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反浮选磷尾矿是我国磷矿选矿的过程中产生的主要废弃物，不仅大量占据土地、污染环境，还造成资源的浪费。本文以反浮选磷尾矿的粒度分布以及矿物成分为基础，对磷尾矿的合理利用进行了探讨。对于白云石含量高的高镁磷尾矿，主要利用其中的镁质成分制备轻质碳酸镁，残渣则用于制备混凝土；而对于胶磷矿含量高的高磷磷尾矿，则在制备轻质碳酸钙与轻质碳酸镁的同时，回收其中所含胶磷矿。研究过程中首先采用热分析与煅烧实验相结合的方法，阐明了磷尾矿中白云石分步分解的特征，确定了磷尾矿的煅烧工艺制度。由于磷尾矿的粒度较细，煅烧温度相对较低。高镁尾矿的最佳煅烧工艺为750℃保温60min，煅烧产物主要为CaCO3、MgO；高磷磷尾矿的最佳煅烧条件则为850℃保温60min，煅烧产物主要为CaO、MgO与磷灰石。通过单因素分析与正交试验，确定了高镁磷尾矿煅烧熟料回收氧化镁制备轻质碳酸镁的最佳实验条件为液固比7:1、70℃消化40min，有机胺的加入量为6×10-2mol/L，轻质碳酸镁的收率达到62.4%。所得轻质碳酸镁样品为结晶良好、纯度较高、成分单一的片状晶体，粒径分布较均匀，平均粒径为400nm。回收氧化镁后的残渣用于制备混凝土，通过外掺法掺入15%的废渣对于试块的早期强度有所提高，对其后期强度影响不大；通过内掺法掺入20%的废渣对混凝土产物的早期和后期强度影响较小。在高磷磷尾矿煅烧熟料综合回收钙镁的实验中，氨浸法提取氧化钙制备轻质碳酸钙的最佳工艺为液固比8:1、铵钙比2.1、30℃消化25min；回收氧化镁制备轻质碳酸镁的工艺条件为液固比8:1，70℃消化40min。轻质碳酸钙、轻质碳酸镁的收率分别为81.16%和57.58%，其中轻质碳酸钙为结晶较好、纯度较高的球形颗粒，粒度分布均匀，平均粒径为800nm；轻质碳酸镁成分较为单一，晶体形貌以球状为主，粒度分布较均匀，平均粒径为900nm。回收钙镁后的残渣的主要矿物成分为磷灰石，P2O5含量为33.26%，达到了高品位磷矿的要求。因此，本研究以反浮选磷尾矿的理化性质为基础，实现了磷尾矿的资源化综合利用。