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截止2020年,我国钨尾矿总量已达1000万t以上,仍大量堆存于地表。钨尾矿的有效利用已成为亟待解决的问题。本课题以钨尾矿为主要原料制备了泡沫微晶玻璃材料,并使用差热分析、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和红外光谱等现代分析测试技术对试样进行了表征。将钨尾矿应用于泡沫微晶领域,不仅能实现钨尾矿高值化大宗量利用,而且可有效解决尾矿大量堆存带来的环境问题,同时为矿山企业带来可观的经济效益。本研究所制备的泡沫微晶玻璃是分两个部分进行的。即:制备钨尾矿泡沫微晶玻璃和稀土掺杂钨尾矿泡沫微晶玻璃。第一部分:以钨尾矿为原料制备泡沫微晶玻璃。研究了钨尾矿添加量和热处理工艺制度对泡沫微晶玻璃性能的影响。首先根据钨尾矿成分分析结果,以钨尾矿、粉煤灰、废玻璃等为原料设计了基础玻璃配方,按照配方称得配料并经过高温熔制、水淬、研磨得到基础玻璃粉末,再通过DTA-TG检测基础玻璃的析晶温度曲线获得钨尾矿最优加入量和结合前人文献与发泡剂CaCO3的DTA曲线确定热处理工艺条件。研究结果表明,钨尾矿最优加入量为50%;添加剂掺量分别为:发泡剂碳酸钙3wt%,稳泡剂磷酸三钠4wt%,助溶剂硼砂10wt%;热处理制度为:发泡温度800℃,析晶温度950℃。分别采用一步法和分段式烧结工艺制备了钨尾矿泡沫微晶玻璃试样并对比其性能,结果表明:分段式烧结法制备的泡沫微晶玻璃样品的性能更优。试样体积密度为0.768 g/cm3,孔隙率为68.43%,抗压强度为6.67MPa。第二部分:在第一部分的钨尾矿泡沫微晶玻璃的基础上进行稀土氧化钇掺入和优化热处理工艺参数研究。首先利用正交手段确定热处理工艺参数,再采取单因素手段对结果进行验证优化,获得最优热处理参数。研究结果表明,烧结过程中抗压强度受发泡时间影响最大,其次是发泡温度,再次为析晶温度和析晶时间。发泡时间过长易产生连通孔,过短会造成孔径过低。发泡温度主要影响试样的体积密度。析晶温度和析晶时间也不宜过高过长,否则会对试样的抗压强度产生不良影响。最佳热处理制度为:发泡时间30min,发泡温度880℃,析晶温度950℃,析晶时间30min。经过分段式热处理工艺掺入不同氧化钇含量制备了泡沫微晶玻璃试样。其中2wt%氧化钇含量的泡沫微晶玻璃试样性能表现最佳。其体积密度约为0.50.6 g/cm3,孔隙率为77.27%,吸水率约7.5%,平均孔径约1.021.44mm,抗压强度达到10MPa。可满足建筑墙体保温材料的性能要求。最后,采用XRD、SEM、测定气孔的孔径与体积密度等测试表征手段,研究氧化钇含量对玻璃基体结构变化的影响、析出晶相的结晶度、气孔孔径大小分布以及气泡与晶相的分布规律。对制备的泡沫微晶玻璃的新表面生长速率进行计算,对比分段式烧结法与一步法制备泡沫微晶工艺。研究结果表明,采用一步法制备泡沫微晶玻璃时,由于发泡过程与析晶过程同时进行,析晶行为对气泡的生长产生了抑制作用。而采用分段式烧结法,将发泡过程与析晶过程分离开,在玻璃熔体黏度较低的环境下,进行发泡过程,能够得到大小适中、分布均匀的多孔结构。气泡的生长对于析晶过程中晶相的析出产生了促进作用。掺杂氧化钇的分段式烧结法利用均匀分布的多孔结构对析晶过程的促进作用,同时避免了在发泡与析晶过程共同进行的情况下,析晶行为对气泡生长的抑制作用,在泡沫微晶玻璃的性能方面相较于一步法制备工艺有改善作用。