我国作为当今世界工业硅生产第一大国,按现阶段工业硅生产工艺水平,每年会产生几十到几百万吨的硅质废料和碳质废料。这些废料粒度细小,不能直接返回矿热炉中进行利用,只能选择废弃堆放或以极低的价格出售,造成了资源浪费和环境污染。将硅质废料和碳质废料通过冷压成型的方式制备碳硅复合球团再入炉,不仅可以还提高了废料利用效率,还有利于改善炉内温度分布,提高工业硅产率。本文研究了不同粘结剂对碳硅复合球团强度的影响,并使用光学接触角/表界面张力测量仪研究了粘结剂与原料之间的润湿性能,为碳硅复合球团寻找适合的工业粘结剂提供科学依据。采用单一因子变量法,研究了成型压力、水分、粒度、陈化时间等因素对球团抗压强度及落下强度的影响,选择出最佳的工艺条件。最后进行了碳硅复合球团高温反应性研究。实验结果表明:淀粉能显著提高球团的冷强度和落下强度,随着淀粉含量的增加,球团的冷强度增大,淀粉含量为7%时,球团的冷强度最大为26.8 MPa,而热强度随含量的增加减小;粘结剂A均能提高球团的冷、热强度,当粘结剂A含量为3%时,球团的热强度明显高于冷强度,并随含量的增加球团的热强度达到11.4 MPa;粘结剂B和粘结剂C均能提高球团的抗压强度和落下强度,但当两种粘结剂含量超过5%时,球团抗压强度有下降趋势,并且球团抗碎率减小,粉化率增加。四种粘结剂与硅石粉均表现出良好的润湿性;而淀粉、粘结剂B与煤粉在室温条件下不润湿,其接触角均大于90°;粘结剂A与煤粉润湿良好;粘结剂C与煤粉的初始接触角大于90°,但0.4 s后表现为润湿。淀粉在预热的条件下转化为糊化淀粉,其接触角相比室温增加;粘结剂A、粘结剂B、粘结剂C三种粘结剂在预热时与硅石粉和煤粉的的接触角相比常温时要小,其扩散作用也越强,由扩散产生的粘合力也越高。选择1%淀粉、1%粘结剂B和3%粘结剂A为复合粘结剂,当成型压力为20MPa,水分含量为8%,原料粒度为-75μm时,球团冷热强度分别为30.68 MPa和12.59 MPa,抗碎率为97.42%,粉化率为0.51%,满足工业冶炼要求。碳硅复合球团高温反应性研究表明,化学反应后,球团的主要成分为β-SiC。球团中原料的SiO2-C和SiO-C的反应活性和球团内碳含量,同时影响着球团的反应性。球团中复合粘结剂的加入使球团最大反应速率提高了40%,反应时间减少。