钢渣是将炼钢过程中高温熔渣冷却得到的一种固态废渣。因含铁量高且存在约20%的无活性二价氧化物固溶体（简称RO相）,导致钢渣质硬难磨、胶凝活性低,无法实现大规模的高附加值利用。本文依托国家自然科学基金课题“转炉钢渣原位氧化及其熟料烧成化学基础研究”（编号:21566008）,以广西柳钢的热闷转炉钢渣为研究对象,基于RO相置换型固溶体特性,提出将外掺CaO、Al₂O₃与RO相分离所得组分等进行高温化合,再形成具有胶凝性的硅酸盐矿物,从而从本质上提升钢渣活性的技术思路。开展了RO相分离及硅酸盐矿物再化合工艺研究,探讨了组分、温度、矿化剂等因素对改性钢渣胶凝活性的影响。围绕上述研究,主要具体研究工作及取得成果如下:首先,借鉴TG-DSC和XRD等表征方法探索热处理工艺对钢渣中RO相演变趋势及存在形态的影响:随着热处理温度的升高和保温时间的延长,熔渣中RO相和铁酸盐相含量逐渐减少直至消失,MgO和Fe₂O₃固溶加剧,此时Fe₂O₃和MgO活度较高。在风冷有条件下RO相演变成铁镁尖晶石MgFe₂O₄。进而在熔渣中Fe₂O₃活度较高的状态下,即在物相反应中Fe₂O₃参与反应的有效浓度较高时,探究调节组份CaO和Al₂O₃对钢渣中RO相活化、硅酸盐矿物再化合的影响。XRD和SEM-BEI分析表明:在Al₂O₃掺量为3%的条件下,CaO掺量在10%²5%时,随着CaO掺量增加RO相消失,演变为过渡相MgFe₂O₄;随后MgFe₂O₄逐渐减少,C₂S和C₂F逐渐增加;当CaO掺量达到15%时,MgFe₂O₄消失,逐渐出现游离氧化镁（f-MgO）,掺入CaO先后分别与SiO2、MgFe₂O₄反应。当钙掺量达到25%时为极限掺量值,转炉钢渣中出现了游离氧化钙。在高温状态下,CaO按酸性氧化物的强弱依次与SiO2及RO相分离出的Fe₂O₃再化合形成硅酸盐矿物和铁酸盐矿物。最后,向重构钢渣中加入矿化剂稳定RO相分离出的MgO。实验结果表明:矿化剂可促进胶凝矿物相包裹f-MgO,但无法消化所有f-MgO,对MgO固溶量微弱。石膏促进效果优于五氧化二磷。CaSO4不仅有助于钢渣中的RO相活化及固溶MgO,还有效提高了钢渣的胶凝活性。在CaO和CaSO4掺量分别为15%、3%时,钢渣水化热提高了2.78倍,3d和28d强度分别提高的28%和4.6%。总体研究表明,调节剂和矿化剂可有效活化RO相,提高了钢渣的水化放热总量和力学性能,保证了钢渣掺合料的安定性。为实现钢渣高附加值的广泛应用奠定了基础。