随着钢铁工业突飞猛进的发展,铁尾矿的排放量增速非常明显。然而我国铁尾矿综合利用率不高,一般采取修建尾矿库的方式进行堆存,尾矿库不但运营成本高,而且会带来严重的环境污染和突出的安全隐患问题。低硅铁尾矿是铁尾矿的重要组成部分,但由于低硅铁尾矿具有矿物组成复杂、粒度细等特点,综合利用难度大。本文根据含铁矿物种类不同,选取两种典型低硅铁尾矿——鄂西赤铁矿尾矿和金山店磁铁矿尾矿为原料,进行了低硅铁尾矿制备蒸压砖的技术开发,并对蒸压养护阶段的水化反应过程和高掺量尾矿蒸压砖级配设计模型进行了研究,最后对铁尾矿制备蒸压砖进行了技术经济分析。具体研究内容和结果如下：(1)鄂西赤铁矿尾矿制备蒸压砖试验研究对鄂西赤铁矿尾矿特性进行了分析,包括化学成分、矿物组成、粒度组成、放射性分析及其它相关性能指标分析；确定了制备鄂西赤铁矿尾矿蒸压砖适宜的技术参数：铁尾矿掺量70%,石灰掺量15%,黄沙掺量15%,两次搅拌,成型压力20MPa,成型水分15%,升压时间2.1h,蒸压压力1.2MPa,恒压时间6h,自然降压。该条件下制备的标准蒸压砖其抗压强度和抗折强度分别为21.20MPa、4.21MPa、15次冻融后的抗压强度和质量损失分别为18.36MPa和0.72%,均符合《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)中MU20级别的要求。(2)金山店磁铁矿尾矿制备蒸压砖试验研究对金山店磁铁矿干尾和湿尾特性进行了分析,包括化学成分、矿物组成、粒度组成、放射性分析及其它相关性能指标分析；确定了制备金山店磁铁矿尾矿蒸压砖适宜的技术参数：湿尾掺量42%,0.15-0.3mm粒级干尾掺量30%,0.3-0.45mm粒级干尾掺量5%,0.45-1.2mm粒级干尾掺量5%和1.2-2.5mm粒级干尾掺量6%,石灰掺量12%,蒸压压力1.2MPa,恒压时间6h。在该条件下制备的标准蒸压砖其抗压强度、抗折强度、15次冻融后强度和质量损失分别为30.14MPa、5.98MPa、26.52MPa和0.74%,均超过《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)中MU25级别的性能要求。通过比较分析两种典型低硅铁尾矿制备蒸压砖试验研究可知,不同的低硅铁尾矿存在选矿工艺、伴生矿物以及粒度组成的差异,在制定低硅铁尾矿制备蒸压砖技术方案时要根据尾矿的特性确定适宜的制备工艺和产品级别。(3)蒸压养护阶段水化反应过程研究通过XRD、DSC、FTIR和SEM等手段对不同蒸压养护时间制品进行了分析,揭示了蒸压养护阶段水化反应的过程。蒸压养护水化反应首先生成了水石榴子石,然后生成CSH(Ⅰ)和托勃莫来石,但是随着蒸压养护地不断进行,最后托勃莫来石逐渐向硬硅钙石转变。托勃莫来石是一种重要的水化产物,其强度要优于硬硅钙石。蒸压制度的确定应在保证多种水化产物共存的基础上,保证托勃莫来石晶体结构不发生转变。(4)高掺量尾矿蒸压砖级配设计模型研究建立了高掺量尾矿蒸压砖集料级配设计数学模型,计算公式如下：Pdi==62.25(dr/dmax)0.22+37.75(di/dmax)k式中：di—某集料粒径,mm；Pdi—某集料粒径di的通过百分率,%dmax—集料的最大粒径,mm;K—级配修正指数,K=0.39～1.25。利用该高尾矿掺量蒸压砖级配设计的数学模型,仅需计算即可完成尾矿蒸压砖的级配设计,能显著降低研制成本和减小劳动强度,且尾矿蒸压砖具有尾矿利用率高、强度好的特点,可有效推动尾矿在蒸压砖领域的利用。(5)铁尾矿制备蒸压砖技术经济分析对金山店年产1.5亿块标准铁尾矿蒸压砖项目进行技术经济分析,该项目总投资1948.0万元,年生产成本2644.5万元,年销售额3330.0万元,年利润额为655.5万元,达产后2.97年即可收回成本,投资收益率为33.65%,该项目的技术经济评价是可行的。