近年,随着中国钢铁产能不断增加,高炉渣作为高炉炼铁的主要副产物产量也在不断增加。目前,对高炉渣的产业化利用主要集中在建材领域,附加值较低。高炉渣中含有较多的硅、镁、铝组分,是制备硅酸铝和镁铝尖晶石的主要成分。本文以提高高炉渣综合利用的附加值和防止环境污染为目的,以高炉渣为主要原料制备硅酸铝粉体,并利用上述过程产生的废液(提硅废液)制备镁铝尖晶石。主要研究成果如下:1、高炉渣前期酸解、提硅、过滤后,滤饼为聚合硅酸,滤液为提硅废液,分别为制备超细硅酸铝和镁铝尖晶石的原料,实验探讨了三个方面的工艺参数,具体分别为:高炉渣酸解液的最佳pH值为1.5~2;高炉渣酸解的最佳水渣比为7:1;在生成聚合硅酸的过程中,溶液体系的最佳pH值为3。2、对提硅废液和聚合硅酸进行XRF化学组分分析得到:提硅废液中SiO2的含量仅为0.85%,而分离的聚合硅酸固体中Al2O3和MgO的含量为3.79%和1.03%,由此可以看出高炉渣酸解制备前期原料的实验可以较好的实现高炉渣化学组分的分离。3、高炉渣酸解后提取的聚合硅酸制备超细硅酸铝的实验分为两步,第一步是聚合硅酸铝碱浸制备水玻璃,在此步骤中探索了两方面的最优工艺参数,分别为:NaOH溶液质量浓度为10%,最佳反应时间为4 h。第二步是水玻璃制备超细硅酸铝,期间探索的最佳工艺参数为:水玻璃与硫酸铝按照n(SiO2):n(Al2O3)=10~12配比,反应温度为60℃,硫酸铝溶液加入速度不易过快。4、实验制备的超细硅酸铝经过X射线衍射分析、红外光谱分析、X射线荧光光谱分析等,测得SiO2含量为80%~82%,Al2O3含量为11%~13%,化学组分符合企业通用标准,为非晶结构,但白度略低于企业通用标准,分析其原因为产品中铁含量稍偏多。5、在制备镁铝尖晶石试验中:提硅废液为原料,通过尿素均匀沉淀法合成的前驱体经高温煅烧后,得到了镁铝尖晶石粉体,并对前驱体合成温度、尿素用量、煅烧温度和煅烧保温时间进行了研究,由研究结果得到如下结论:高炉渣提硅废液制备镁铝尖晶石的最佳工艺条件为:前驱体合成温度100℃,尿素用量为理论用量的10倍,煅烧温度1100℃,保温时间2 h。6、在高炉渣提硅废液制备镁铝尖晶石粉体的实验中探索了三种除铁的方法:低脂肪酸萃取除铁的方法可以除去提硅废液中63%的铁杂质,但在萃取过程中会造成铝的损失;低亚硫酸钠对前驱体进行除铁,除铁率达71.2%;高锰酸钾除铁的效果最好,除铁率可以达到95%,但反应会增加锰在溶液中的含量,后期在制备前驱体时锰会随溶液pH值的上升而沉淀下来,影响镁铝尖晶石的性能。综合考虑,本文选择低亚硫酸钠对前驱体除铁。本文以高炉渣为原料制备超细硅酸铝和镁铝尖晶石,不仅为提高了高炉渣综合利用的附加值,而且为超细硅酸铝和镁铝尖晶石的制备提供了新的途径。