随着工业和城市的快速发展,产生了大量包含重金属元素的危废,水泥窑协同处置技术可以有效地处理危废。水泥窑协同处置危废技术虽已发展成熟,但碍于《水泥窑协同处置固体废物技术规范》对熟料中重金属元素含量的保护,现有的水泥工业只能小规模（危废的掺量不超过0.1 wt.%）处置危废。为了社会效益和经济利益,大规模的处置危废是一个发展方向。因此提高水泥工业处理危废的量、且保证大量重金属离子的引入不会对熟料品质及环境安全产生影响是一个亟待解决的问题。本文依托企业合作项目,选取该企业处理危废中典型重金属组分,分别为Pb、Zn、Cd、Cu、As五种重金属元素。对比研究了这五种重金属元素在大掺量（0.5wt.%～2.0 wt.%）下,重金属元素对熟料烧成过程、水泥水化进程以及浸出毒性的影响机制,同时探讨了不同重金属元素在熟料中的固溶倾向性。旨在为提高水泥窑协同处置危废的处理量提供可靠的理论依据。本文主要采用易烧性实验,电感耦合等离子体光谱仪（ICP）,X射线衍射仪（XRD）,熟料矿物相分离萃取,重金属浸出实验等测试方法,主要得出以下结论:（1）重金属元素掺入生料中对易烧性改善作用由大到小:Cd＞Cu＞As＞Zn＞Pb,掺量越大,重金属元素对易烧性的改善作用越明显。相同掺量下五种重金属的固化率由大到小:As＞Zn＞Cu＞Cd＞Pb。（2）在0.5 wt.%～2.0 wt.%掺量范围内,CdO和PbO对熟料矿物组成基本无影响;Cu O的掺入可促进C4AF和C3S的生成,随着掺量的增加,该效果更加显著;ZnO对C3A的生成有明显影响,当掺量在1.5 wt.%～2.0 wt.%时,出现新的矿物相Ca14Al10Zn6O35同时伴随C3A衍射峰的消失。C6H8As NO3不利于C3S的生成,随着掺量的增加,C3S的衍射强度不断下降。（3）不同重金属元素在熟料的硅酸盐相和中间相之间的固溶具有一定的选择性:Cd离子和Pb离子主要分布在硅酸盐相,Cd离子和Pb离子在硅酸盐相和中间性的固溶倾向性相当;Zn主要分布在中间相中,在中间相的固溶倾向性高于硅酸盐相;Cu离子和As离子主要分布在硅酸盐相中,且在硅酸相的固溶倾向性高于中间相。（4）PbO和CdO对28d内的水泥水化无影响;ZnO随着掺量的增大,强度越来越小,并且出现了延缓水化的新产物Ca Zn2（OH）6（H2O）2;0.5 wt.%C6H8As NO3可促进水泥水化进而提高水泥强度,但超过0.5 wt.%后,随着掺量的增加水泥水化明显延缓,水泥强度下降;0.5 wt.%Cu O也可促进水泥水化,但超掺后出现水泥水化基本停滞的现象,并伴随Cu（OH）2的出现,特别是掺量在2.0 wt.%时,水泥3 d和28 d强度分别降低了82.06%和85.98%。通过硫酸硝酸法明确了0.5 wt.%～2.0wt.%掺量范围内五种重金属的浸出毒性均远小于浸出限值,对环境不会产生“二次污染”风险。