污泥焚烧是一种资源化、减量化的处理方式,焚烧飞灰中的易挥发性重金属对环境造成的二次污染是研究的热点问题。本文采用主成分与污泥飞灰主成分SiO₂、Al₂O₃相似的高岭土和硅藻土与重金属氯盐ZnCl₂、CuCl₂、PbCl₂、CdCl₂和CrCl₃单独进行了气态重金属的固化实验,探究温度和M _Si/Al对不同重金属固化效果的影响。采用差式扫描热量仪对重金属氯盐的挥发特性及其反应动力学进行了分析;利用XRD、SEM、FT-IR对样品的晶型变化、微观形貌结构以及化学键的改变,探究了矿物质对重金属的固化机理。结果表明:高岭土对Pb的固化效果在1050℃最好,固化量由33.023 mg·g^-1增加至65.14 mg·g^-1,提高了49.3%。硅藻土对重金属Zn、Cu、Pb、Cd的固化在850℃时最好,分别为76.76 mg·g^-1、102.5 mg·g^-1、256.51 mg·g^-1、69.96 mg·g^-1。当M _Si/Al>1时,重金属的固化量均呈现增加的趋势,硅元素对固化过程具有明显的促进作用,铝元素具有抑制作用。当M _Si/Al=3时,高岭土对Zn的固化量较M _Si/Al=1提高了6倍。Arrhenius定律和M-K-N温度积分近似方程相结合,对重金属Zn、Cu、Pb、Cd、Cr的挥发特性进行模拟,Pb属于一级反应,其他重金属均属于零级反应,挥发过程主要受温度影响,Pb的反应活化能最大达到153.99 kJ/mol。通过XRD、SEM、FT-IR分析了影响物质间相互作用的因素,发现高岭土和硅藻土对不同重金属的固化取决于吸附剂表面的多孔结构、层间距以及组成固化剂的化学键类型等。黏土矿物质表面粘附了不同粒径大小的重金属细颗粒物,重金属小颗粒物质量轻,动能小,被固化之后不易脱附,大颗粒是由小颗粒碰撞-凝聚而成。