随着社会飞速发展,高速推进的城镇化导致了我国的城市生活垃圾产生量与日俱增。垃圾焚烧后产生的焚烧飞灰中存在大量有毒有害的重金属物质必须经过固化/稳定化处理。氯氧镁水泥是一种Mg O-Mg Cl₂-H₂O三元体系矿物水泥,具有高防渗性、高强度、低碱性等优点。本文利用氯氧镁水泥固化垃圾焚烧飞灰中的重金属Cu、Zn、Cd、Cr、Pb。实验证明,氯氧镁水泥对垃圾焚烧飞灰中的重金属具有良好的固化效果。本文首先对垃圾焚烧飞灰的物理化学性质和重金属浸出毒性进行了研究。研究发现,垃圾焚烧飞灰样品中的主要由O、Ca、Si和Al四种元素组成,主要矿物相为Ca CO₃、Si O₂和Al₂O₃,属于Ca O-Si O-Al O三元体系。对比HJ/T 300-2007醋酸浸出法、HVT 557-2009水浸出法和HJ/T 299-2007硫酸硝酸浸出法发现,HJ/T300-2007醋酸浸出法的重金属浸出率最高。且三种浸出法中重金属Pb、Cr均超过生活垃圾填埋污染控制标准（GB 16889-2008）的规定值。从垃圾焚烧飞灰的重金属的BCR形态分布可知,金属Cr、Pb的残渣态比例较高,分别为62.5%和54.7%,在自然条件下较为稳定。重金属Cd的残渣态含量仅为3.8%,容易迁移到自然环境中。本文设计了不同氯氧镁水泥掺比和不同Mg O/Mg Cl₂摩尔比条件下的飞灰固化实验。实验发现,固化体具有良好的抗压强度。在Mg O/Mg Cl₂摩尔比为6:1,掺量为45%时,固化体养护28 d的抗压强度可以达到36.1 Mpa;氯氧镁水泥对垃圾焚烧飞灰中的重金属具有显著的固化/稳定化效果,所有不同条件下的组别,Cu、Zn、Cd、Cr、Pb浸出浓度均远远低于生活垃圾填埋污染控制标准（GB 16889-2008）的规定值。借助XRD、FTIR对氯氧镁水泥固化/稳定化垃圾焚烧飞灰的水化产物进行研究,结果表明固化体的力学强度主要是由针棒状518相（3Mg（OH）₂·Mg Cl₂·8H₂O）和318相（3Mg（OH）₂·Mg Cl₂·8H₂O）提供的。在Mg O/Mg Cl₂摩尔比为6:1条件下,掺量的提高有助于318相向518相转化。在掺量为30%条件下,Mg O/Mg Cl₂摩尔比小于6:1时,固化体中的518相随摩尔比降低逐渐向318相转化。Mg O/Mg Cl₂摩尔比大于6:1时,过剩的Mg O水化生成了Mg（OH）₂,降低了固化体的抗压强度。SEM表明,呈条状和块状结构的Mg（OH）₂在飞灰颗粒表面的紧密贴合和518相、318相晶须对飞灰颗粒的交叉包裹都有助于抑制重金属的迁移。根据BCR重金属形态分析发现,经过氯氧镁水泥固化后的飞灰,重金属Cu、Zn、Cr、Cd、Pb的稳定态（残渣态和可氧化态）比例均有显著提高,在Mg O/Mg Cl₂摩尔比为6:1条件下,稳定态比例随着水泥掺量的提高而提高;在掺量为30%条件下,稳定态比例随着Mg O/Mg Cl₂摩尔比的提高呈现正相关;氯氧镁水泥对重金属Cd的固化/稳定化效果相对较差,酸提取态Cd比例在掺量为45%时为8.3%,且掺量提高对酸提取态Cd比例变化影响不大,但是提高Mg O/Mg Cl₂摩尔比有利于酸提取态Cd向稳定态转化。