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高炉炼铁过程中排放的固体废弃物-高炉瓦斯灰，含有大量的铁、碳和一定量的有色金属，具有很大的二次利用价值。但是由于高炉瓦斯灰的成分复杂、粒度较细等特性，造成其含碳球团干燥后和焙烧后强度低，不易综合回收利用，因此需要开发制备高炉瓦斯灰含碳球团的专用粘结剂。在掌握高炉瓦斯灰和所选粘结剂特性的基础上，确定高炉瓦斯灰含碳球团的成球参数，进行单一粘结剂、复合粘结剂以及粘结剂使用比例对高炉瓦斯灰含碳球团强度影响的研究，探讨高炉瓦斯灰与粘结剂相互之间的作用机理。实验结果表明：添加粘结剂能够起到提高高炉瓦斯灰含碳球团的强度，但不同粘结剂起到的作用不同。淀粉类和环氧树脂类粘结剂能够改善高炉瓦斯灰含碳球团低温强度，水玻璃等含硅类粘结剂能够改善高炉瓦斯灰含碳球团的高温强度。用100%高炉瓦斯灰制备含碳球团，无论添加何种粘结剂，其成品球的抗压强度最高只有478N/个，远远达不到后续生产的要求。为了充分利用高炉瓦斯灰中过剩的碳，还需加入适量的磁铁矿。添加20%磁铁矿时，选用单一粘结剂均不能完全满足生产要求，而淀粉类粘结剂或环氧树脂类粘结剂与水玻璃等含硅类粘结剂搭配使用的复合粘结剂均能满足生产要求，且复合粘结剂玉米淀粉+水玻璃适宜的使用比例为2%~3%之间，玉米淀粉+有机硅树脂的使用比例可控制在3%-4%。添加40%磁铁矿时，由于磁铁矿比例较高，单一粘结剂和复合粘结剂高炉瓦斯灰含碳球团的强度均能达到生产要求。机理分析表明：水玻璃在较低温度下形成的水玻璃粘结膜以及析出硅酸凝胶颗粒，能够对强度的提高起到一定作用，但在高温下硅酸凝胶形成的Si-O-Si键能够将凝胶颗粒和高炉瓦斯灰颗粒连接成网络状的结构，是起到固化粘结作用的关键。此外，钠离子扩散到Fe3O4晶格内，加速氧化铁的还原过程，也有益于高炉瓦斯灰含碳球团强度的进一步提高。玉米淀粉的吸水膨胀性、粘稠性以及糊化后的相融性，能够提高含碳球团的常温和干燥后强度；但随着温度的升高，玉米淀粉失水后形成固相连接桥，并在1000℃以后固相连接桥逐渐分解，造成高炉瓦斯灰含碳球团的高温强度较低。这项研究为高炉瓦斯灰的综合利用提供理论基础和技术依据。