针对我国现存铁尾矿如何资源化利用难题,本论文以铁尾矿基本性质研究为基础,提出以CO、H₂、CO₂和N₂组成的混合气为还原剂,通过高效悬浮磁化焙烧将铁尾矿中的Fe₂O₃组分还原成Fe₃O₄,并通过磁选获得铁精矿和富硅磁选渣,然后将富硅磁选渣通过碱熔提硅和超声沉淀法制备纳米Si O₂,从而建立了一条悬浮磁化焙烧-磁选回收铁精矿,碱熔-超声沉淀法制备纳米Si O₂产品的技术路线。在铁尾矿基本性质研究阶段,通过化学分析和仪器分析对铁尾矿的化学组成、物相组成和微观形貌等特性进行了分析。实验结果表明,铁尾矿中主要元素(氧化物表示)为Fe₂O₃和Si O₂,铁品位为43.71%。其中铁相以ɑ-Fe₂O₃:ɑ-Fe O(OH):(?)-Fe O(OH)=2.025:1:1.285比例存在。铁尾矿以质地紧密的棱角块状结构存在,大部分颗粒于300-4000μm之间。在悬浮磁化焙烧磁选获得铁精矿产品阶段,探究悬浮气量、磁场条件、颗粒粒径、焙烧温度、焙烧时间和H₂、CO占比对铁精矿产品铁品位和铁回收率的影响。实验结果表明,最优条件为:在悬浮气量500 m L·min^-1、磁选方式为120-80-60 m T、颗粒粒径为40%过200目、焙烧温度600℃、焙烧时间10 min和H₂:CO:CO₂:N₂=20:15:15:50下,铁精矿铁品位和回收率分别为62.06%和98.03%达到最优。还原气对磁化焙烧效果优劣为单独H₂与H₂、CO混合气相当而远优于单独CO。悬浮磁化焙烧能有效将铁尾矿中赤铁矿、针铁矿等非磁性相转化成强磁性的磁铁矿相,使饱和磁化强度由0.77 Am~2·kg^-1提升到59.43 Am~2·kg^-1,且磁选能有效将磁铁矿和石英分离。经悬浮磁化焙烧后,BET比表面积由8.1226 m~2·g^-1增加到21.2902 m~2·g^-1,铁尾矿微观呈质地疏松、存在裂缝和多孔的结构,能为后续磨矿选矿节省能耗。在对高硅磁选渣碱熔提硅后采用超声沉淀法制备纳米SiO₂阶段,碱熔实验重点考察碱熔温度、Na OH/磁选渣比例和碱熔时间对硅提取率的影响,超声沉淀法制备纳米Si O₂实验重点考察表面活性剂聚乙二醇1000添加量、溶解水量和终点p H对产品纳米Si O₂产量和比表面积的影响。结果表明,在碱熔温度325℃、Na OH/磁选渣为1.5和碱熔时间25 min下,磁选渣碱熔硅提取率达到最高为94.63%。在碱熔过程中,难容Si O₂相转化成易溶于水的Na₂Si O₃相。碱熔后获得的碱熔渣在表面活性剂聚乙二醇1000添加量为3 wt.%、溶解水量/磁选渣为20 m L·g^-1和终点p H为8的最优条件下超声沉淀,获得产量2.1731 g(4.0000 g磁选渣)和BET比表面积123.0209 m~2·g^-1的纳米Si O₂。产品纳米Si O₂材料Si O₂含量平均达到90.47%,为颗粒尺寸小于50 nm,以球形枝接的纳米材料,平均孔径为14.1361 nm。悬浮磁化焙烧磁选回收铁-碱熔超声沉淀法回收硅的铁尾矿资源化综合利用技术,不仅解决了铁尾矿污染环境和资源浪费问题,还获得具有市场价值的产品铁精矿和纳米Si O₂材料,项目研究对铁尾矿资源化具有重要的科学价值和应用前景。