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石棉尾矿是温石棉（纤蛇纹石石棉）矿产开采和选矿过程中产生的尾渣,其堆存不仅占用大量土地,造成资源的浪费,而且其中含有的石棉纤维和重金属铬离子会对环境和人类健康产生危害。基于石棉尾矿的矿物组成及化学成分属性,本文以四川省石棉县石棉尾矿为研究对象,在对其预焙烧处理后,不添加或少量添加辅料,采用直接烧结法制备出耐高温、多孔、以及对重金属铬离子具有固化解毒效果的功能性微晶玻璃,实现无害化、低成本和高附加值利用石棉尾矿的目的。借助热重-差热分析（TG-DSC）、X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）、配备能谱扫描电子显微镜（SEM-EDS）、透射电子显微镜（TEM）、电感耦合等离子体-原子发射光谱仪（ICP-OES）和理化性能测试等手段,系统研究了石棉尾矿原矿以及预焙烧样品的矿物学特征;辅料的添加量和热处理条件对石棉尾矿功能性微晶玻璃在物相组成、显微结构及理化性能等方面的影响。借助热力学与动力学模型,研究石棉尾矿高温物相重构制备微晶玻璃热变化过程的热力学与动力学机制。利用有限元分析软件模拟石棉尾矿制备微晶玻璃过程中坯体的温度场和应力场的分布,为制定优化的热工艺曲线提供理论依据。实验研究表明:（1）石棉县石棉尾矿的矿物组成主要为蛇纹石,并含有少量水镁石、磁铁矿和白云石等;化学成分主要为SiO2、MgO和Fe2O3,并含少量CaO和Al2O3等。石棉尾矿原矿经700℃预焙烧后可排除羟基水和挥发组分,同时其中有害组分纤蛇纹石等转变为镁橄榄石等。（2）以预焙烧石棉尾矿为后续实验所用全部原料,采用直接烧结法,制备出以镁橄榄石、顽火辉石为主晶相,镁铁尖晶石和透辉石为副晶相的微晶玻璃。在烧结温度为1200℃时微晶玻璃完成烧结,其结构为球粒状、椭圆状和浑圆棒状晶体相互交织咬合的聚合体;样品吸水率为0.026%,体密度为3.164 g·cm-3,抗折强度为88MPa,达到建筑装饰用微晶玻璃标准。（3）以预焙烧石棉尾矿为主要原料,添加少量氧化镁,制备了以镁橄榄石为主晶相,镁铁尖晶石为副晶相的耐高温陶瓷。原料中氧化镁含量的增加促进顽火辉石、透辉石等低熔点组分转变为耐高温物相,导致坯体的最佳烧结温度显著提升。（4）预焙烧石棉尾矿添加废玻璃,在不添加发泡剂条件下采用粉末烧结法经高温自膨胀制备了含镁橄榄石和透辉石物相的泡沫微晶玻璃。在高温条件下,低熔点废玻璃在以镁橄榄石为中心骨架的颗粒之间形成封闭气体的玻璃熔体网络,并包封着坯体间隙中的气体,随着温度升高,气体膨胀推动熔体薄膜体积不断变大,最终导致样品成孔。在1180℃和67wt.%废玻璃条件下,样品体密度低至1.04g·cm-3、体积膨胀率高达93%、孔隙率高达64%、抗压强度为14Mpa。（5）以预焙烧石棉尾矿为主要原料,添加少量氧化铬,制备含镁橄榄石、顽火辉石、镁铬铁矿和透辉石晶相的微晶玻璃。原料中氧化铬添加量的提高促进了Cr进入尖晶石结构(MgFexCr2-xO4),并与Fe3+发生了显著的类质同象取代,从而使尖晶石含量增加;且尖晶石结构对Cr的固化率随着氧化铬含量增加（由0wt.%增至10wt.%）而逐渐增加（由62.45%增至95.58%）。微晶玻璃样品酸浸实验结果表明:酸浸液中Cr3+浓度低于毒性特征浸出标准TCLP规定的标准限值,同时Cr3+的浸出率随原料中Cr2O3含量提高而降低。（6）预焙烧石棉尾矿中添加不同含量的玻璃粉进行晶化烧结处理后制备微晶玻璃,随着原料中玻璃粉含量的增加（由10wt.%增至30wt.%）,晶化过程中镁橄榄石物相形成的活化能逐渐降低(由254.73 kJ?mol-1降至140.4 kJ?mol-1),即有利于固相反应的进行;同时在烧结过程烧结活化能亦逐渐降低(由69.935 kJ?mol-1降至27.156 kJ?mol-1),表明玻璃粉增加促进了样品的致密化烧结。（7）有限元模拟分析结果表明,在同一升温速率加热条件下,坯体尺寸越大则样品内外最值温差越大,对应的最大应力值也越大;从优化升温速率和升温速率对陶瓷坯体的影响两方面综合考虑,应在低温区采用较高的升温速率,而在高温区采用较低的升温速率对样品进行加热处理。