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矿渣的大量排放，既占用土地，又污染环境。且辽宁矿产资源较为丰富，尤其是硼矿、铁矿、煤矿储量居全国前列，有效利用铁尾矿、硼泥和粉煤灰制备微晶玻璃具有显著的原料优势，且符合国家可持续发展战略。
本论文在全面研究了CaO-Al2O3-SiO2-Na2O系微晶玻璃析晶行为和性能的基础上，系统研究了MgO、B2O3及Fe2O3对微晶玻璃析晶行为和性能的影响规律，进而深入研究了在不同原料配比和晶化工艺条件下矿渣微晶玻璃的析晶行为和性能，探讨了铁离子在矿渣微晶玻璃中的作用机制，提出了最佳原料配比和最佳晶化工艺，为利用铁尾矿、硼泥和粉煤灰制备矿渣微晶玻璃提供了理论依据。主要研究成果如下：
(1)在CaO-Al2O3-SiO2-Na2O系微晶玻璃中，当CaO、Al2O3、SiO2和Na2O的质量分数分别为25.49％、11.77％、60.78％和1.96％时，微晶玻璃内部的晶体分布较为均匀，综合性能较好。
(2)就对微晶玻璃析晶行为的影响作用而言，Na2O的促进作用最大，CaO次之，MgO和Fe2O3较小，Al2O3和B2O3则阻碍晶体析出。
(3)就对微晶玻璃性能的影响作用而言，当B2O3、MgO和Fe2O3的质量分数低于1.0％、16.39％和13.04％时，随着B2O3、MgO和Fe2O3质量分数的增加，微晶玻璃的性能得到明显改善。
(4)矿渣微晶玻璃的主析晶相为钙铁辉石，次晶相为普通辉石和紫苏辉石。随着硼泥配入量的增加，矿渣微晶玻璃中晶体的析出量和尺寸均逐渐增加，晶体形态由枝晶向球晶及块状晶体过渡；枝晶向球晶转变可以明显改善矿渣微晶玻璃的性能，而球晶向块状晶体的转变则恶化了微晶玻璃的性能。
(5)随着硼泥配入量的增加，熔体中硅氧四面体的Si-O-Si键对称伸缩振动频率增强，而反对称伸缩振动频率减弱，矿渣微晶玻璃中玻璃相结构的对称性增强；同时矿渣微晶玻璃析晶相中的Si-O-Si键键长增长，键角增大，Al3+和Fe3+离子四面体扭曲成为八面体的趋势增大，内部晶体结构的有序程度及晶体生长的完整程度增大。
(6)随着硼泥配入量的增加，矿渣微晶玻璃析晶相中的Fe2+离子和Fe3+离子从高自旋的六配位位置逐渐向高自旋八配位位置转变；Fe2+离子和Fe3+离子在M1和M2位置的类质同象替代现象较为严重；Fe2+离子在M1和M2位置处的有效平均离子半径、Fe-O键的平均键长和平均键强发生较大变化；Fe3+离子在M1位置的畸变程度较小，主要占据在四面体位置，起到增强网络连接作用。
(7)采用铁尾矿、硼泥和粉煤灰制备矿渣微晶玻璃的最佳原料配比为硼泥30％～40％、铁尾矿40％～30％和粉煤灰30％；最佳析晶温度为970℃～1000℃，最佳析晶时间为180min。此时矿渣微晶玻璃的综合性能优于同类产品。