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高钛矿渣是攀西地区的钒钛磁铁矿在冶炼过程中产生的一种工业铝硅酸盐固废,大量的堆积造成了土地污染和资源浪费;微硅粉是硅和硅铁工厂中融化过程中产生的中副产物,其中含有85%以上的非晶硅;花岗岩尾矿是在花岗岩生产过程中产生的大量尾矿、边角料和切屑等,具有很高含量的铝硅酸盐。因此可以利用这三种铝硅酸盐工业固废制备堇青石多孔陶瓷。堇青石多孔陶瓷具有热膨胀系数低和耐高温的优点,利用工业固废制备堇青石陶瓷可以降低合成温度和成本,但是也引入了杂质。半径较小的阳离子会进入堇青石晶格中,导致堇青石陶瓷的膨胀系数升高,这些杂质还可能会生成其他物相,导致堇青石的含量下降甚至消失,故工业固废合成堇青石存在掺量的阈值,应用热力学模拟软件预先模拟工业固废掺量对堇青石的影响,参考模拟数值进行工业固废合成堇青石试验设计。最终制备了物相组成为堇青石-钙长石-尖晶石的复相多孔陶瓷。本研究以工业固废高钛矿渣、微硅粉和花岗岩尾矿为主要原料,工业氧化镁和氧化铝为辅助原料,通过高温固相法制备堇青石-钙长石-尖晶石复相多孔陶瓷。在高钛矿渣掺量、烧成温度、保温时间、花岗岩尾矿替换微硅粉等不同因素下,探究了对多孔陶瓷的物相、孔结构调控和性能影响。利用XRD、SEM、XRF等分析测试手段,研究了多孔陶瓷物相组成变化规律及其微观结构演进过程,利用图像分析软件研究了多孔陶瓷的孔结构的变化规律,最后通过表观密度、吸水率和比强度对复相多孔陶瓷的物理力学性能开展了表征,研究结果表明:（1）利用高钛矿渣、微硅粉、工业氧化镁和氧化铝在以1250℃保温2h合成了堇青石,合成堇青石的高钛矿渣阈值为25wt.%,合成堇青石的氧化物范围包括MgO（7.96～19.32wt.%）、Al2O3（20.08～43.50wt.%）、SiO2（44.54～71.96wt.%）和CaO（0～7.5wt.%）。增加含钙工业固废种类后,利用花岗岩尾矿替换微硅粉合成堇青石的最高比例为50wt.%,此时的CaO阈值是7wt.%,与高钛矿渣的CaO阈值7.5wt.%接近,此外,模拟计算和实验测到的高钛矿渣合成堇青石的CaO阈值分别为10wt.%和7.5wt.%,这些结果十分接近,其对于利用成分较复杂的固废合成堇青石有参考作用。在前人研究的铬铁渣和粉煤灰合成堇青石的基础上加上本文高钛矿渣合成堇青石的研究,模拟了MgO-Al2O3-SiO2、MgO-Al2O3-SiO2-CaO和MgO-Al2O3-SiO2-CaO-TiO2系统在不同温度下的平衡物相图,结果显示模拟和实验的物相及其含量基本一致,对使用热力学模拟软件指导铝硅酸盐固废高温物相重构有启示意义。（2）利用工业固废高钛矿渣和微硅粉制备多孔陶瓷时,高钛矿渣掺量从20wt.%增加到40wt.%,微硅粉掺量从41.0wt.%下降到30.5wt.%,孔隙率从78.6%下降到33.2%。随着烧成温度从1200℃升高到1310℃,多孔陶瓷的孔隙率从5.0%增加到62.3%;当保温时间从0.5h增加到8h后,多孔陶瓷的孔隙率维持在60%左右。高钛矿渣掺量25wt.%时,1250℃下保温2h孔分布最均匀,孔隙率最高为72.6%,中位孔径为1.3mm,0.5～1.0mm孔的概率为40%,1.0～2.0mm孔的概率为57%,2.0～3.0mm孔的概率为3%。增加制备多孔陶瓷的工业固废种类后,当花岗岩尾矿替换微硅粉比例从25wt.%增加到100wt.%时,孔隙率从72.7%下降到27%。当花岗岩尾矿替换比例为50wt.%时,多孔陶瓷的孔隙率为61.0%,0.5～1mm孔的概率为85%,1.0～2.0mm孔的概率为15%,2.0～3.0mm孔的概率为0%,中位孔径为1.3mm。当花岗岩尾矿替换比例为100wt.%时,多孔陶瓷的孔隙率为27%,0.5～1mm孔的概率为50%,1.0～2.0mm孔的概率为15%,2.0～3.0mm孔的概率为35%,中位孔径为1.6mm。（3）高钛矿渣掺量从10wt.%增加到80wt.%时,多孔陶瓷的比强度在掺量为25wt.%时达到极大值4.92MPa·cm~3/g,此时多孔陶瓷基体中含有堇青石、钙长石和尖晶石三种晶相,三者相互交织堆积在一起,导致基体强度较高,从而映证了利用复相增强陶瓷基体强度的设计思路。高钛矿渣掺量增加到80wt.%时,比强度最高值为6.4MPa·cm~3/g,基体中较多的玻璃相增强了其比强度。当花岗岩尾矿替换比例达到50wt.%时,固废使用率达到67.2wt.%,其基体物相组成为堇青石-钙长石-尖晶石,此时多孔陶瓷的比强度、孔隙率、表观密度和吸水率分别为4.9MPa·cm~3/g,62%,1.92g/cm~3,1.52%。当花岗岩尾矿的替换比例为100wt.%时,工业固废使用率达到最大值77.9wt.%,此时基体的物相组成为钙长石-尖晶石,多孔陶瓷的比强度、孔隙率、表观密度和吸水率分别为10.14MPa·cm~3/g,27%,2.65g/cm~3,1.5%。