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钢渣是炼钢过程中产生的废渣,是钢铁企业利用率最低的固体废弃物之一。钢渣中含有大量碱性金属化合物,是理想的二次资源,可广泛的用于建筑材料、道路沥青等领域。钢渣的资源化利用,可为钢铁行业的绿色发展提供强有力支撑,带来巨大的经济效益与社会效益。此外,我国是世界上主要的能源消费国,CO2排放量巨大,引起全球变暖。工业生产中产生大量的有毒气体SO2,严重影响环境和人类的身体健康。超微粉化是实现钢渣高效利用的重要途径。为了实现钢渣的高效利用,本研究首先将钢渣超微粉化,并系统研究了钢渣超微粉的理化性质;其次使用钢渣超微粉固定CO2和脱除SO2,为钢渣超微粉脱硫固碳的工业化应用提供基础数据。本文主要研究内容及成果有:（1）钢渣超微粉的粒度分布测试条件研究。采用激光粒度分析仪（Laser particle size analyze,LSA）考察了分散介质、固液比、超声分散时间以及搅拌速度对钢渣超微粉的粒度分布（用D10、D50和D90表示,D10、D50和D90分别是样品分布曲线中累积分布为10%、50%、90%时的等效直径）的影响。使用扫描电子显微镜（Scanning electron microscope,SEM）观察并计算钢渣超微粉粒度分布,将其结果与LSA测定结果对比验证。结果表明:使用激光粒度分析仪测试钢渣超微粉粒度时,无水乙醇为适宜的分散介质;固液比在0.100.90 mg/mL范围时,随固液比增加,样品粒度测量结果越小,固液比为0.010.10 mg/mL时;测量的D10、D50和D90变化不大,适宜的测量固液比为0.010.10 mg/mL;超声分散时间应大于30 min;搅拌速度对钢渣超微粉粒度测试结果无明显影响。另外,激光粒度分析仪检测结果与扫描电子显微镜所测粒度分布结果相一致。（2）不同粒度钢渣超微粉的理化特性研究。利用激光粒度分析仪、X射线荧光光谱仪（X-ray fluorescence spectrometer,XRF）、X射线衍射仪（X-ray diffraction,XRD）和热失重分析仪（Thermogravimetric analyzer,TGA）,分别测定不同粒度钢渣超微粉的粒度分布、化学元素组成、矿物组成和热失重。结果表明:钢渣超微粉的D50（粒度分布曲线中累积分布为50%的等效直径）在3.1515.78μm之间;随着D50的增加,样品中Ca的质量分数递减,减少量达18.60%;Fe、Mn、V、P的质量分数递增,增加量分别达104.58%、154.90%、129.03%和163.64%;Si、Mg、Al和Ti的含量随超微粉粒度变化规律不明显。随Fe含量的增加,钢渣超微粉的松装密度增大。随样品粒度的增大,氢氧化钙（Ca（OH）2）和碳酸钙（CaCO3）衍射峰逐渐变弱直至消失,RO相和铁酸钙（Ca2Fe2O5）的衍射峰逐渐增强,硅酸二钙（C2S）和硅酸三钙（C3S）衍射峰变化不明显。随着样品粒度减小,可热分解的钙镁化合物碳酸镁（MgCO3）、Ca（OH）2和CaCO3含量逐渐增加。（3）探究了不同的反应条件对钢渣超微粉固定CO2过程的影响。利用碳酸化反应器中钢渣超微粉与水混合液体与CO2反应,使用元素分析仪测定反应后固体物质的碳含量,根据pH变化曲线判断反应速率和反应终点。实验表明,钢渣超微粉固定CO2时,主要是由Ca和Mg的化合物与CO2发生反应。随着钢渣超微粉粒度的增大,其固碳率明显减少;随着反应物固液比增大,反应速率增大,固碳率基本不变。反应温度在25℃时,反应较慢;温度为3565℃时,反应明显加快。随着温度的升高,固碳率略微增大。搅拌速率为140 r/min和280 r/min时,反应速度较慢,当搅拌速率大于560 r/min时,反应速率加快。在上述反应中,钢渣超微粉的固碳率最高达28.33%。其中,钢渣中Ca元素的反应率为59.80%,钢渣中Mg元素的反应率为20.86%。（4）钢渣超微粉脱除二氧化硫的实验研究。利用矿化反应器中钢渣超微粉与水混合液体与SO2反应。使用XRF测定反应后固相和液相中的元素组成。实验结果表明,该反应的主要产物为亚硫酸钙（CaSO3）溶液及半水亚硫酸钙（CaSO3·0.5H2O）或半水硫酸钙（CaSO4·0.5H2O）固体。钢渣超微粉的固硫率为62.80%。反应后,24.12%的Ca存在于固体成分中,75.88%的Ca存在于液体中;对于Mg、Fe和Al,分别有20.59%、40.68%和35.00%存在于固体中,79.41%、59.32%和65.00%存在于液体中;对于Si和Ti两元素,固相产物中含量较多,分别为55.07%和66.67%,而液相产物中只有44.93%和33.33%。