钢渣的减量化、资源化和高价值综合利用,对钢铁企业具有重要意义。脱硫扒渣作为一种钢铁资源,由于缺乏有效的利用手段,目前大部分企业均采取渣场堆存,不仅浪费了铁资源,而且占用大量土地、污染环境。本研究以鞍钢股份有限公司一炼钢厂的脱硫扒渣为研究对象,进行脱硫扒渣全组分综合利用的基础研究。在详细研究脱硫扒渣工艺矿物学特性的基础上,通过选矿方法回收其中的铁,获得适宜的选别流程及操作参数,并研究回收铁及尾渣的应用技术。借助多种检测手段,把微观机理与宏观性能相结合,分析了尾渣水泥的水化硬化机理。采用化学分析、光学显微镜、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜—能谱分析(SEM-EDS)等分析和检测手段研究了脱硫扒渣的组成特性。结果表明：脱硫扒渣中可回收利用的元素只有Fe,品位为54.18%,有害元素为S,品位为1.01%；渣中主要的物相为金属铁、磁铁矿、铁酸盐和硅酸盐类,次要物相为方铁矿、铝酸盐类、铝硅酸盐类和熟石灰等；TFe主要分布在粗粒级中,S主要分布在较粗粒级和较细粒级中,中间粒级分布较少。在研究脱硫扒渣组成特性的基础上,通过破碎、筛分,获得了富铁产品I(+2mmm)及富铁产品II(-2mm+0.3mm)。针对-0.3mm样品进行了单一重选试验、单一磁选试验、重选-磁选、磁选-重选联合流程试验,确定了重选-磁选流程为适宜的分选流程,并获得了适宜的操作参数,所得到的磁选精矿为富铁产品11I,重选及磁选尾矿合并为脱硫扒渣尾渣。富铁产品I、II中TFe品位均在90%以上,可以直接入电炉炼钢,富铁产品III可以直接送至高炉炼铁,尾渣特性与水泥相似,可部分替代水泥熟料。脱硫扒渣尾渣中游离氧化钙f-CaO的消解试验分别采用20℃加水搅拌、90℃水浴搅拌及球磨机磨矿三种方式进行。结果表明,球磨机磨矿消解效果最好,90℃水浴搅拌次之、常温20℃搅拌最差。当球磨机磨矿时间为30分钟时,f-CaO的含量为2.96%。采用筒式球磨机和搅拌磨制备脱硫扒渣尾渣微细粉,考查了两种磨矿方式中球料比、矿浆浓度及磨矿时间对细磨效果的影响规律。确定筒式球磨机球料比1.0,磨矿浓度60%,磨矿30分钟条件下所获得的脱硫扒渣尾渣微细粉作为水泥混凝土的掺合料,尾渣微细粉的比表面积为569.5m2/kg。试验考查了尾渣粉作水泥的掺合料后,对水泥的标准稠度需水量、初凝和终凝结时间、沸煮安定性、3天和28天龄期的抗压强度和抗折强度、流动度、抗侵蚀性的影响规律,获得的适宜尾渣掺量范围为0-50%。进行了尾渣粉水泥混凝土的性能试验研究,采用拌和易性(塌落度)、规定龄期的抗压强度和弹性模量来评价其力学性能,通过尾渣混凝土的抗冻融性、碳化性能评价其耐久性能。结果表明,尾渣粉的适宜掺量范围为0-30%,掺入尾渣粉可以减少混凝土的坍落度,配制出C20-C40强度等级的混凝土,能满足抗冻等级D50的要求。借助于SEM-EDS和XRD,研究了尾渣水泥胶凝材料水化产物的组成、微结构等微观特性,分析了尾渣颗粒与水泥颗粒的密实规律和尾渣水泥胶凝材料的水化机理。本研究所进行的脱硫扒渣中游离氧化钙的系统消解试验、产品分类回收利用具有创新性,所获得的脱硫扒渣工艺矿物学特性、分选除铁、尾渣作为混凝土掺料的研究成果对实现脱硫扒渣的全组分资源化利用具有重要的指导意义。