论文为解决山东掖县镁矿菱镁矿尾矿堆积难题,以菱镁矿尾矿、熟石灰、γ-Al₂0₃为原料,尝试合成含镁铝尖晶石的胶凝材料,研究材料的结构和性能,通过正交实验确定尾矿的最佳掺量和最佳工艺条件,为工厂实际生产提供指导。为合成含MA的胶凝材料,试验中以MgO-CaO-Al₂O₃三元相图为依据,在MA-CA-CA₂副三元相图中选择了四个配料点,以影响材料结构和性能的原料组成、烧成温度和保温时间为因素设计了正交实验表。通过对原料破碎、粉磨、混匀、成型和煅烧等工艺过程制得了合成的胶凝材料。利用XRD和SEM观察了合成的胶凝材料的结构,并进行了半定量分析。将合成的胶凝材料做成净浆、砂浆,测定了标准稠度用水量、凝结时间、强度等基本性能。还将合成的胶凝材料作结合剂探讨了镁质浇注料的抗渣性和热震稳定性。试验结果表明:可以利用菱镁矿尾矿合成含有镁铝尖晶石的高温胶凝性材料,其主要矿物相为MA和CA。最佳的工艺参数为:实验方案中的配料点4、合成温度1500℃、保温时间3h。在配料点4上合成的材料做成的净浆7d湿气养护下的强度约35⁴7MPa,7d水中养护下的强度约为36⁵1MPa。在配料点4上生成的材料做成的砂浆,其抗折强度达到了铝酸盐水泥抗折强度的国际标准。以该胶凝材料做结合剂制成的镁质浇注料强度在1400℃下保温3h比110℃下烘干24h强度明显增大,表明镁质浇注料在1400℃下发生烧结。镁质浇注料抗渣性试验表明镁铝尖晶石含量越高,镁质浇注料的抗渣性越好。