近年来在我国的经济快速发展,人们消费能力攀升的同时也带来大量消费过后产生的废弃物难以处理的难题,废弃物在焚烧后产生的包含大量有害物质与重金属的飞灰又会带来新的环境问题,针对于飞灰的理化特性,研究表明利用水泥回转窑的高温工况来去除有害物质的同时将大部分重金属固定在熟料中是一种可行有效的处置手段。本文对协同处置过程中重金属As、Cd、Sb、Pb的行为进行热力学模拟,并结合相关文献资料与实验室煅烧条件和实际工业生产监测下重金属物质的流向进行对比,发现流向的不同导致最终固定率存在较大差异。通过热力学模拟与实验室煅烧数据对比,发现两者比较吻合,以上几种重金属的固定率分别约为78%、42%、53%、5%,但与水泥厂现场实验监测数据偏差较大,实际工业生产中90%以上的重金属固留于熟料中,排放进入大气的重金属小于0.01~1%。实际生产中窑灰量占到了生料总量的15%左右,窑灰中包含了大量的高挥发率重金属,如Pb、Cd,利用简化窑灰循环模型模拟窑灰重新入窑的工况,得出结果表明窑灰循环对高挥发率重金属的固定有明显作用,在经历多个循环后,挥发率较高的重金属的固定率逐渐增加并最终趋于稳定。在循环过程的计算中选择4个梯度的不同比例的焚烧飞灰替代率,分别为1%、5%、10%和20%,对窑灰和熟料中重金属浓度的变化进行计算,循环稳定状态下不同的替代率对As在窑灰与熟料中的浓度影响不大,Cd、Sb、Pb的在窑灰与熟料中的变化十分明显。在非稳定状态下设定窑灰循环率为0.4与1,发现重金属在熟料中的固定率呈明显的曲线增加趋势,循环率越高,重金属原本的挥发率越高,达到稳定时经历的循环越多,曲线的趋势也越明显,尤其对Cd与Pb更是如此,表明挥发率高的重金属会附着在窑灰上经过多次循环最终固定在熟料中。