1. 研究目的与意义（文献综述）

锰铁矿渣是锰系铁合金在1500~1600℃的高温冶炼过程中排放的一种急冷粒状高炉矿渣，与其他炼铁矿渣相比其化学组成中mno含量明显偏高。锰系铁合金年产量约占我国铁合金年产量的50%，是合金产品中的第一大系列，而锰铁矿渣数量约为锰铁合金产量的2-2.5倍，2004年全国锰铁合金产量865万吨，产生锰铁合金矿渣约为1700万吨^[1]。然而由于产业分布等原因，国内对炼铁废渣的有效回收利用研究一直未得到应有重视，大量的废渣被排放到环境中，既严重污染环境又大量占用土地，造成一系列社会、经济和环境问题。因此合理处置工业废渣，将工业生产与回收利用相结合，实现变废为宝，对于保护环境、提高经济效益两方面都有重大的现实意义。

目前国内对于锰铁矿渣的应用主要集中于水泥等建筑材料方向上。安庆峰等在水泥熟料中掺入矿渣和高达40%的锰铁渣微粉配制出前度等级达到52.5级的绿色复合水泥。韩静云等人利用锰铁渣代替部分水泥，制作成水泥砂浆试件并测试其强度，结果表明锰铁渣的掺量在30%左右时对试件强度无影响。此外，任素梅等人指出经过预处理后的锰铁渣可以代替煤渣生产空心砌块砖，此种空心砌块砖吸水快、施工方便^[2]。生产出的空心砌块砖比加气混凝土块和粘土空心砖更为优异，且能大大降低成本，有良好的经济和社会效益。

微晶玻璃是一种兼具微晶相和玻璃相的复合材料，它通过将加有晶核剂的特定组分玻璃进行适当的热处理，以控制其析晶过程，使得非晶态的玻璃内均匀分布有大量微小的陶瓷晶体^[3]。由于其结构的特殊性，微晶玻璃兼具陶瓷和玻璃特性，具有机械性能好、耐化学腐蚀、热膨胀系数可调、耐热、耐磨、抗氧化性好、低介电常数等优异性能^[4]。微晶玻璃中晶相和玻璃相的百分含量、晶相种类等是决定其性能的主要因素^[5]，例如在传统cas（钙铝硅）体系中主晶相随系统中组分掺量不同而发生改变^[6]，当系统中al₂o₃掺量增加时析出晶体主晶相为黄长石^[7]，而sio₂掺量增加时析出晶体主晶相为硅灰石^[8]，mgo掺量增加时析出晶体主晶相为透辉石。而各种矿物晶相具有不同的性能：黄长石机械性能较差；透辉石耐磨、耐腐蚀及抗冲击性能好；硅灰石（β-硅灰石）则因其针状晶体之间形成的机构稳定性高^[9]，化学性能、机械性能及耐热稳定性能优异^[10]。由此可知晶相变化时微晶玻璃的性质随之发生显著变化，因此研究原料组分含量对析晶过程及形成晶相的影响具有重要意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

(1)熟悉熔融法制备微晶玻璃的工艺流程与具体操作，以铝矾土、锰铁矿渣为基本原料，选用合适的晶核剂，经高温熔融后制成基础玻璃，然后选取合适的晶化温度、晶化时间对其进行晶化处理，制得锰铁矿渣微晶玻璃。

(2)对比锰铁矿渣微晶玻璃的组成与其他微晶玻璃组成的差异，并对其组成进行定向调整。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，完成开题报告。

第4-5周：准备原材料，按照设计方案制备锰铁矿渣微晶玻璃。

第5-13周：按照实验方案进行相关实验，采用xrd、fe-sem、xrf等测试技术对样品物相、显微结构进行测试，采用抗折试验机、显微硬度计等测试仪器对样品的机械性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张亚洲等.铁合金渣综合利用的研究现状及发展趋势[j]. 冶金能源[j],2013,32(5):44~47

[2]梅书霞等. 高炉熔渣微晶玻璃的结构与性能研究[j]. 人工晶体学报 2017,46(4):668-704

[3]赵林, 樊震坤, 朱庆芳, β-硅灰石微晶玻璃陶瓷高硬度复合板显微结构和表征[j]. 现代技术陶瓷, 2007(01): 第24-27页.