铝灰与潮湿空气接触会产生NH3、H2S等有害气体对大气造成污染,与水反应生成Na F等有毒物质和砷化物等重金属,对地下水资源造成污染。通过酸浸过程可以有效去除铝灰中的有害物质并对氧化铝进行提取,氧化铝含量较高的浸出渣可以作为合成堇青石陶瓷的原料。堇青石陶瓷具有热稳定性好、较高的孔隙率和低热膨胀性能良好的特点,并且具有一定的力学强度,可用于汽车尾气催化剂载体等方面。本文以硫酸和铸造铝灰为原料,研究了硫酸溶液浸出铝灰的工艺条件,利用响应曲面法对浸出过程工艺条件进行优化。以最优浸出工艺条件下制备的铝灰浸出渣为原料研究了堇青石陶瓷的合成工艺条件,利用XRD、SEM等分析手段研究了烧结产物的物相组成和形貌变化,结合力学性能分析,确定了以铝灰浸出渣为主要原料制备堇青石的最优配料比和烧结工艺制度。本论文的主要研究内容和结论如下:（1）研究了硫酸溶液浸出铝灰过程中,各影响因素对氧化铝提取率的影响,影响因素包括浸出温度、浸出时间、硫酸浓度以及硫酸过量率。利用响应曲面法对酸浸过程的工艺条件进行优化,确定的最优工艺条件为浸出温度90℃、浸出时间70min、硫酸浓度25%、硫酸过量率为50%。该工艺条件下铝灰中氧化铝的提取率为69.4%。（2）研究了不同配方下合成的堇青石的组织结构以及力学性能。当采用理论配方Mg O-13.7wt%、A12O3-34.9wt%、Si O2-51.4wt%时,所得烧结产物中α-堇青石的含量最高,产生的气孔分布均匀、孔径大小合适、孔壁较厚,显气孔率和体积密度分别为40.2%、体积密度为1.54g/cm~3。（3）研究了温度制度对合成的堇青石的组织结构和力学性能的影响。在烧结温度为1300℃、保温为2h的条件下获得的堇青石陶瓷有良好的组织结构以及力学性能。其组织孔结构为理想状态且未出现过烧现象,抗弯强度和抗压强度分别为28.20MPa和75.59MPa。（4）对最佳的工艺条件下合成的堇青石的热膨胀系数进行了测试,最优条件下堇青石的热膨胀系数为1.78×10-6℃-1,可以满足汽车尾气处理用催化剂载体材料等方面的需求。