卫生,而且能充分利用国家资源、变废为宝,为国家创造财富,这对我国矿业的可持续发展有深远的意义。本论文以黑龙江省鹤岗市萝北县云山石墨尾矿为主要研究对象,辅以适量的煤泥和粘土,采用压制成型的方法,进行了石墨尾矿烧结砖的制备研究。通过分析原料配比、陈化时间、烧成温度及恒温时间等因素对烧结砖性能的影响,结合工业中的实际情况,制定出优化的工艺参数。结果表明,在石墨尾矿用量40～45%,煤泥用量15%,粘土用量40~45%,加水12~13%,陈化时间6天,成型压力6 MPa左右,烧成温度970℃～1070℃，恒温时间300min的优化条件下制备的烧结砖颜色一致性好,强度较高,可达到国家标准GB5101-2003中MU15甚至MU20以上的要求。通过热重-差热、X射线衍射和扫描电子显微镜等方法分析石墨尾矿烧结砖的烧结机理,研究表明,烧成温度为920℃左右时开始析出钙长石,970℃～1200℃左右时有大量的液相的产生,钙长石、残余石英和玻璃相对烧结砖强度的提高起到了重要的作用。对石墨尾矿烧结砖进行了中试研究,结果表明:除泛霜性能外,尺寸偏差、外观质量等各项指标均达到MU20优等品要求。体积密度为1.80 g/cm3;浸泡24 h的吸水率为14.4%,沸煮3 h的吸水率为15.8%,沸煮5 h的吸水率为16.7%,饱和系数为84%~87%;抗压强度为22.7 MPa;经15次冻融循环后强度为20.4 MPa,强度损失约10%,质量损失约0.6%,没有出现裂纹、分层、掉皮、缺棱、掉角等冻坏现象;不发生石灰爆裂。但是,烧结砖出现轻微泛霜。