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矿业是国民经济的基础,提供了丰富的能源,为经济和社会发展带来了强劲的推动力,但其综合利用效率较低,在生产过程中排放出大量尾矿,污染了大气、河流和土地,所以合理资源化利用尾矿具有重要的研究意义。系统分析了铁尾矿的成分、结构,以铁尾矿为主要原料,制备出了铁尾矿陶粒及铁尾矿免烧砖,研究了铁尾矿含量、工艺制度对铁尾矿陶粒及铁尾矿免烧砖性能的影响,确定了较优的铁尾矿含量及工艺制度。采用铁尾矿制备高性能的铁尾矿陶粒及免烧砖,可以解决铁尾矿难于处置、污染环境的问题,对于工业废弃物的综合利用具有重要的经济效益及社会意义。铁尾矿的主要成分（质量百分比）如下:Si O2 41.98%、Mg O 18.09%、Fe2O3 11.92%、Ca O 10.03%、Al2O3 9.59%、P2O5 3.33%、K2O 2.82%、Ti O2 0.519%、Na2O 0.485%。铁尾矿的粒度分布范围为39 nm-101μm,具体的粒度分布为:101-50μm、5.68%,50-25μm、15.51%,25-10μm、30.97%,10-5μm、22.29%,5-1μm、22.31%,1-0.039μm、3.22%。铁尾矿粉末由六方Si O2、立方Fe2O3、斜方Al2O3、三方Ca3（PO4）2、斜方Ca CO3及立方Mg O晶相构成。铁尾矿粉末的主要成分分布于粉末中不同尺寸的颗粒内,不同粒度的铁尾矿的结构与微观形貌相似,粒度对于铁尾矿的成分、结构及微观形貌没有影响。全尾矿陶粒、铁尾矿/污泥陶粒、铁尾矿/污泥/粉煤灰陶粒较优的煅烧工艺制度为1100℃、保温30 min。全尾矿陶粒的堆积密度、筒压强度和软化系数分别为1245.56kg·m-3、14.3 MPa和0.94。铁尾矿/污泥陶粒较优的成分体系为:铁尾矿90wt.%、污泥10wt.%,堆积密度为1036.57 kg·m-3,筒压强度和软化系数分别为10.1 MPa和0.87。铁尾矿/污泥/粉煤灰陶粒较优的成分体系为:铁尾矿70wt.%、污泥10wt.%、粉煤灰20wt.%,堆积密度为1052.75 kg·m-3,筒压强度和软化系数分别为9.5 MPa和0.87。铁尾矿陶粒的XRD分析结果表明700℃时,陶粒中开始生成了Ca Si O3、Al2Si O5、Mg Si O3、Ca2Fe2O5、Ca7Si2P2O16及Ca Al2Si2O8晶相。煅烧温度和保温时间分别增加到1100℃和30 min,所得铁尾矿陶粒主要由Ca Si O3、Al2Si O5、Mg Si O3、Ca7Si2P2O16、Ca Al2Si2O8及Ca2Fe2O5晶相构成。SEM分析结果表明煅烧温度低于900℃、保温时间为10 min时,陶粒由松散的微米级及亚微米级尺寸的颗粒及孔洞构成;随着煅烧温度、保温时间分别增加到1000℃、30 min,陶粒中除了低于10μm的无规则颗粒外,还存在尺寸为数百微米的致密的无规则大块颗粒;煅烧温度增加到1100℃,陶粒由致密的结构及尺寸低于50μm的孔洞构成,筒压强度明显提高。铁尾矿免烧砖较优的成分体系为:铁尾矿粉65wt.%、钛石膏5wt.%、矿渣微粉17wt.%、电石渣5wt.%、废砖粉8wt.%,较优的成型压力为10 MPa。铁尾矿实心砖的密度为1529.08 kg·m-3,28 d龄期的抗压强度为17.9 MPa;铁尾矿空心砖的密度为895.35 kg·m-3,28 d龄期的抗压强度为9.4 MPa。铁尾矿免烧砖经过28 d龄期的养护后,所得免烧砖主要由六方Ca6Al2（SO4）3（OH）12·26H2O及斜方Ca5Si6O16（OH）4·4H2O晶相构成,同时含有部分未完全反应的六方Si O2、立方Fe2O3、斜方Al2O3、三方Ca3（PO4）2、斜方Ca CO3、立方Mg O、单斜Ca SO4·2H2O晶相。钙矾石和斜方Ca5Si6O16（OH）4·4H2O水化产物的形成引起了铁尾矿免烧砖强度的提高。微观形貌分析表明铁尾矿免烧砖由微米级的无规则颗粒及直径约200 nm、长约2μm的纳米棒状钙矾石构成。随着养护时间、成型压力的增加,铁尾矿免烧砖内的纳米棒状钙矾石含量增加,纳米棒状钙矾石与微米级颗粒互相交连形成了致密的结构,促进了铁尾矿免烧砖强度的提高。